A decreased n-6/n-3 ratio in the fat-1 mouse is associated with improved glucose tolerance

Smith, Brennan K.; Holloway, Graham P.; Reza-Lopez, Sandra; Jeram, Stanley M.; Kang, Jing X.; Ma, David W.L.
October 2010
Applied Physiology, Nutrition & Metabolism;Oct2010, Vol. 35 Issue 5, p699
Academic Journal
A reduction in skeletal muscle fatty acid oxidation (FAO), manifested as a reduction in mitochondrial content and (or) FAO within mitochondria, may contribute to the development of insulin resistance. n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) have been observed to increase the capacity for FAO and improve insulin sensitivity. We used the fat-1 mouse model, a transgenic animal capable of synthesizing n-3 PUFA from n-6 PUFA, to examine this relationship. Fat-1 mice exhibited a ~20-fold decrease in the n-6/n-3 ratio in skeletal muscle, and plasma glucose and the area under the glucose curve were significantly (p < 0.05) lower in fat-1 mice during a glucose challenge test. The improvement in whole-body glucose tolerance in the fat-1 mouse was associated with a ~21% (p < 0.05) decrease in whole-muscle citrate synthase (CS) activity (in red muscle only), without alterations in CS activity of isolated mitochondria (either red or white muscle; p > 0.05). These data suggest that the fat-1 mouse has decreased skeletal muscle mitochondrial content. However, the intrinsic ability of mitochondria to oxidize fatty acids was not altered in the fat-1 mouse, as rates of palmitate oxidation in isolated mitochondria from both red and white muscle were unchanged. Overall, this study demonstrates that a decrease in the n-6/n-3 ratio can enhance glucose tolerance in healthy animals, independent of changes in mitochondrial content. La diminution de l'oxydation des acides gras (FAO) dans le muscle squelettique comme le révèle la diminution du contenu de la mitochondrie et (ou) de la FAO dans la mitochondrie contribuerait au développement de l'insulinorésistance. D'après des études, les acides gras polyinsaturés n-3 (PUFA) augmentent la capacité de la FAO et améliorent la sensibilité à l'insuline. Pour analyser cette hypothèse, on utilise la souris fat-1, un modèle transgénique pouvant synthétiser des PUFA n-3 à partir de PUFA n-6. Au cours d'une épreuve de charge en glucose, on observe chez les souris fat-1 une diminution d'environ 20 fois du ratio n-6/n-3 dans le muscle squelettique. De plus, on observe une plus faible concentration plasmatique de glucose et une plus faible surface sous la courbe de glucose lors de l'épreuve; les différences sont significatives (p < 0,05). L'amélioration de la tolérance globale au glucose chez la souris fat-1 est associée à une diminution de ~21 % (p < 0,05) de l'activité musculaire globale de la citrate synthase (CS) dans les fibres musculaires rouges seulement sans modification de l'activité de la CS dans les mitochondries isolées des fibres rouges et blanches (p > 0,05). D'après ces observations, le contenu des mitochondries dans le muscle squelettique des souris fat-1 diminue. En contrepartie, on n'observe pas chez la souris fat-1 de modification de la capacité intrinsèque d'oxydation des acides gras dans les mitochondries, comme le révèle la non-variation du taux d'oxydation du palmitate dans les mitochondries isolées des fibres musculaires rouges et blanches. En bref, cette étude démontre que la diminution du ratio n-6/n-3 peut améliorer la tolérance au glucose chez des animaux en bonne santé, et ce, indépendamment des variations du contenu des mitochondries.


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