氧化还原依赖的肝脏糖异生影响小鼠不同强度运动

肝脏糖异生利用各种底物产生葡萄糖以满足能量需求。然而，这些底物在不同条件下如何被优先使用仍不清楚。在这里，我们展示了乳酸和甘油的优先供应调节肝脏糖异生，从而分别影响高强度和小强度运动能力。我们发现，肝脏特异性敲除磷酸烯醇丙酮酸羧激酶1（L-Pck1KO），阻断乳酸糖异生，降低高强度运动能力，但通过增强甘油糖异生增加低强度运动能力。相反，肝脏特异性敲除甘油激酶（L-GykKO），抑制甘油来源的糖异生，通过增强乳酸糖异生诱导相反的效果。鉴于这些代偿步骤依赖于细胞质中NAD+介导的氧化，我们在肝脏中表达了来自短乳杆菌的NADH氧化酶（LbNOX），以降低胞质[NADH]/[NAD+]比值。我们发现肝脏LbNOX表达增强了这两个氧化还原依赖性底物的糖异生，并增加了两种强度下的运动能力。重要的是，LbNOX诱导的高强度和低强度运动能力的增强分别在L-Pck1KO和L-GykKO小鼠中被消除。因此，糖异生底物的供应和胞质氧化还原状态，而不是改变的酶表达，调节不同强度下的肝脏糖异生和运动能力。总的来说，这项研究表明通过胞质氧化还原状态调节肝脏糖异生是提高运动表现的有效策略。