Gen relaterade till muskel tillväxt och regenerering
Tillväxt och regenerering av muskelvävnad kan uppnås antingen genom att öka uttrycket av gener som har en stimulerande verkan, såsom den insulinliknande tillväxtfaktorn (IGF-1) eller genom att hämma gener som vanligtvis fungerar som repressorer av tillväxtprocesser, till exempel myostatin.
Muskel IGF-1 (mIGF-1) : Den specifika muskelisoformen av den insulinliknande tillväxtfaktorn (MIGF-1) spelar en mycket viktig roll vid muskelregenerering. IGF-1-genen har till uppgift att reparera muskeln när den genomgår mikroskopisk trauma under träning.
Myostatin : Myostatin är ett protein som upptäcktes 1997 under celldifferentierings- och spridningsstudier. För att förstå vad dess verkliga funktion var, möss mötte i vilka genen som kodar för myostatin hämmades.
Den homozygotiska avkomman (bärare av båda muterade gener) visade överlägsen muskulär utveckling jämfört med heterozygösa möss (bärare av endast en muterad gen) och normala. Kroppstorleken var 30% högre, muskeln var hypertrofisk och vikten var 2 eller 3 gånger större än i naturliga marsvin. Senare histologisk analys visade en ökning av både storleken på enstaka muskelceller (hypertrofi) och deras antal (hyperplasi). Samtidigt fanns en liten minskning av fettvävnaden, medan fertiliteten och livslängden var nästan oförändrade.
Under 2004 identifierades för första gången en människa som kodar för myostatin för att studera ett 5-årigt tyskt barn med onormal styrka och utveckling av muskelmassa. Inflytandet på fenotypiskt uttryck var identiskt med det som observerades i laboratoriemus och i de studerade nötkreaturerna, så att barnets muskelstyrka liknade om inte ens högre än hos en vuxen. En mycket intressant aspekt är att barnets mor, från vilken han ärvde en av de två muterade allelerna, var en professionell sprinter och att några av hans förfäder är ihågkommen för sin extraordinära styrka.
Myostatin är ett protein som därför interagerar med muskelutveckling, hämmar det; det produceras huvudsakligen av skelettmuskulaturceller och dess verkan regleras av närvaron av en hämmare som kallas follistatin. Ju högre nivå av follistatin desto lägre nivåer av myostatin är, desto större är muskulärutvecklingen. Det verkar som att follistatin kan interagera med satellitceller genom att stimulera spridningen av nya muskelceller (hyperplasi). Normalt beror ökningen av muskelmassa bara på ökningen av cellstorlek (hypertrofi), medan en liten hyperplasi endast kan uppträda i speciella fall (muskelskador).
Nyligen har myostatininhiberingsmetoden vid behandling av muskeldystrofa sjukdomar i djurmodeller väckt ett särskilt intresse. både intraperitoneala injektioner av en myostatininhibitor och specifika deletioner av myostatingenen utfördes, vilket resulterade i en förbättring av muskeldystrofi sjukdom. Aktuell forskning fokuserar på studier och utveckling av dessa potentialer, men det finns fortfarande många hypoteser och få certainties. Studier av myostatins roll i människokroppen är få, ofta diskreta och väntar fortfarande på bekräftelse. Muskeltillväxt är faktiskt resultatet av en subtil balans mellan anabola och kataboliska faktorer och ett enda hormon, en gen eller en viss substans räcker inte för att påverka det signifikant. För att bekräfta detta finns det studier i litteraturen som visar att det inte finns några viktiga skillnader i mängden muskelmassa mellan normala ämnen och andra med myostatinbrist.
Tillväxthormon (somatotropin - GH): GH eller somatotropiskt hormon är ett protein (en linjär peptid bestående av 191 aminosyror) som produceras av de somatotropa cellerna i den främre hypofysen. Det har pulserande utsöndring, med mer frekventa och bredare toppar under de första sömnen.
Sportaktivitet representerar en stark stimulans för utsöndring av tillväxthormon. Under långsiktiga övningar observeras sekretorisk topp mellan 25: e och 60: e minut, medan i anaeroba ansträngningar registreras denna topp mellan slutet av 5: e och 15: e minuten av återhämtningen.
Med lika fysisk ansträngning är GH-sekretion större:
- hos kvinnor än hos män
- hos ungdomar jämfört med äldre ämnen
- i stillasittande jämfört med utbildade
GH-sekretion under träning påverkas av:
- Intensity
En signifikant respons av GH för att träna är redan observerad för lågintensiva övningar (50% av VO2max) och blir maximalt kring det anaeroba tröskelvärdet (70% av VO2max). En ytterligare ökning av intensiteten orsakar ingen signifikant ökning av sekretorisk topp. GHs största svar på fysisk ansträngning observeras vid övningar med stor efterfrågan på anaerob glykolys och med massiv produktion av laktat (t.ex. kroppsbyggnad). GH-sekretion är omvänt proportionell mot återhämtningsperioden och direkt proportionell mot träningens varaktighet.
- UTBILDNING
GH: s svar på övning är omvänt relaterat till graden av träning. Vid samma övningsintensitet producerar en utbildad person mycket mindre GH än ett avskilt ämne, eftersom laktidemi (kvoten av laktat i omlopp) är lägre.
Effekterna av GH är delvis direkta, såsom den diabetogena och lipolytiska effekten, och delvis medieras av liknande insulinfaktorer: Insulin Growth Factor (IGF-1, IGF-2).
- TEMPERATUR
Svaret i GH-sekretion till förändringen i omgivande temperatur är direkt proportionell mot minskningen av temperaturen i sig.
GH-IGF-axeln fungerar fysiologiskt på glukosmetabolismen och orsakar hyperglykemi. på den protidiska metabolismen, ökar cellupptagandet av aminosyror och accelererande transkription och translation av mRNA, vilket sålunda främjar proteinanabolism och utveckling av muskelmassor; slutligen handlar det också om lipidmetabolism, vilket orsakar lipolys med en ökning av fria fettsyror och ketonkroppar.
Det finns många biverkningar förknippade med administrering av stora mängder GH: myopati, perifer neuropatier, vätskeretention, ödem, karpaltunnelsyndrom, artralgi, parestesi, gynekomasti, godartad intrakranial hypertoni med papilledema och huvudvärk, akut pankreatit, glukosintolerans plasmaökning i kolesterol och triglycerider, arteriovenösa sjukdomar, kardiomegali och kardiomyopati. De muskuloskeletala och hjärt-effekterna som är förknippade med GH-administrering kan vara irreversibla, ofta även efter att hormonet har dragits tillbaka. Det är också viktigt att komma ihåg att da GH kan inducera bildandet av neoplasmer, särskilt i tjocktarmen, huden och blodet.
Strategier för detektering av genetisk dopning
Inkluderandet av genetisk dopning av World Anti-Doping Agency (AMA) i listan över förbjudna ämnen och metoder har följts av svårigheten att utveckla metoder för dess detektion eftersom både transgenet och det uttryckta proteinet skulle ha varit mest sannolika oskiljbara från deras endogena motsvarigheter.
Det perfekta provet för genetisk dopdetektering bör vara lättillgängligt med prover som inte använder en invasiv tillvägagångssätt. Dessutom borde undersökningen inte bara återspegla situationen vid tidpunkten för tillbakadragandet, men också den i en tidigare tidsperiod densamma. Kroppsvätskor (blod, urin och saliv) uppfyller den första punkten, därför bör den utvecklade metoden tillämpas på minst ett av dessa prover. Detektionsmetoderna bör vara specifika, känsliga, ganska snabba, potentiellt kostnadseffektiva och borde möjliggöra storskalig analys.
De rättsliga konsekvenserna som är relaterade till användningen av en metod som möjliggör övervakning av dopning på idrottare är sådana att en direkt metod som otvetydigt identifierar dopningsmedlet alltid är att föredra för en indirekt metod som mäter förändringen som inträffade i celler, vävnader eller hela kroppen på grund av dopning. När det gäller genetisk dopning skulle detekteringen av transgen, det transgena proteinet eller själva vektorn vara ett direkt tillvägagångssätt, men möjligheten att använda denna typ av tillvägagångssätt är minimal, såsom vid detektering av förbjudna peptidhormoner såsom erytropoietin och somatotropin. Det indirekta tillvägagångssättet (biologiskt pass) ger i stället viss tillförlitlighet i resultatet av testen, baserat på en statistisk modell, därför mer öppen för rättslig kontroll. Vidare har det ännu inte uppnåtts en överenskommelse mellan idrottsgrenens viktiga tal om en acceptabel nivå av tillförlitlighet.
Bibliografi:
- Mekanism för vanadinverkan: insulinmimetisk eller insulinförhöjande medel? [Kan J Physiol Pharmacol 2000 okt; 78 (10): 829-47]
- Vanadin och diabetes: Pankreas och perifera insulinomimetiska egenskaper - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
- Effekt av vanadin på regionalt hjärnans glukosutnyttjande hos råttor - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 aug; 54 (2): 407-9]
- Hämning av glukoneogenes med vanadin och metformin i njurcortex tubuli isolerade från kontroll och diabetiska kaniner - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 1 april; 63 (7): 1371-1382].
