Geny związane ze wzrostem i regeneracją mięśni
Wzrost i regenerację tkanki mięśniowej można osiągnąć poprzez zwiększenie ekspresji genów, które mają działanie stymulujące, takie jak insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF-1), lub poprzez hamowanie genów, które zwykle działają jako represory procesy wzrostu, na przykład miostatyna.
Mięśniowy IGF-1 (mIGF-1) : Specyficzna izoforma mięśniowa insulinopodobnego czynnika wzrostu (mIGF-1) odgrywa bardzo ważną rolę w regeneracji mięśni. Gen IGF-1 ma za zadanie naprawiać mięsień, gdy ulega mikroskopijnemu urazowi podczas ćwiczeń.
Myostatyna : miostatyna jest białkiem odkrytym w 1997 r. Podczas badań różnicowania komórek i proliferacji. Aby zrozumieć, jaka była jego prawdziwa funkcja, myszy łączono w pary, w których gen kodujący miostatynę był hamowany.
Homozygotyczne potomstwo (nosiciel obu zmutowanych genów) wykazało lepszy rozwój mięśni w porównaniu z myszami heterozygotycznymi (nosicielami tylko jednego zmutowanego genu) i normalnymi. Rozmiar ciała był o 30% wyższy, mięsień przerostowy, a waga była 2 lub 3 razy większa niż u naturalnych świnek morskich. Późniejsza analiza histologiczna wykazała wzrost zarówno wielkości pojedynczych komórek mięśniowych (przerost), jak i ich liczby (rozrost). W tym samym czasie nastąpił niewielki spadek tkanki tłuszczowej, podczas gdy płodność i długość życia pozostały prawie niezmienione.
W 2004 r., Badając 5-letnie niemieckie dziecko z nieprawidłowym rozwojem siły i masy mięśniowej, po raz pierwszy u ludzi zidentyfikowano mutację w genie kodującym miostatynę. Wpływ na ekspresję fenotypową był identyczny z obserwowanym u myszy laboratoryjnych i badanych ras bydła, tak że siła mięśni dziecka była podobna, nawet nie wyższa niż u dorosłego. Bardzo interesującym aspektem jest to, że matka dziecka, od której odziedziczył jeden z dwóch zmutowanych alleli, była zawodowym sprinterem i niektórzy z jego przodków są pamiętani za ich niezwykłą siłę.
Miostatyna jest białkiem, które oddziałuje z rozwojem mięśni, hamując je; wytwarzany jest głównie przez komórki mięśni szkieletowych, a jego działanie reguluje obecność inhibitora zwanego folistatyną. Im wyższy poziom folistatyny, tym niższy poziom miostatyny, tym większy rozwój mięśni. Wydaje się, że folistatyna jest w stanie oddziaływać z komórkami satelitarnymi poprzez stymulowanie proliferacji nowych komórek mięśniowych (rozrost). Zwykle wzrost masy mięśniowej jest spowodowany jedynie wzrostem wielkości komórek (przerost), podczas gdy niewielki rozrost może wystąpić tylko w szczególnych przypadkach (urazy mięśni).
Ostatnio podejście hamowania miostatyny w leczeniu chorób dystroficznych mięśni w modelach zwierzęcych wzbudziło szczególne zainteresowanie; wykonano zarówno dootrzewnowe wstrzyknięcia inhibitora miostatyny, jak i specyficzne delecje genu miostatyny, co spowodowało poprawę choroby dystroficznej mięśni. Obecne badania koncentrują się na badaniu i rozwoju tych potencjałów, ale nadal istnieje wiele hipotez i kilku pewników. Badania nad rolą miostatyny w organizmie człowieka są nieliczne, często niezgodne, i wciąż czekają na potwierdzenie. Wzrost mięśni jest w rzeczywistości wynikiem subtelnej równowagi między czynnikami anabolicznymi i katabolicznymi a pojedynczym hormonem, gen lub konkretna substancja nie wystarcza, aby znacząco na nią wpłynąć. Aby to potwierdzić, istnieją badania w literaturze, które pokazują, że nie ma istotnych różnic w ilości masy mięśniowej pomiędzy zdrowymi osobnikami a innymi z niedoborem miostatyny.
Hormon wzrostu (somatotropina - GH): GH lub hormon somatotropowy to białko (peptyd liniowy złożony z 191 aminokwasów) wytwarzane przez komórki somatotropowe przedniego płata przysadki. Ma pulsującą wydzielinę, z częstszymi i szerszymi szczytami w pierwszych godzinach snu.
Aktywność sportowa stanowi silny bodziec do wydzielania hormonu wzrostu. Podczas długotrwałych ćwiczeń szczyt wydzielania obserwuje się między 25. a 60. minutą, podczas gdy w przypadku wysiłków beztlenowych szczyt ten jest rejestrowany między końcem piątej i piętnastej minuty regeneracji.
Przy takim samym wysiłku fizycznym wydzielanie GH jest większe:
- u kobiet niż u mężczyzn
- u młodych ludzi w porównaniu z osobami starszymi
- siedzący w porównaniu z wyszkolonymi
Na wydzielanie GH podczas wysiłku fizycznego wpływa:
- INTENSYWNOŚĆ '
Znacząca odpowiedź GH na ćwiczenia jest już obserwowana w przypadku ćwiczeń o niskiej intensywności (50% VO2max) i osiąga maksimum w pobliżu progu beztlenowego (70% VO2max). Dalszy wzrost intensywności nie powoduje żadnego znaczącego wzrostu piku wydzielniczego. Największą reakcję GH na wysiłek fizyczny obserwuje się podczas ćwiczeń o dużym zapotrzebowaniu na glikolizę beztlenową i masową produkcję mleczanu (np. Budowa ciała). Wydzielanie GH jest odwrotnie proporcjonalne do okresu powrotu do zdrowia i jest wprost proporcjonalne do czasu trwania ćwiczenia.
- SZKOLENIA
Odpowiedź GH na ćwiczenia jest odwrotnie proporcjonalna do stopnia treningu. Przy tej samej intensywności ćwiczeń osoba przeszkolona wytwarza znacznie mniej GH niż osoba zdegenerowana, ponieważ laktidemia (ilość mleczanu w obiegu) jest niższa.
Skutki GH są częściowo bezpośrednie, takie jak działanie diabetogenne i lipolityczne, a częściowo pośredniczone przez podobne czynniki insulinowe: czynnik wzrostu insuliny (IGF-1, IGF-2).
- TEMPERATURY
Odpowiedź w wydzielaniu GH na zmianę temperatury otoczenia jest wprost proporcjonalna do spadku temperatury.
Oś GH-IGF działa fizjologicznie na metabolizm glukozy, powodując hiperglikemię; o metabolizmie protidowym, zwiększeniu komórkowego pobierania aminokwasów i przyspieszeniu transkrypcji i translacji mRNA, sprzyjając w ten sposób anabolizmowi białek i rozwojowi mas mięśniowych; wreszcie działa również na metabolizm lipidów, powodując lipolizę ze wzrostem ilości wolnych kwasów tłuszczowych i ciał ketonowych.
Podawanie dużych ilości GH wiąże się z wieloma działaniami niepożądanymi: miopatią, neuropatiami obwodowymi, zatrzymaniem płynów, obrzękiem, zespołem cieśni nadgarstka, bólem stawów, parestezjami, ginekomastią, łagodnym nadciśnieniem śródczaszkowym z obrzękiem papilarnym i bólem głowy, ostrym zapaleniem trzustki, nietolerancją glukozy, wzrost stężenia cholesterolu i triglicerydów w osoczu, choroby tętniczo-żylne, kardiomegalia i kardiomiopatia. Skutki mięśniowo-szkieletowe i sercowe związane z podawaniem hormonu wzrostu mogą być nieodwracalne, często nawet po odstawieniu hormonu. Ważne jest również, aby pamiętać, że da GH może wywoływać powstawanie nowotworów, zwłaszcza w okrężnicy, skórze i krwi.
Strategie wykrywania dopingu genetycznego
Po włączeniu dopingu genetycznego przez Światową Agencję Antydopingową (AMA) do listy zabronionych substancji i metod nastąpiła trudność w opracowaniu metod jej wykrywania, ponieważ zarówno transgen, jak i białko uległy ekspresji byłyby najprawdopodobniej nie do odróżnienia od ich endogennych odpowiedników.
Idealna próbka do wykrywania dopingu genetycznego powinna być łatwo dostępna w przypadku próbek, które nie stosują inwazyjnego podejścia; ponadto badanie powinno odzwierciedlać nie tylko sytuację w momencie wycofania, ale także sytuację z poprzedniego okresu czasu taką samą. Płyny ustrojowe (krew, mocz i ślina) spełniają pierwszy punkt, dlatego opracowana metodologia powinna mieć zastosowanie do co najmniej jednej z tych próbek. Metody wykrywania powinny być konkretne, czułe, dość szybkie, potencjalnie opłacalne i powinny umożliwiać analizę na dużą skalę.
Implikacje prawne związane ze stosowaniem jakiejkolwiek metody umożliwiającej monitorowanie dopingu u sportowców są takie, że tam, gdzie jest to możliwe, bezpośrednia metoda, która jednoznacznie identyfikuje środek dopingujący, zawsze będzie preferowana w stosunku do metody pośredniej, która mierzy zmianę, jaka nastąpiła w komórki, tkanki lub całe ciało z powodu dopingu. Jeśli chodzi o doping genetyczny, wykrycie transgenu, białka transgenicznego lub samego wektora byłoby podejściem bezpośrednim, ale możliwość zastosowania tego typu podejścia jest minimalna, jak w przypadku wykrywania zakazanych hormonów peptydowych, takich jak erytropoetyna i somatotropina. Podejście pośrednie (paszport biologiczny) zapewnia natomiast pewną wiarygodność wyników testów, opartych na modelu statystycznym, a zatem bardziej otwartych na kontrolę prawną. Ponadto nie osiągnięto jeszcze porozumienia między ważnymi osobami ze społeczności sportowej w sprawie akceptowalnego poziomu niezawodności.
Bibliografia:
- Mechanizm działania wanadu: mimetyk insuliny lub środek zwiększający insulinę? [Can J Physiol Pharmacol 2000 październik; 78 (10): 829-47]
- Wanad i cukrzyca: trzustkowe i obwodowe właściwości insulinomimetyczne - [Ann Pharm Fr 2000 październik; 58 (5): 531]
- Wpływ wanadu na regionalne wykorzystanie glukozy w mózgu u szczurów - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 sierpień; 54 (2): 407-9]
- Hamowanie glukoneogenezy przez wanad i metforminę w kanalikach kory nerkowej izolowanych z królików kontrolnych i cukrzycowych - Kiersztan A i in. - [Biochem Pharmacol. 1 kwietnia 2002 r .; 63 (7): 1371-82].
