Geni so povezani z rastjo mišic in regeneracijo
Rast in regeneracijo mišičnega tkiva lahko dosežemo bodisi s povečanjem izražanja genov, ki imajo stimulativno delovanje, kot je insulinu podoben rastni faktor (IGF-1) ali z inhibiranjem genov, ki običajno delujejo kot represorji rastne procese, na primer miostatina.
Mišični IGF-1 (mIGF-1) : specifična mišična izoforma insulinu podobnega rastnega faktorja (mIGF-1) igra zelo pomembno vlogo pri regeneraciji mišic. Gen IGF-1 ima nalogo popraviti mišico, ko je med vadbo podvržena mikroskopski travmi.
Myostatin : Myostatin je beljakovina, odkrita leta 1997 med študijami celične diferenciacije in proliferacije. Da bi razumeli, kakšna je bila njena dejanska funkcija, so bile miši parjene, v katerih je bil inhibiran gen, ki kodira za miostatin.
Homozigotni potomci (nosilec obeh mutiranih genov) so pokazali boljši mišični razvoj v primerjavi s heterozigotnimi mišmi (nosilci samo enega mutiranega gena) in normalnimi. Velikost telesa je bila 30% višja, mišica je bila hipertrofična in je bila teža 2 ali 3-krat večja kot pri naravnih morskih prašičkih. Kasnejša histološka analiza je pokazala povečanje tako velikosti posameznih mišičnih celic (hipertrofijo) kot tudi njihovega števila (hiperplazijo). Hkrati je prišlo do rahlega zmanjšanja maščobnega tkiva, medtem ko sta plodnost in življenjska doba ostala skoraj nespremenjena.
Leta 2004 je preučevala 5-letnega nemškega otroka z nenormalno močjo in razvojem mišične mase, prisotnost mutacije v genu, ki kodira za miostatin, je bila prvič ugotovljena pri ljudeh. Vpliv na fenotipsko ekspresijo je bil enak tistemu, ki smo ga opazili pri laboratorijskih miših in pri preučevanih pasmah goveda, tako da je bila mišična moč otroka podobna, če ne celo višja kot pri odrasli osebi. Zelo zanimiv vidik je, da je bila otrokova mati, od katere je podedoval enega od dveh mutiranih alelov, profesionalni sprinter in da se nekateri njegovi predniki spominjajo po svoji izjemni moči.
Myostatin je beljakovina, ki zato medsebojno deluje z razvojem mišic in jo zavira; proizvaja ga predvsem celice skeletnih mišic, njeno delovanje pa regulira prisotnost inhibitorja, imenovanega follistatin. Višja je raven follistatina, nižje so ravni miostatina, tako da je večji razvoj mišic. Zdi se, da folistatin lahko interagira s satelitskimi celicami s spodbujanjem proliferacije novih mišičnih celic (hiperplazija). Običajno je povečanje mišične mase posledica povečanja velikosti celic (hipertrofija), rahla hiperplazija pa se lahko pojavi le v posameznih primerih (mišične poškodbe).
V zadnjem času je pri zdravljenju mišičnih distrofičnih bolezni v živalskih modelih pristop miostatina zaviral poseben interes; izvedene so bile tako intraperitonealne injekcije inhibitorja miostatina kot specifične delecije gena miostatina, kar je povzročilo izboljšanje mišične distrofične bolezni. Trenutne raziskave se osredotočajo na proučevanje in razvoj teh potencialov, vendar je še vedno veliko hipotez in malo gotovosti. Študije o vlogi miostatina v človeškem telesu so le redke, pogosto neskladne in še vedno čakajo na potrditev. Rast mišic je pravzaprav rezultat subtilnega ravnotežja med anaboličnimi in kataboličnimi dejavniki in enim samim hormonom, genom ali določeno snovjo, ki ni dovolj, da bi na to bistveno vplivala. Da bi to potrdili, v literaturi obstajajo študije, ki kažejo, da ni pomembnih razlik v količini mišične mase med normalnimi osebami in drugimi pri pomanjkanju miostatina.
Rastni hormon (somatotropin - GH): GH ali somatotropni hormon je protein (linearni peptid, sestavljen iz 191 aminokislin), ki ga proizvajajo somatotropne celice prednjega hipofize. Ima pulzirajočo izločanje, s pogostejšimi in širšimi vrhovi v prvih urah spanja.
Športna aktivnost predstavlja močno spodbudo za izločanje rastnega hormona. Med dolgotrajnimi vajami je bil sekretorni vrh opazen med 25. in 60. minuto, v primeru anaerobnih naporov pa je ta vrh zabeležen med koncem 5. in 15. minute okrevanja.
Pri enakem fizičnem naporu je izločanje GH večje:
- pri ženskah kot pri moških
- pri starejših osebah
- v sedentarnih v primerjavi z usposobljenimi
Na izločanje GH med vadbo vplivajo:
- INTENZIVNOST "
Za vaje nizke intenzivnosti (50% VO2max) je opazen pomemben odziv GH na vadbo in je največji pri anaerobnem pragu (70% VO2max). Nadaljnje povečanje intenzivnosti ne povzroči bistvenega povečanja sekrecijskega vrha. Največji odziv GH na fizični napor je opazen med vadbami z velikim povpraševanjem po anaerobni glikolizi in pri množični proizvodnji laktata (npr. Body building). Izločanje GH je obratno sorazmerno z obdobjem okrevanja in je sorazmerno s trajanjem vaje.
- USPOSABLJANJE
Odziv GH na vadbo je obratno sorazmeren s stopnjo usposabljanja. Pri enaki intenzivnosti vadbe usposobljena oseba proizvede veliko manj GH kot zdravljeni subjekt, ker je laktidemija (kvota laktata v obtoku) nižja.
Učinki GH so delno neposredni, na primer diabetogeni in lipolitični učinek, delno pa posredujejo podobni faktorji insulina: rastni faktor insulina (IGF-1, IGF-2).
- TEMPERATURE
Odziv v izločanju GH na spremembo temperature okolja je neposredno sorazmeren z zmanjšanjem same temperature.
GH-IGF os deluje fiziološko na presnovo glukoze, kar povzroča hiperglikemijo; na protidni metabolizem, povečanje celičnega privzema aminokislin in pospešeno prepisovanje in prevajanje mRNA, s čimer se spodbuja beljakovinski anabolizem in razvoj mišičnih mas; končno deluje tudi na presnovo lipidov, kar povzroča lipolizo s povečanjem prostih maščobnih kislin in ketonskih teles.
Pri dajanju velikih količin GH so prisotni številni neželeni učinki: miopatija, periferne nevropatije, zastajanje tekočine, edemi, sindrom karpalnega kanala, artralgija, parestezija, ginekomastija, benigna intrakranialna hipertenzija s papilemozo in glavobolom, akutni pankreatitis, intoleranca za glukozo, plazemske koncentracije holesterola in trigliceridov, arteriovenskih bolezni, kardiomegalije in kardiomiopatije. Mišično-skeletni in srčni učinki, povezani z dajanjem GH, so lahko nepovratni, pogosto tudi po preklicu hormona. Pomembno je tudi vedeti, da da GH lahko povzroči nastanek novotvorb, zlasti v debelem črevesu, koži in krvi.
Strategije za odkrivanje genskega dopinga
Vključitvi genskega dopinga s strani Svetovne protidopinške agencije (AMA) na seznam prepovedanih snovi in metod je sledila težava pri razvoju metod za njeno odkrivanje, saj bi bili transgen in izražen protein najverjetneje ne razlikujejo od njihovih endogenih protipostavk.
Idealni vzorec za odkrivanje genskega dopinga mora biti lahko dostopen z vzorci, ki ne uporabljajo invazivnega pristopa; poleg tega bi morala raziskava odražati ne le stanje v času umika, temveč tudi stanje prejšnjega obdobja. Telesne tekočine (kri, urin in slina) izpolnjujejo prvo točko, zato bi morala razvita metodologija veljati za vsaj enega od teh vzorcev. Metode odkrivanja bi morale biti specifične, občutljive, dokaj hitre, potencialno stroškovno učinkovite in bi morale omogočati obsežne analize.
Pravne posledice, ki se nanašajo na uporabo katere koli metode, ki omogoča spremljanje dopinga na športnike, so takšne, da je, kadar je to mogoče, neposredna metoda, ki nedvoumno opredeljuje sredstvo za doping, vedno prednost pred indirektno metodo, pri kateri je prišlo do spremembe v celic, tkiv ali celotnega telesa zaradi dopinga. V zvezi z genskim dopingom bi bil odkrivanje transgena, transgenske beljakovine ali samega vektorja neposreden pristop, vendar je možnost uporabe te vrste pristopa minimalna, kot v primeru odkrivanja prepovedanih peptidnih hormonov, kot je eritropoetin in somatotropin. Posredni pristop (biološki potni list) namesto tega zagotavlja določeno zanesljivost rezultatov preskusov, ki temelji na statističnem modelu, zato je bolj odprt za pravni nadzor. Poleg tega še ni dosežen dogovor med pomembnimi osebami športne skupnosti glede sprejemljive ravni zanesljivosti.
Bibliografija:
- Mehanizem delovanja vanadija: insulin-mimetik ali sredstvo za povečanje insulina? [J J Physiol Pharmacol 2000 Oct; 78 (10): 829-47]
- Vanadij in diabetes: pankreatične in periferne insulinomimetične lastnosti - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
- Vpliv vanadija na regionalno izrabo glukoze v možganih pri podganah - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 Aug; 54 (2): 407-9]
- Inhibicija glukoneogeneze z vanadijem in metforminom v tubulih ledvične skorje, izoliranih iz kontrolnih in diabetičnih kuncev - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 Apr 1; 63 (7): 1371-82].
