fysiologi

Skelettmuskelvävnad: Endast biomekanisk motor eller till och med ett viktigt endokrin organ?

Av doktor Cesare Squillace, doktorand

Det är nu allmänt accepterat av hela vetenskapsområdet att regelbunden fysisk aktivitet bestämmer ett fysiologiskt skyddande svar på många orsaker till dödligheten och av kontrast till inflammatoriska fenomen som ateroskleros och insulinresistens. Genom regelbunden träning får skelettmusklerna inte bara att ingripa utan också att utsöndra och hälla in i cirkulationsströmmen ett antiinflammatoriskt cytokin: IL-6 (interleukin 6). Vetenskapliga bevis visar att det stimulerar produktion och frisättning av andra cirkulerande cytokiner, såsom IL-1ra (inteleukin-1-receptorantagonist) och IL-10 (interleukin 10); det hämmar också produktionen av proinflammatoriska interleukiner, såsom TNF-a (tumörnekrosfaktor-alfa). IL-6 underlättar lipidomsättningen, stimulerar lipolys såväl som ß-oxidation.

Det finns många studier som understryker hur regelbunden motion inducerar undertryckandet av TNF-a, vilket ger skydd mot insulinresistensen genererad av själva cytokinet. Nyligen har IL-6 definierats som den första " myokinen " som produceras och frisläpps av de enskilda skelettmuskelfibrerna efter deras sammandragning, och utövar dess effekter även på andra organ i kroppen.

Vi vet att skelettmuskel är det största organet i människokroppen; upptäckten att enkel muskelkontraktion resulterar, inte bara i ett biomekaniskt svar utan även i produktionen av antiinflammatoriska cytokiner, öppnar nya paradigmer: skelettmuskel är ett endokrina organ som genom sammandrag stimulerar produktion och frisättning av cytokiner, som kan påverka metabolismen och modifiera deras produktion i vävnader och organ (figur 1).

Fig. 1 Skelettmuskelvävnad måste anses vara ett viktigt endokrinorgan som uttrycker och släpper cytokiner (även kallade myokiner) i cirkulationsströmmen och påverkar potentiellt ämnesomsättning och inflammatorisk status i vävnader och organ (från Pedersen BK, 2006).

Under sepsisbetingelser och i experimentmodeller innefattar cytokinkaskaden TNF-a, IL-1p, IL-6, IL-ra, sTNF-R och IL-10. De första två cytokinerna verkar vara TNF-a och IL-1ß, framställda lokalt. Dessa cytokiner är klassiskt erkända som proinflammatoriska. Detsamma stimulerar produktionen av IL-6 som har klassificerats med både pro och antiinflammatorisk verkan. De cytokiner som produceras under träning skiljer sig från de som förekommer efter infektioner. Det faktum att de klassiska proinflammatoriska cytokinerna, TNF-a och IL-1ß, i allmänhet inte ökar med träning, indikerar att den övningsinducerade cytokinkaskaden skiljer sig från den som induceras av en gemensam infektion.

Den första cytokinen som frigörs i cirkulationsströmmen, under träning, är IL-6. De cirkulerande nivåerna av samma ökning exponentialt (100 gånger mer) som svar på motion och minskning i efterövningsperioden (figur 2).

Fig. 2 Under ett kroniskt inflammatoriskt tillstånd som orsakas av en systemisk infektion (sx) representeras cytokinkaskaden inom de första timmarna av TNF-a, IL-6, IL-1ra, sTNF-R och IL-10 . Cytokiner som svar på motion (dx) inkluderar inte TNF-a men visar en markant ökning av IL-6, som följs av IL-ra, sTNF-R och IL-10. Det finns inga tecken på ökningar av C-reaktiva protein (PCR) nivåer (från Pedersen BK, 2006).

Sammanfattningsvis kan vi säga att utföra regelbunden motion genererar ett antiinflammatoriskt svar som uttrycks genom produktion av en viktig cytokin, såsom IL-6. Det verkar på olika vävnader och stimulerar samtidigt produktionen av IL-ra och IL-10, som hämmar det proinflammatoriska cytokinet TNF-a. Därför producerar och levererar skelettmuskeln genom den enkla muskelkontraktionen och frigör "myokiner" som förmedlar de positiva effekterna av fysisk träning och spelar en grundläggande roll, skyddar och kontrasterar tillstånd av kronisk inflammation som den som är närvarande i hjärt-kärlsjukdomar och typ diabetes 2.

Bibliografi

Brandt C, Pedersen BK., 2010, Biomed Biotechnol, Rollen av träningsinducerad myokiner i muskelhemostasis och försvar mot kroniska sjukdomar .

Helmark IC, Mikkelsen UR, Børglum J, Rothe A, Petersen MC, Andersen O, Langberg H, Kjaer M., 2010 , övning ökar interleukin-10 nivåer både intraartikulärt och peri-synoviellt hos patienter med knä artros: arandomiserad kontrollerad studie, artritrester Ther.

Pedersen BK, Februari M., 2005 , Muscle-derived interleukin-6 - en möjlig länk mellan skelettmuskulatur, fettvävnad, lever och hjärna, Brain Behav Immun.

Pedersen BK, 2006, Essays Biochem, den antiinflammatoriska effekten av motion: dess roll i diabetes och kardiovaskulär sjukdomskontroll .

Pedersen BK. 2009 , Sjukdomar av fysisk inaktivitet - och muskelrollens roll i muskelsvett korsprat., J Physiol.

Pedersen BK., 2011, Motion-inducerad myokiner och deras roll i kroniska sjukdomar .

Brain Behav Immun.