Effects of vitamin D metabolites on protein catabolism of muscle from uremic rats

Effects of vitamin D metabolites on protein catabolism of muscle from uremic rats. Epitrochlearis muscles obtained from normal male Sprague-Dawley rats used as controls (C) and rats with reduced renal mass (Nx) were incubated for 1 hr in Krebs-Ringer buffer containing 5 m M glucose with or without insulin, 25-hydroxycholecalciferol [25(OH)D 3 ] or 1,25 dihydroxycholecalciferol [1,25(OH) 2 D 3 ]. Plasma levels of 25(OH)D 3 were unaffected by reduction in renal mass. Alanine (ALA), tyrosine (TYR), and phenylalanine (PHE) release rates from muscles of Nx rats were increased 40% above C values. Addition of 100 ng/ml of 25(OH)D 3 to the incubating media reduced these release rates to C values within 1 hr of incubation. No additive effects with insulin were seen. Addition of 1 ng/ml of 1,25(OH) 2 D 3 did not affect these results. Reduction of renal mass or the addition of insulin or 25(OH)D 3 did not affect tissue concentrations of ATP or phosphocreatine. On the other hand, tissue levels of TYR and PHE were increased significantly (≈ 20 to 25%) in muscles from Nx rats compared to C values and were reduced to control values by the addition of 25(OH)D 3 . The addition of insulin to the incubating media reduced the tissue levels of TYR and PHE in muscles of C rats by ≈ 20%, but reduced these levels in muscles of Nx rats by ≈ 55%. 25(OH)D 3 did not affect tissue levels of cyclic AMP in muscles from either C or Nx rats. Protein synthetic rates were reduced significantly in muscles from Nx rats and returned to C values after 3 hr of incubation but were unaffected by 25(OH)D 3 . Muscle uptake of 3 H,25(OH)D 3 was reduced by ≈ 30% in muscles from Nx rats compared to C rats. These data suggest that increased muscle protein catabolism exists in rats with reduced renal mass which can be reduced to C values by 25(OH)D 3 and does not appear to be mediated through stimulation of adenylate cyclase. 25(OH)D 3 did not affect muscle protein synthetic rates. Reduced uptake of 3 H,25(OH)D 3 by muscles of Nx rats suggests that resistance to this vitamin metabolite may exist at the level of muscle in uremia. Les effets des metabolites de la vitamine D sur le catabolisme proteique du muscle de rats uremiques. Des muscles epitrochleens provenant de rats normaux mâles Sprague-Dawley utilises comme controles (C) et de rats avec une masse renale reduite (Nx) ont ete incubes pendant 1 heure dans du tampon Krebs-Ringer contenant 5 m M de glucose avec ou sans insuline, du 25-hydroxycholecalciferol [25(OH)D 3 ] ou du 1,25-dihydroxycholecalciferol [1,25(OH) 2 D 3 ]. Les concentrations plasmatiques de 25(OH)D 3 n'etaient pas modifiees par la reduction de la masse renale. Les vitesses de relargage de l'Alanine (ALA), de la tyrosine (TYR), et de la phenylalanine (PHE) a partir des muscles des rats Nx etaient augmentees de 40% au-dessus des valeurs C. L'addition de 100 ng/ml de 25(OH)D 3 aux milieux d'incubation a reduit ces vitesses de relargage aux valeurs C en 1 heure d'incubation. Aucun effet additif n'a ete observe avec l'insuline. L'addition de 1 ng/ml de 1,25(OH) 2 D 3 n'a pas modifie ces resultats. La reduction de la masse renale ou l'addition d'insuline ou de 25(OH)D 3 n'a pas modifie les concentrations tissulaires d'ATP ou de phosphocreatine. D'un autre cote, les concentrations tissulaires de TYR et de PHE etaient significativement augmentees (≈ 20 a 25%) dans les muscles de rats par rapport aux valeurs C et etaient ramenees aux valeurs controles par l'addition de 25(OH)D 3 . L'addition d'insuline aux milieux d'incubation a reduit les concentrations tissulaires de TYR et PHE dans les muscles de rats C de ≈ 20%, mais a reduit ces concentrations dans les muscles des rats Nx de ≈ 55%. Le 25(OH)D 3 n'a pas modifie les concentrations tissulaires d'AMP cyclique dans les muscles de rats C ou Nx. Les vitesses de synthese proteiques etaient significativement reduites dans les muscles de rats Nx, et revenaient aux valeurs C apres 3 heures d'incubation, mais n'etaient pas modifiees par le 25(OH)D 3 . La captation musculaire de 3 H,25(OH)D 3 etait reduite de ≈ 30% dans les muscles de rats Nx par rapport aux rats C. Ces donnees suggerent qu'un catabolisme musculaire proteique accru existe chez des rats avec une masse renale reduite, et qu'il peut etre ramene aux valeurs C par le 25(OH)D 3 et ne semble pas medie par la stimulation de l'adenylate cyclase. Le 25(OH)D 3 n'a pas modifie les vitesses de synthese proteique musculaire. Une captation reduite de 3 H,25(OH)D 3 par les muscles de rats Nx suggere que la resistance a ce metabolite vitaminique pourrait exister au niveau du muscle dans l'uremie.