title: Estradiol stimulates mitochondrial biogenesis and adiponectin expression in skeletal muscle.
abstract: Sexual dimorphism has been found in mitochondrial features of skeletal muscle, with female rats showing greater mitochondrial mass and function compared with males. Adiponectin is an insulin-sensitizing adipokine whose expression has been related to mitochondrial function and that is also expressed in skeletal muscle, where it exerts local metabolic effects. The aim of this research was to elucidate the role of sex hormones in modulation of mitochondrial function, as well as its relationship with adiponectin production in rat skeletal muscle. An in vivo study with ovariectomized Wistar rats receiving or not receiving 17β-estradiol (E2) (10 μg/kg per 48 h for 4 weeks) was carried out, in parallel with an assay of cultured myotubes (L6E9) treated with E2 (10 nM), progesterone (Pg; 1 μM), or testosterone (1 μM). E2 upregulated the markers of mitochondrial biogenesis and dynamics, and also of mitochondrial function in skeletal muscle and L6E9. Although in vivo E2 supplementation only partially restored the decreased adiponectin expression levels induced by ovariectomy, these were enhanced by E2 and Pg treatment in cultured myotubes, whereas testosterone showed no effects. Adiponectin receptor 1 expression was increased by E2 treatment, both in vivo and in vitro, but testosterone decreased it. In conclusion, our results are in agreement with the sexual dimorphism previously reported in skeletal muscle mitochondrial function and indicate E2 to be its main effector, as it enhances mitochondrial function and diminishes oxidative stress. Moreover, our data support the idea of the existence of a link between mitochondrial function and adiponectin expression in skeletal muscle, which could be modulated by sex hormones.
authors.affiliation: Grup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.
authors.forename: Gabriela
authors.initials: G
authors.lastname: Capllonch-Amer
authors.affiliation: Grup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.
authors.forename: Miquel
authors.initials: M
authors.lastname: Sbert-Roig
authors.affiliation: Grup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.
authors.forename: Bel M
authors.initials: BM
authors.lastname: Galmés-Pascual
authors.affiliation: Grup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, SpainGrup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.
authors.forename: Ana M
authors.initials: AM
authors.lastname: Proenza
authors.affiliation: Grup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, SpainGrup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.
authors.forename: Isabel
authors.initials: I
authors.lastname: Lladó
authors.affiliation: Grup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, SpainGrup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain magdalena.gianotti@uib.es.
authors.forename: Magdalena
authors.initials: M
authors.lastname: Gianotti
authors.affiliation: Grup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, SpainGrup Metabolisme Energètic i NutricióDepartament de Biologia Fonamental i Ciències de la Salut, Institut Universitari d'Investigació en Ciències de la Salut (IUNICS), Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa, km 7,5. E-07122 Palma de Mallorca, Illes Balears, SpainCentro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y la Nutrición (CIBERobnCB06/03/0043), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.
authors.forename: Francisco J
authors.initials: FJ
authors.lastname: García-Palmer
mesh_terms: D048868:Adaptor Proteins, Signal Transducing / Q000235:genetics / Q000378:metabolism; D052242:Adiponectin / Q000097:blood / Q000235:genetics / Q000378:metabolism*; D000818:Animals; D000831:Animals, Newborn; D015153:Blotting, Western; D002478:Cells, Cultured; D004958:Estradiol / Q000097:blood / Q000494:pharmacology*; D004967:Estrogens / Q000494:pharmacology; D005230:Fatty Acids, Nonesterified / Q000097:blood; D005260:Female; D008297:Male; D018613:Microscopy, Confocal; D008931:Mitochondria, Muscle / Q000187:drug effects* / Q000378:metabolism; D024101:Mitochondrial Proteins / Q000235:genetics / Q000378:metabolism; D018485:Muscle Fibers, Skeletal / Q000166:cytology / Q000187:drug effects / Q000378:metabolism; D018482:Muscle, Skeletal / Q000166:cytology / Q000187:drug effects* / Q000378:metabolism; D010052:Ovariectomy; D010084:Oxidation-Reduction / Q000187:drug effects; D011374:Progesterone / Q000097:blood / Q000494:pharmacology; D051381:Rats; D017208:Rats, Wistar; D054419:Receptors, Adiponectin / Q000235:genetics / Q000378:metabolism; D020133:Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction; D013739:Testosterone / Q000494:pharmacology
chemical_list: D048868:Adaptor Proteins, Signal Transducing; D052242:Adiponectin; C510733:Appl1 protein, mouse; D004967:Estrogens; D005230:Fatty Acids, Nonesterified; D024101:Mitochondrial Proteins; D054419:Receptors, Adiponectin; C475419:adiponectin receptor 1, mouse; D013739:Testosterone; D011374:Progesterone; D004958:Estradiol
keywords: 17β-estradiol; L6E9; adiponectin; mitochondrial biogenesis; mitochondrial dynamics; ovariectomy; skeletal muscle; testosterone