title: Muscles Susceptibility to Ischemia-Reperfusion Injuries Depends on Fiber Type Specific Antioxidant Level.
abstract: Muscle injury resulting from ischemia-reperfusion largely aggravates patient prognosis but whether and how muscle phenotype modulates ischemia-reperfusion-induced mitochondrial dysfunction remains to be investigated. We challenged the hypothesis that glycolytic muscles are more prone to ischemia-reperfusion-induced injury than oxidative skeletal muscles. We therefore determined simultaneously the effect of 3 h of ischemia induced by aortic clamping followed by 2 h of reperfusion (IR,n= 11) on bothgastrocnemiusandsoleusmuscles, as compared to control animals (C,n= 11). Further, we investigated whether tempol, an antioxidant mimicking superoxide dismutase, might compensate a reduced defense system, likely characterizing glycolytic muscles (IR-Tempol,n= 7). In the glycolyticgastrocnemiusmuscle, as compared to control, ischemia-reperfusion significantly decreased mitochondrial respiration (-30.28 ± 6.16%,p= 0.003), increased reactive oxygen species production (+79.15 ± 28.72%,p= 0.04), and decreased reduced glutathione (-28.19 ± 6.80%,p= 0.011). Less deleterious effects were observed in the oxidativesoleusmuscle (-6.44 ± 6.30%, +4.32 ± 16.84%, and -8.07 ± 10.84%, respectively), characterized by enhanced antioxidant defenses (0.63 ± 0.05 ingastrocnemius vs. 1.24 ± 0.08 μmol L-1g-1insoleus). Further, when previously treated with tempol, glycolytic muscle was largely protected against the deleterious effects of ischemia-reperfusion. Thus, oxidative skeletal muscles are more protected than glycolytic ones against ischemia-reperfusion, thanks to their antioxidant pool. Such pivotal data support that susceptibility to ischemia-reperfusion-induced injury differs between organs, depending on their metabolic phenotypes. This suggests a need to adapt therapeutic strategies to the specific antioxidant power of the target organ to be protected.
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Physiologie et d'Explorations Fonctionnelles, Pôle de Pathologie Thoracique, Nouvel Hôpital Civil, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Anne-Laure
authors.initials: AL
authors.lastname: Charles
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Réanimation Médico-Chirurgicale Pédiatrique Spécialisée, Hôpital de Hautepierre, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Anne-Sophie
authors.initials: AS
authors.lastname: Guilbert
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Réanimation Médicale, Hôpital de Hautepierre, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Max
authors.initials: M
authors.lastname: Guillot
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Physiologie et d'Explorations Fonctionnelles, Pôle de Pathologie Thoracique, Nouvel Hôpital Civil, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Samy
authors.initials: S
authors.lastname: Talha
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Physiologie et d'Explorations Fonctionnelles, Pôle de Pathologie Thoracique, Nouvel Hôpital Civil, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Anne
authors.initials: A
authors.lastname: Lejay
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Physiologie et d'Explorations Fonctionnelles, Pôle de Pathologie Thoracique, Nouvel Hôpital Civil, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Alain
authors.initials: A
authors.lastname: Meyer
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Chirurgie Cardio-Vasculaire, Pôle d'activité Médico-chirurgicale Cardiovasculaire, Nouvel Hôpital Civil, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Michel
authors.initials: M
authors.lastname: Kindo
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Unité neurovasculaire, Hôpital de Hautepierre, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Valérie
authors.initials: V
authors.lastname: Wolff
authors.affiliation: Division of Clinical Pharmacology and Toxicology, University Hospital Basel Basel, Switzerland.
authors.forename: Jamal
authors.initials: J
authors.lastname: Bouitbir
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Physiologie et d'Explorations Fonctionnelles, Pôle de Pathologie Thoracique, Nouvel Hôpital Civil, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Joffrey
authors.initials: J
authors.lastname: Zoll
authors.affiliation: Equipe d'accueil 3072, Faculté de Médecine, Fédération de Médecine Translationnelle, Université de StrasbourgStrasbourg, France; Service de Physiologie et d'Explorations Fonctionnelles, Pôle de Pathologie Thoracique, Nouvel Hôpital Civil, CHRU de StrasbourgStrasbourg, France.
authors.forename: Bernard
authors.initials: B
authors.lastname: Geny
keywords: antioxidant; ischemia-reperfusion; metabolic phenotype; mitochondria; muscle; oxidative stress; peripheral arterial disease (PAD); sarcopenia