Abstract Aim: To examine if cross‐sectional area (CSA) differs along the length of the human patellar tendon (PT), and if there is PT hypertrophy in response to resistance training. Methods: Twelve healthy young men underwent baseline and post‐training assessments. Maximal isometric knee extension strength (MVC) was determined unilaterally in both legs. PT CSA was measured at the proximal‐, mid‐ and distal PT level and quadriceps muscle CSA was measured at mid‐thigh level using magnetic resonance imaging. Mechanical properties of the patellar tendons were determined using ultrasonography. Subsequently, subjects performed 12 weeks of heavy resistance knee extension training with one leg (Heavy‐leg), and light resistance knee extension training with the other leg (Light‐leg). Results: The MVC increased for heavy‐leg (15 ± 4%, P < 0.05), but not for light‐leg (6 ± 4%). Quadriceps CSA increased in heavy‐legs (6 ± 1%, P < 0.05) while unchanged in light‐legs. Proximal PT CSA (104 ± 4 mm 2 ) was smaller than the mid‐tendon CSA (118 ± 3 mm 2 ), which again was smaller than distal tendon CSA (127 ± 2 mm 2 , P < 0.05). Light‐leg PT CSA increased by 7 ± 3% ( P < 0.05) at the proximal tendon level, but was otherwise unchanged. Heavy‐leg PT CSA increased at the proximal and distal tendon levels by 6 ± 3% and 4 ± 2% respectively ( P < 0.05), but was unchanged at the mid tendon level. PT stiffness increased in heavy‐legs ( P < 0.05) but was unchanged in light‐legs. Modulus remained unchanged in both legs. Conclusions: To our knowledge, this study is the first to report tendon hypertrophy following resistance training. Further, the data show that the human PT CSA varies along the length of the tendon.

Water-specific aquaporins (AQP), such as the prototypical mammalian AQP1, stringently exclude the passage of solutes, ions, and even protons. Supposedly, this is accomplished by two conserved regions within the pore, a pair of canonical asparagine–proline–alanine (NPA) motifs, the central constriction, and an aromatic/arginine (ar/R) constriction, the outer constriction. Here, we analyzed the function of three residues in the ar/R constriction (Phe-56, His-180, and Arg-195) in rat AQP1. Individual or joint replacement of His-180 and Arg-195 by alanine and valine residues, respectively (AQP1-H180A, AQP1-R195V, and AQP1-H180A/R195V), did not affect water permeability. The double mutant AQP1-H180A/R195V allowed urea to pass. In line with the predicted solute discrimination by size, replacement of both Phe-56 and His-180 (AQP1-F56A/H180A) enlarged the maximal diameter of the ar/R constriction 3-fold and enabled glycerol and urea to pass. We further show that ammonia passes through all four AQP1 mutants, as determined ( i ) by growth complementation of yeast deletion strains with ammonia, ( ii ) by ammonia uptake from the external solution into oocytes, and ( iii ) by direct recordings of ammonia induced proton currents in oocytes. Unexpectedly, removal of the positive charge in the ar/R constriction in AQP1-R195V and AQP1-H180A/R195V appeared to allow the passage of protons through AQP1. The data indicate that the ar/R constriction is a major checkpoint for solute permeability, and that the exquisite electrostatic proton barrier in AQPs comprises both the NPA constriction as well as the ar/R constriction.

Aging is associated with decreased muscle mass and functional capacity, which in turn decrease quality of life. The number of citizens over the age of 65 years in the Western world will increase by 50 % over the next four decades, and this demographic shift brings forth new challenges at both societal and individual levels. Only a few longitudinal studies have been reported, but whey protein supplementation seems to improve muscle mass and function, and its combination with heavy strength training appears even more effective. However, heavy resistance training may reduce adherence to training, thereby attenuating the overall benefits of training. We hypothesize that light load resistance training is more efficient when both adherence and physical improvement are considered longitudinally. We launched the interdisciplinary project on Counteracting Age-related Loss of Skeletal Muscle Mass (CALM) to investigate the impact of lifestyle changes on physical and functional outcomes as well as everyday practices and habits in a qualitative context. We will randomize 205 participants older than 65 years to be given 1 year of two daily nutrient supplements with 10 g of sucrose and 20 g of either collagen protein, carbohydrates, or whey. Further, two groups will perform either heavy progressive resistance training or light load training on top of the whey supplement. The primary outcome of the CALM Intervention Study is the change in thigh cross-sectional area. Moreover, we will evaluate changes in physical performance, muscle fiber type and acute anabolic response to whey protein ingestion, sensory adaptation, gut microbiome, and a range of other measures, combined with questionnaires on life quality and qualitative interviews with selected subjects. The CALM Intervention Study will generate scientific evidence and recommendations to counteract age-related loss of skeletal muscle mass in elderly individuals. ClinicalTrials.gov NCT02034760 . Registered on 10 January 2014. ClinicalTrials.gov NCT02115698 . Registered on 14 April 2014. Danish regional committee of the Capital Region H-4-2013-070. Registered on 4 July 2013. Danish Data Protection Agency 2012-58-0004 – BBH-2015-001 I-Suite 03432. Registered on 9 January 2015.

Abstract Gut microbial dysbiosis have been linked to frailty in elderly, yet the presence of fungal communities and their possible association with host health are little understood. This study attempts to identify gut microbial fungal associations with the progression of atherogenic dyslipidemia in a population of older adults by investigating the interplay between dietary intake, gut mycobiome composition, plasma and fecal metabolome and anthropometric/body-composition measurements of 99 Danes aged 65 to 81 (69.57 ± 3.64) years. The gut mycobiome composition were determined by high-throughput sequencing of internal transcribed spacer (ITS2) gene amplicons, while the plasma and fecal metabolome was determined by GC-MS. The gut microbiome of the subjects investigated is home to three main eukaryotic phyla, namely Ascomyco-ta, Basidiomycota and Zygomycota, with genera Penicillium, Candida , and Aspergillus being particularly common. Hypertriglyceridemia was associated with fewer observed fungal species, and Bray-Curtis dissimilarity matrix-based analysis showed significant ( p < 0.05) clustering according to fasting levels of circulating plasma triglycerides (Tg) and very low-density lipoprotein (VLDL) cholesterol fasting levels, respectively. Higher levels of Tg and VLDL cholesterol significantly associates with increased relative abundance of genus Penicillium , and Saccha:ramyces likely mediated by a higher dietary fatty acids intake ( p < 0.05), and Sac-charomyces, Debaryomyces, Candida, Agaricus and Starmerella were moderately associated with SCF As groups. Collectively, these findings suggest that gut mycobiome dysbiosis on older adults is associated with hypertriglyceridemia, a known risk factor for development of cardiovascular disease.

Background

 The human gut is home for plethora of microbes including prokaryotic, eukaryotic and other microorganisms. During ageing, imbalances in the gut microbiota are associated with significant phenotypic effects for the host such as the development of metabolic disorders like changes in serum lipids levels, including general physiological decline. However, the presence of fungal communities and their possible association with host health are poorly understood. Therefore, we aim to elucidate trajectory for the progression of atherogenic dyslipidemia during ageing. 

Methods

 The interplay between dietary intake, gut microbiota composition, plasma and fecal metabolome and clinical measurements were investigated. The gut bacterial and fungal compositions were determined by high-throughput sequencing of V3 region of 16S rRNA and internal transcribed spacer (ITS2) gene amplicons, respectively. The plasma and fecal metabolomes were determined by GC-TOF-MS. Finally, the dietary intake records and the anthropometric/body-composition measurements at baseline were taken from 75 senior citizens aged 65 years old and above (69.57 ± 3.64). 

Results

 At phyla, the gut is home to three main eukaryotic, namely Ascomycota, Basidiomycota and Zygomycota, with genera Penicillium, Candida, and Aspergillus being particularly common. Hypertriglyceridemia group (HG) was associated with low species richness as compared to Normotryglyceridemia group (NG), indicate by α-diversity - Observed species, PD whole tree and Chao1 indices; p <0.05, and Bray-Curtis dissimilarity matrix-based analysis showed significant (p <0.05) clustering according to fasting levels of circulating plasma triglycerides (Tg). Inversely, the hypertriglyceridemia clustering based on the prokaryotic component was not observed among both groups. Higher levels of Tg significantly associates with increased relative abundance of genus Penicillium, possibly mediated by a higher dietary fat intake (ANOVA,p <0.05), and Aspergillus and Guehomyces were positively associated with short-chain fatty acids (SCFAs) groups. 

Conclusions

 Collectively, these findings suggest that the gut mycobiome dysbiosis is associated with hypertriglyceridemia, a known risk factor for the development of cardiovascular disease among the elders.

Abstract Lipoprotein subfractions are biomarkers for early diagnosis of cardiovascular diseases. The reference method, ultracentrifugation, for measuring lipoproteins is time consuming and there is a need to develop a rapid method for cohort screenings. Here we present partial least squares regression models developed using 1 H-NMR spectra and concentrations of lipoproteins as measured by ultracentrifugation on 316 healthy Danes. Different regions of the 1 H-NMR spectra representing signals of the lipoproteins and different lipid species were investigated to develop parsimonious, reliable and best performing prediction models. 65 LP main and subfractions were predictable with an accuracy Q 2 of > 0.6 on test set samples. The models were tested on an independent cohort of 290 healthy Swedes with predicted and reference values matching by up to 85-95%. The software was developed to predict lipoproteins in human blood using 1 H-NMR spectra and made freely available to be applied for future cohort screenings.

Abstract Increasing evidence indicates that the gut microbiome (GM) plays an important role in the etiology of dyslipidemia. To date, however, no in-depth characterization of the associations between GM and its metabolic attributes with deep profiling of lipoproteins distributions (LPD) among healthy individuals has been conducted. To determine associations and contributions of GM composition and its cofactors with distribution profiles of lipoprotein subfractions, we studied blood plasma LPD, fecal short-chain fatty acids (SCFA) and GM of 262 healthy Danish subjects aged 19-89 years. Stratification of LPD segregated subjects into three clusters of profiles that reflected differences in the lipoprotein subclasses, corresponded well with limits of recommended levels of main lipoprotein fractions and were largely explained by host characteristics such as age and body mass index. Higher levels of HDL, particularly driven by large subfractions (HDL2a and HDL2b), were associated with a higher relative abundance of Ruminococcaceae and Christensenellaceae. Increasing levels of total cholesterol and LDL, which were primarily associated with large 1 and 2 subclasses, were positively associated with Lachnospiraceae and Coriobacteriaceae, and negatively with Bacteroidaceae and Bifidobacteriaceae. Metagenome sequencing showed a higher abundance of genes involved in the biosynthesis of multiple B-vitamins and SCFA metabolism among subjects with healthier LPD profiles. Metagenomic assembled genomes (MAGs) affiliated mainly to Eggerthellaceae and Clostridiales were identified as the contributors of these genes and whose relative abundance correlated positively with larger subfractions of HDL. The results of this study demonstrate that remarkable differences in composition and metabolic traits of the GM are associated with variations in LPD among healthy subjects. Findings from this study provide evidence for GM considerations in future research aiming to shade light on mechanisms of the GM – dyslipidemia axis.

Abstract Muscle-specific ubiquitin E3 ligases, Atrogin-1 and MuRF1, are highly expressed in multiple conditions of skeletal muscle atrophy. The PI3K/Akt/FoxO signaling pathway is well known to regulate Atrogin-1 and MuRF1 gene expressions. Evidence supporting this is largely based on stimuli by insulin and IGF-1, that activate anabolic signaling, including Akt and Akt-dependent transcription factors. However, Akt activation also activates the mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) which induces skeletal muscle hypertrophy. However, whether mTORC1-dependent signaling has a role in regulating Atrogin-1 and/or MuRF1 gene and protein expression is currently unclear. In this study, we confirmed that activation of insulin-mediated Akt signaling suppresses both Atrogin-1 and MuRF1 protein content and that inhibition of Akt increases both Atrogin-1 and MuRF1 protein content in C2C12 myotubes. Interestingly, inhibition of mTORC1 using a specific mTORC1 inhibitor, rapamycin, increased Atrogin-1, but not MuRF1, protein content. Furthermore, activation of AMP-activated protein kinase (AMPK), a negative regulator of the mTORC1 signaling pathway, also showed distinct time-dependent changes between Atrogin-1 and MuRF1 protein content, suggesting differential regulatory mechanisms between Atrogin-1 and MuRF1 protein content. To further explore the downstream of mTORC1 signaling, we employed a specific S6K1 inhibitor, PF-4708671, and found that Atrogin-1 protein content was dose-dependently increased with PF-4708671 treatment, whereas MuRF1 protein content was not significantly altered. Overall, our results indicate that Atrogin-1 and MuRF1 protein contents are regulated by different mechanisms, the downstream of Akt, and that Atrogin-1 protein content can be regulated by rapamycin-sensitive mTOR-S6K1 dependent signaling pathway.

When humans age, changes in body composition arise along with lifestyle-associated disorders influencing fitness and physical decline. Here we provide a comprehensive view of dietary intake, physical activity, gut microbiota (GM), and host metabolome in relation to physical fitness of 207 community-dwelling subjects aged +65 years. Stratification on anthropometric/body composition/physical performance measurements (ABPm) variables identified two phenotypes (high/low-fitness) clearly linked to dietary intake, physical activity, GM, and host metabolome patterns. Strikingly, despite a higher energy intake high-fitness subjects were characterized by leaner bodies and lower fasting proinsulin-C-peptide/blood glucose levels in a mechanism likely driven by higher dietary fiber intake, physical activity and increased abundance of Bifidobacteriales and Clostridiales species in GM and associated metabolites (i.e., enterolactone). These factors explained 50.1% of the individual variation in physical fitness. We propose that targeting dietary strategies for modulation of GM and host metabolome interactions may allow establishing therapeutic approaches to delay and possibly revert comorbidities of aging.

When humans age, changes in body composition arise along with lifestyle-associated disorders influencing fitness and physical decline. Here we provide a comprehensive view of dietary intake, physical activity, gut microbiota (GM) and host metabolome in relation to physical fitness of 207 community dwelling subjects aged +65 years. Stratification on anthropometric/body-composition/physical-performance measurements (ABPm) variables identified two phenotypes (high/low-fitness) clearly linked to dietary intake, physical activity, GM and host metabolome patterns. Strikingly, despite a higher energy intake high-fitness subjects were characterized by leaner bodies and lower fasting proinsulin-C-peptide/blood glucose levels in a mechanism likely driven by higher dietary-fiber intake, physical activity and increased abundance of Bifidobacteriales and Clostridiales species in GM and associated metabolites (i.e. enterolactone). These factors explained 50.1% of the individual variation in physical fitness. We propose that targeting dietary strategies for modulation of GM and host metabolome interactions may allow establishing therapeutic approaches to delay and possibly revert comorbidities of aging.