Geni povezani s rastom i regeneracijom mišića
Rast i regeneracija mišićnog tkiva može se postići ili povećanjem ekspresije gena koji imaju stimulirajuće djelovanje, kao što je faktor rasta sličan inzulinu (IGF-1), ili inhibiranjem gena koji obično djeluju kao represori procesi rasta, na primjer miostatin.
Mišićni IGF-1 (mIGF-1) : Specifična izoforma mišića inzulinu sličnog faktora rasta (mIGF-1) igra vrlo važnu ulogu u regeneraciji mišića. IGF-1 gen ima zadatak popraviti mišić kada se podvrgne mikroskopskoj traumi tijekom vježbanja.
Myostatin : Myostatin je protein otkriven 1997. godine tijekom studija stanične diferencijacije i proliferacije. Da bi se razumjelo koja je njegova stvarna funkcija, miševi su spojeni u kojima je gen koji kodira za miostatin inhibiran.
Homozigotni potomci (nositelji oba mutirana gena) pokazali su bolji mišićni razvoj u odnosu na heterozigotne miševe (nosače samo jednog mutiranog gena) i normalne. Veličina tijela bila je 30% veća, mišić je bio hipertrofičan i težina je bila 2 ili 3 puta veća nego kod prirodnih zamoraca. Kasnija histološka analiza pokazala je povećanje u veličini pojedinačnih mišićnih stanica (hipertrofija) i njihov broj (hiperplazija). Istodobno je došlo do blagog smanjenja masnog tkiva, dok je plodnost i životni vijek ostao gotovo nepromijenjen.
2004. godine, proučavajući petogodišnje dijete Njemačke s abnormalnom snagom i razvojem mišićne mase, po prvi puta je u ljudi utvrđena prisutnost mutacije gena koja kodira za miostatin. Utjecaj na fenotipsku ekspresiju bio je identičan onom koji je primijećen kod laboratorijskih miševa i ispitivanih pasmina goveda, tako da je mišićna snaga djeteta bila slična, ako ne i viša od one kod odrasle osobe. Vrlo zanimljiv aspekt je da je majka djeteta, od koje je naslijedio jedan od dva mutirana alela, bio profesionalni sprinter i da su neki od njegovih predaka zapamćeni po svojoj izvanrednoj snazi.
Myostatin je protein koji stoga reagira s razvojem mišića, što ga inhibira; uglavnom ga proizvode stanice skeletnih mišića, a njegovo djelovanje regulirano je prisutnošću inhibitora koji se naziva follistatin. Što je viša razina folistatina, to su niže razine miostatina, što je veći razvoj mišića. Čini se da folistatin može djelovati sa satelitskim stanicama stimulirajući proliferaciju novih mišićnih stanica (hiperplazija). Povećanje mišićne mase obično je posljedica samo povećanja veličine stanica (hipertrofija), dok se lagana hiperplazija može pojaviti samo u određenim slučajevima (ozljede mišića).
Nedavno je pristup inhibicije miostatina u liječenju mišićnih distrofičnih bolesti na životinjskim modelima izazvao poseban interes; provedene su i intraperitonealne injekcije inhibitora miostatina i specifične delecije gena miostatina, što je rezultiralo poboljšanjem mišićne distrofične bolesti. Sadašnja istraživanja usredotočena su na proučavanje i razvoj tih potencijala, ali još uvijek postoje mnoge hipoteze i malo uvjerenja. Studije o ulozi miostatina u ljudskom tijelu su rijetke, često neusklađene i još uvijek čekaju potvrdu. Rast mišića je u stvari rezultat suptilne ravnoteže između anaboličkih i kataboličkih čimbenika i jednog hormona, gena ili određene tvari nije dovoljno da značajno utječe na njega. Da bi to potvrdili, u literaturi postoje studije koje pokazuju da ne postoje značajne razlike u količini mišićne mase između normalnih subjekata i drugih s manjkom miostatina.
Hormon rasta (somatotropin - GH): GH ili somatotropni hormon je protein (linearni peptid koji se sastoji od 191 aminokiseline) proizveden somatotropnim stanicama prednje hipofize. Ima pulsirajuće izlučivanje, s češćim i širim vrhovima u prvim satima sna.
Sportska aktivnost predstavlja snažan poticaj za izlučivanje hormona rasta. Tijekom dugotrajnih vježbi sekretorni maksimum opažen je između 25. i 60. minute, dok je u slučaju anaerobnih napora taj maksimum zabilježen između kraja 5. i 15. minute oporavka.
S jednakim fizičkim naporom, sekrecija GH je veća:
- kod žena nego kod muškaraca
- u odnosu na starije osobe
- u sjedećem odnosu u odnosu na trenirane
Na izlučivanje GH tijekom vježbanja utječu:
- INTEZITET '
Značajan odgovor GH na vježbanje već je primijećen kod vježbi niskog intenziteta (50% VO2max) i postaje maksimalan oko anaerobnog praga (70% VO2max). Daljnje povećanje intenziteta ne uzrokuje značajno povećanje sekretornog vrha. Najveći odgovor GH na fizički napor je uočen tijekom vježbi s velikom potrebom za anaerobnom glikolizom i masivnom proizvodnjom laktata (npr. Body building). Izlučivanje GH obrnuto je proporcionalno razdoblju oporavka i izravno je proporcionalno trajanju vježbe.
- TRENING
Odgovor GH na vježbu obrnuto je povezan s stupnjem osposobljenosti. U istom intenzitetu vježbanja, trenirana osoba proizvodi mnogo manje GH od dekondinirajućeg subjekta, budući da je laktidemija (kvota laktata u cirkulaciji) niža.
Učinci GH djelomično su izravni, kao što je dijabetogeni i lipolitički učinak, a djelomično posredovani sličnim faktorima inzulina: Faktor rasta inzulina (IGF-1, IGF-2).
- TEMPERATURA
Odgovor na sekreciju GH na promjenu temperature okoliša izravno je proporcionalan sniženju same temperature.
GH-IGF osi djeluje fiziološki na metabolizam glukoze, uzrokujući hiperglikemiju; na protidni metabolizam, povećanje staničnog unosa aminokiselina i ubrzanje transkripcije i translacije mRNA, čime se favorizira anabolizam proteina i razvoj mišićne mase; konačno djeluje i na metabolizam lipida, uzrokujući lipolizu s povećanjem slobodnih masnih kiselina i ketonskih tijela.
Postoje mnoge nuspojave povezane s primjenom velikih količina GH: miopatija, periferne neuropatije, retencija tekućine, edemi, sindrom karpalnog tunela, artralgija, parestezija, ginekomastija, benigna intrakranijalna hipertenzija s papilemom i glavoboljom, akutni pankreatitis, intolerancija glukoze, plazma povećava kolesterol i trigliceride, arteriovenske bolesti, kardiomegalija i kardiomiopatija. Mišićno-koštani i srčani učinci povezani s primjenom GH mogu biti nepovratni, često čak i nakon povlačenja hormona. Također je važno zapamtiti da da GH može potaknuti stvaranje neoplazmi, osobito u debelom crijevu, koži i krvi.
Strategije za otkrivanje genetskog dopinga
Uključivanje genetskog dopinga od strane Svjetske antidoping agencije (AMA) u popis zabranjenih tvari i metoda praćeno je poteškoćama u razvoju metoda za njegovo otkrivanje, budući da bi i transgen i eksprimirani protein bili najvjerojatnije se ne mogu razlikovati od njihovih endogenih kolega.
Idealni uzorak za detekciju genetskog dopinga trebao bi biti lako dostupan s uzorcima koji ne koriste invazivni pristup; štoviše, istraživanje treba odražavati ne samo situaciju u trenutku povlačenja, nego i situaciju iz prethodnog vremenskog razdoblja. Tjelesne tekućine (krv, urin i slina) zadovoljavaju prvu točku, stoga bi se razvijena metodologija trebala primjenjivati na najmanje jedan od tih uzoraka. Metode otkrivanja trebaju biti specifične, osjetljive, prilično brze, potencijalno isplative i trebale bi omogućiti opsežne analize.
Pravne posljedice koje se odnose na uporabu bilo koje metode koja dopušta praćenje dopinga na sportaše su takve da, gdje je to moguće, izravna metoda koja nedvosmisleno identificira doping agens uvijek će biti preferirana od indirektne metode, koja mjeri promjenu koja se dogodila u stanica, tkiva ili cijelog tijela zbog dopinga. Što se tiče genetskog dopinga, otkrivanje transgena, transgenskog proteina ili samog vektora bilo bi izravan pristup, ali mogućnost korištenja ove vrste pristupa je minimalna, kao u slučaju detekcije zabranjenih peptidnih hormona kao što je eritropoetin i somatotropin. Indirektni pristup (biološka putovnica) umjesto toga osigurava određenu pouzdanost u rezultatima testova, na temelju statističkog modela, stoga je otvoreniji za pravnu kontrolu. Nadalje, još uvijek nije postignut dogovor između važnih osoba sportske zajednice o prihvatljivoj razini pouzdanosti.
Bibliografija:
- Mehanizam djelovanja vanadija: inzulin-mimetički agens ili sredstvo za povećanje inzulina? [Can J Physiol Pharmacol 2000 Oct; 78 (10): 829-47]
- Vanadij i dijabetes: pankreasna i periferna insulinomimetička svojstva - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
- Utjecaj vanadija na regionalno iskorištavanje glukoze u mozgu kod štakora - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 Aug; 54 (2): 407-9]
- Inhibicija glukoneogeneze vanadijem i metforminom u tubulama bubrega-korteksa izoliranim iz kontrolnih i dijabetičkih zečeva - Kiersztan A et al. [Biochem Pharmacol. 2002 Apr 1; 63 (7): 1371-82].
