легування

Генетичний допінг - IGF-1, міостатин, гормон росту, допінговий тест

Гени пов'язані з ростом і регенерацією м'язів

Зростання і регенерація м'язової тканини може бути досягнуто або за рахунок збільшення експресії генів, які мають стимулюючу дію, таких як інсуліноподібний фактор росту (IGF-1), або інгібуванням генів, які зазвичай діють як репресори процеси росту, наприклад міостатин.

М'язовий IGF-1 (mIGF-1) : Конкретна м'язова ізоформа інсуліноподібного фактора росту (mIGF-1) відіграє дуже важливу роль у регенерації м'язів. Ген IGF-1 має завдання відновити м'яз, коли під час фізичного навантаження він піддається мікроскопічній травмі.

Білок IGF-1, що продукується геном, викликає ріст м'язів, стимулюючи розвиток його резервних стовбурових клітин. Волокно відновлює і росте, виявляючи себе більш міофібрилами, ніж до поразки. Сигнал зупинки для росту дає інший білок міостатин. Введення додаткового гена IGF-1 дозволить обійти механізм рівноваги, викликаючи гіпертрофію м'язів і неконтрольований ріст волокна. Фактично, трансгенні миші mIGF-1 демонструють селективну гіпертрофію м'язів тулуба і кінцівок (на 23, 3% більше м'язової маси) і збільшення м'язової сили (на 14, 4% більше); крім того, введення гена mIGF-1 у пошкоджені кінцівки в мишачих моделях in vivo призводить до відновлення пошкодження м'язів. Проте, побічні ефекти, які лікування з mIGF-1 може генерувати в довгостроковій перспективі, не відомі.

Міостатин : міостатин - це білок, виявлений у 1997 році під час досліджень клітинної диференціації та проліферації. Щоб зрозуміти, якою є його реальна функція, мишей пов'язували, в яких ген, що кодує міостатин, інгібувався.

Гомозиготне потомство (носій обох мутованих генів) показало поліпшення м'язового розвитку порівняно з гетерозиготними мишами (носіями тільки одного мутованого гена) і нормальними. Розмір тіла був на 30% вище, м'яз був гіпертрофічним і вага в 2 або 3 рази більше, ніж у природних морських свинок. Пізніше гістологічний аналіз показав збільшення як розміру одиничних м'язових клітин (гіпертрофія), так і їх кількості (гіперплазії). У той же час спостерігалося незначне зменшення жирової тканини, в той час як фертильність і тривалість життя залишалися майже незмінними.

У 2004 році, вивчаючи 5-річну німецьку дитину з патологічною силою і розвитком м'язової маси, вперше у людини було виявлено наявність мутації в гені, що кодує міостатин. Вплив на фенотипову експресію ідентичний тому, що спостерігається у лабораторних мишей і досліджених порід великої рогатої худоби, так що м'язова сила дитини була схожою, якщо не навіть вище, ніж у дорослої людини. Дуже цікавим аспектом є те, що мати дитини, від якої він успадкував один з двох мутованих алелей, був професійним спринтером і що деякі з його предків запам'ятовуються своєю надзвичайною силою.

Міостатин - це білок, який, таким чином, взаємодіє з розвитком м'язів, пригнічуючи його; воно в основному продукується клітинами скелетних м'язів, і його дію регулюється присутністю інгібітора, який називається фоллистатин. Чим вище рівень фолістатину, тим нижче рівень миостатина, тому більший м'язовий розвиток. Схоже, що фоллистатин здатний взаємодіяти з клітинами супутника, стимулюючи проліферацію нових м'язових клітин (гіперплазія). Звичайно збільшення м'язової маси відбувається тільки за рахунок збільшення розміру клітин (гіпертрофія), а невелика гіперплазія може спостерігатися лише в окремих випадках (м'язові травми).

Останнім часом підхід інгібування міостатину в лікуванні м'язових дистрофічних захворювань на тваринних моделях викликав особливий інтерес; інтраперитонеальні ін'єкції інгібітора міостатину і специфічні делеції гена міостатіну, що призводить до поліпшення м'язової дистрофічної хвороби. Сучасні дослідження зосереджують увагу на вивченні та розвитку цих потенціалів, але ще існує багато гіпотез і невизначеності. Дослідження про роль миостатина в організмі людини небагато, часто невідповідні, і все ще очікують підтвердження. Зростання м'язів насправді є результатом тонкого балансу між анаболічними і катаболічними факторами і єдиним гормоном, геном або певною речовиною недостатньо, щоб впливати на нього значно. Для підтвердження цього в літературі є дослідження, які показують, що немає важливих відмінностей у кількості м'язової маси між нормальними суб'єктами та іншими людьми з дефіцитом міостатину.

Гормон росту (соматотропін - GH): GH або соматотропний гормон - це білок (лінійний пептид, що складається з 191 амінокислоти), продукований соматотропними клітинами передньої гіпофіза. Він має пульсуючу секрецію, з більш частими і більш широкими піками в перші години сну.

Спортивна активність являє собою сильний стимул для секреції гормону росту. Під час тривалих вправ секреторний пік спостерігається між 25-й і 60-й хвилиною, а в разі анаеробних зусиль цей пік реєструється між кінцем 5-ї і 15-й хвилини відновлення.

При рівних фізичних зусиллях секреція GH більша:

  • у жінок, ніж у чоловіків
  • у молодих людей порівняно з літніми суб'єктами
  • в малорухливих порівняно з тренованими

Секреція GH під час фізичного навантаження залежить від:

  • СИЛА "

Значна відповідь GH на вправу вже спостерігається для вправ низької інтенсивності (50% VO2max) і стає максимальним навколо анаеробного порога (70% VO2max). Подальше збільшення інтенсивності не призводить до значного збільшення секреторного піку. Найбільша реакція GH на фізичні зусилля спостерігається під час вправ з великим попитом на анаеробний гліколіз і при масивному виробництві лактату (наприклад, будівлі тіла). Секреція GH обернено пропорційна періоду відновлення і прямо пропорційна тривалості вправи.

  • НАВЧАННЯ

Реакція GH на вправу обернено пов'язана зі ступенем підготовки. При однаковій інтенсивності тренування навчена людина виробляє набагато менше GH, ніж у віддаленого суб'єкта, оскільки лактидемия (квота лактату в крові) нижче.

Ефекти GH є частково прямими, такими як діабетогенний і ліполітичний ефект, і частково опосередкований аналогічними факторами інсуліну: фактора росту інсуліну (IGF-1, IGF-2).

  • ТЕМПЕРАТУРА

Відповідь у секреції GH на зміну температури навколишнього середовища прямо пропорційна зниженню самої температури.

Ось GH-IGF діє фізіологічно на метаболізм глюкози, викликаючи гіперглікемію; на протідезний метаболізм, підвищення клітинного засвоєння амінокислот і прискорення транскрипції і трансляції мРНК, сприяючи таким чином білковому анаболізму і розвитку м'язових мас; нарешті, він також діє на ліпідний обмін, викликаючи ліполіз зі збільшенням вільних жирних кислот і кетонових тіл.

Існує багато побічних ефектів, пов'язаних з введенням великих кількостей ГР: міопатії, периферичних невропатій, затримки рідини, набряків, синдрому тунельного зап'ястка, артралгії, парестезії, гінекомастії, доброякісної внутрішньочерепної гіпертензії, непереносимості глюкози і головного болю, гострого панкреатиту, непереносимості глюкози плазми підвищує рівень холестерину і тригліцеридів, артеріовенозні захворювання, кардіомегалію і кардіоміопатію. Ефекти опорно-рухового та серцевого характеру, пов'язані з введенням ГР, можуть бути незворотніми, часто навіть після відміни гормону. Важливо також пам'ятати, що da GH може індукувати утворення новоутворень, особливо в товстій кишці, шкірі та крові.

Стратегії виявлення генетичного допінгу

Включення генетичного допінгу Всесвітнім антидопінговим агентством (AMA) до списку заборонених речовин і методів супроводжувалося складністю розробки методів його виявлення, оскільки як трансген, так і експресований білок були б Швидше за все, вони не відрізняються від своїх ендогенних аналогів.

Ідеальний зразок для виявлення генетичного допінгу повинен бути легко доступним із зразками, які не використовують інвазивний підхід; Більше того, дослідження має відображати не тільки ситуацію на момент виведення, але й ситуацію попереднього періоду часу. Тіла (кров, сеча і слина) задовольняють першу точку, тому розроблена методологія повинна застосовуватися принаймні до одного з цих зразків. Методи виявлення повинні бути специфічними, чутливими, досить швидкими, потенційно рентабельними і повинні дозволяти широкомасштабний аналіз.

Правові наслідки, пов'язані з використанням будь-якого методу, що дозволяє здійснювати моніторинг допінгу на спортсменів, такі, що, коли це можливо, прямий метод, який однозначно ідентифікує допінговий агент, завжди буде кращим від непрямого методу, який вимірює зміни, що відбулися в клітини, тканини або все тіло внаслідок легування. Щодо генетичного допінгу, то виявлення трансгену, трансгенного білка або самого вектора є прямим підходом, але можливість використання такого типу підходу мінімальна, як у випадку виявлення заборонених пептидних гормонів, таких як еритропоетин і соматотропин. Натомість непрямий підхід (біологічний паспорт) забезпечує певну надійність результатів випробувань, що базується на статистичній моделі, тому є більш відкритим для правового контролю. Крім того, ще не досягнуто згоди між важливими фігурами спортивної спільноти щодо прийнятного рівня надійності.

Бібліографія:

  • Механізм дії ванадію: інсулін-міметик або інсулін-підсилює агент? [Can J Physiol Pharmacol 2000 Oct; 78 (10): 829-47]
  • Ванадій та діабет: панкреатичні та периферичні інсуліноміметичні властивості - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
  • Вплив ванадію на регіонарну утилізацію глюкози головного мозку у щурів - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 Aug; 54 (2): 407-9]
  • Інгібування глюконеогенезу ванадієм і метформіном в канальцях ниркової кори, виділених з контрольних і діабетичних кроликів - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 Apr 1; 63 (7): 1371-82].