В каких продуктах есть миостатина
- 11 марта 2020 14:22:49
- Просмотров: 7141
Что делает человеческое тело красивым? Конечно, мышцы. Если они вялые и тухлые, ни о каких завидных формах говорить не приходится.
Бывает так, что ешь белок тоннами, пашешь в зале, а руки, как были худосочными плетьми, так ими и остаются. Хоть бы одна мышца проклюнулась и расцвела, но нет…
В чем может быть проблема? Оказывается, у мышц есть злостный враг. Имя его — миостатин. И берется он они откуда-то извне, а вырабатывается организмом самостоятельно. Если одержать над ним победу, мышечные ткани увеличатся невероятно быстро. Но стоит ли бороться с миостатином? Попробуем в этом разобраться.
Что такое миостатин и за что он отвечает в нашем организме?
Второе название миостатина — фактор дифференциации роста 8 (GDF-8). Это синтезируемый человеческим телом пептид, который не дает расти и развиваться мышцам.
Образуется он непосредственно в мышечных тканях, а потом поступает в кровь. Тут быстро связывается с рецепторами ACVR2B и начинает воевать с мышцами, стремящимися подрасти.
Исследования, проведенные на братьях наших меньших, доказали, что при снижении выработки миостатина объем сухой мышечной массы резко увеличивается. При этом вся прибавка приходится именно на мышцы — жиры практически не откладываются! Ни это ли мечта?
Не будем врать, утверждая, что одной блокировки миостатина достаточно, чтобы трансформироваться из сдуваемого штилем дохляка в непобедимого Шварценеггера. Пыхтеть в зале все-таки придется. Но ради тех результатов, которые получатся на выходе, можно и попотеть.
Ученые заметили, что в природе встречаются животные и люди с мутированным геном миостатина. Счастливчики! По-другому их и не назовешь. Им достаточно небольших физических нагрузок, чтобы всегда оставаться стройными и хорошо прокаченными. К набору веса они тоже не склонны.
Итак, подведем промежуточный итог:
- Миостатин — вредина, которая на дает расти мышцам, когда они достигают определенных размеров.
- Снизив выработку миостатина, можно быстро набрать сухую мышечную массу и уменьшить процент жира в организме.
Возникает вопрос, как победить этот злостный пептид?
Препараты, блокирующие действие миостатина
Сегодня ученые прикладывают колоссальные усилия, чтобы создать препараты, блокирующие продукцию миостатина. Они так и называются — «блокаторы миостатина».
Если удастся создать смеси, снижающие уровень этого соединения, в мире точно не останется толстых и чрезмерно худых людей. Но на сегодняшний день нет ни одного препарата, одобренного к применению человеком.
Ниже расскажем о самых нашумевших блокаторах.
Блокатор MYO-029
Также называется Stamulumab. Его создала компания Wyeth Pharmaceuticals в далеком 2002 году. По сути это смесь, состоящая из рекомбинантных антител, которые связываются с миостатином и не дают ему тормозить мышечный рост.
Добавку тестировали на людях в 2005 году. Данные об исследовании анонсировали лишь спустя три года после этого. Производитель заверил, что его продукт безопасен и хорошо переносится испытуемыми, и уже даже хотел замахнуться на его массовые продажи.
Тестирования завершились в 2008 году. Блокатор MYO-029 так и не попал на прилавки аптек и магазинов спортивного питания. А все потому, что ни у одного из участвующих в исследовании не было статистически значимого роста мышц и увеличения силы.
Блокатор ACVR2B
Блокатор ACVR2B — еще одна надежда бодибилдеров и девочек фитнес-бикини. Представляет собой раствор элементов рецепторов к миостатину. Молекулы препарата имеют участки, которые напоминают активные рецепторные центры, за счет чего легко связываются с миостатином и не позволяют ему действовать.
Средство было выпущено в 2005 году. Производственным процессом руководил врач Se-Jin Lee. Он смог доказать эффективность блокатора в лабораторных условиях — правда на мышах, а не на людях.
В эксперименте приняли участие 49 грызунов. Им на протяжении 4 недель вводили блокатор ACVR2B. Мышечный рост наблюдался при введении 2 инъекций в неделю. Доза рассчитывалась по схеме «50 мкг на килограмм массы тела». За месяц мышечная масса мышей увеличилась в среднем на 61%. Это отличный результат.
Блокатор ACE-031
Считается достойным врагом миостатина. Содержит внеклеточные рецепторы ActRIIB, связанные c антителами IgG. Блокирует проведение сигналов с помощью ActRIIB, благодаря чему мышечный рост активируется. Исследования на животных показали, что блокатор ACE-031 действительно работает.
Но купить его сегодня негде. На рынке представлены лишь сомнительные аналоги, эффективность и безопасность которых вызывают сомнения. Вся беда в том, что в мае 2013 года исследование препарата пришлось прекратить.
У испытуемых сильно расширились кровеносные сосуды, начались частые кровотечения из десен и носа. Ясно, что выпускать такой состав в людские массы нельзя.
Пропептиды
Ученые считают, что блокировать миостатин могут пропептиды модифицированного происхождения (например, D76A). Вызывает интерес их работа.
Выяснено, что пока предшественник миостатина не трансформируется под влиянием металлопротеиназы, он не может влиять на рост мышц. Мутированные пропептиды обеспечивают необратимое связывание миостатина с металлопротеиназой.
То есть по сути миостатин оказывается в ловушке. Он не может дозреть и преобразоваться в зрелую «особь». А значит, мышцам ничего не угрожает. Сложность в том, пропептиды до сих пор не изучили на людях.
Функции миостатина в патофизиологии
- При возникновении ракового заболевания уровень миостатина в крови резко повышается. Он начинает буквально пожирать все мышцы. Из-за этого у больного наблюдается сильное истощение, он становится очень слабым.
- По статистическим данным, примерно 25% онкологических пациентов умирают не от самого рака, а от мышечной атрофии и связанными с ней изменениями в работе сердечной мышцы.
- Саркопения — изменение скелетной мускулатуры, обусловленное естественным старением организма, — также связана в усиленным синтезом миостатина. Вот почему люди преклонного возраста часто становятся худыми и слабыми.
- При хронических патологиях почек усиливается продукция глюкокортикостероидов. Это является сильнейшим стрессом для всего организма. Параллельно начинают атрофироваться мышцы. Как выяснилось, изменения в мышечных тканях в этой ситуации тоже связаны со скачком концентрации миостатина.
Сегодня перед учеными стоит цель найти способ блокирования сигналов, подаваемых миостатином. Но не все так просто, как хотелось бы. Дело в том, что миостатин, подавляющий набор мышечной массы, и активин, способствующий быстрому росту мышц, — это антагонисты.
Так уж задумано матушкой-природой, что они связываются с одними и те ми же рецепторами. Поэтому воздействовать на рецепторы — не выход. Затормозив таким образом миостатин, мы пошлем куда подальше и полезный активин. А значит, мышцы не смогут развиваться.
Проблема еще и в том, что, миостатин не находится в крови в несвязанном виде, а потому надежно защищен от распада.
Почему до сих пор не используют известные блокаторы миостатина?
Все они недостаточно хорошо исследованы. Те результаты, которые удалось получить, нельзя назвать удовлетворительными и убедительными. Они не позволяют судить об эффективности и безопасности добавок.
Высокий риск развития побочек тоже мешает пить блокаторы. Представленные препараты могут вызывать опасные побочные реакции.
Например, если полностью заблокировать миостатин, начнут расти не только мышцы груди, рук, ягодиц и пресса, как нам бы того хотелось. Огромной станет и сердечная мышца. Даже страшно представить, что произойдет с сердцем в таком случае.
К тому же за быстро растущими мышцами не будут поспевать кости, связки. Это риск травматизма, болей во всем теле. Не исключается и нарушение протекания обменных процессов.
Использование блокаторов миостатина в качестве спортивных добавок
Многие производители спортивного питания уверяют в том, что включают в свои стеки крутые блокаторы миостатина (например, MYO-zap CSP3 или Cystoseira canariensis). Хотелось бы узнать, как они могут это делать, если до сих пор на мировом рынке нет ни одного легального средства, блокирующего GDF-8?
Скажем, не тая, еще нет препаратов, в которых бы действительно присутствовал по-настоящему эффективный враг миостатина. Все, что вы можете видеть на прилавках магазинов (препараты MYO-T12, MYO-Blast и пр.) — не более, чем рекламный ход. Поверьте, когда создадут качественный блокатор, который будет безопасным, об этом узнает весь мир!
Наиболее эффективные блокаторы
По последним исследованиям протеин в некоторой степени блокирует миостатин. Точно так же работает и креатин. Поэтому, если вы будете использовать качественные добавки на их основе, мышцы точно скажут вас «спасибо».
А от китайской химии со звучными названиями лучше откажитесь. Кто знает, из чего там состоят их кустарниковые блокаторы, не опробованные на людях.
Влияние миостатина на сердце
Какая мышца является самой главной для человека? Может, это покажется вам странным, но именно сердечная. Если ей придет кирдык, никакие битки уже не помогут.
В отличие от скелетных мышц, увеличение сердца приводит к серьезным проблемам. Возможно, именно поэтому миостатин и устроен так хитро, что ученым не удается его победить? Этот компонент нужен для сдерживания роста миокарда.
Если экспериментировать со специализированными блокаторами GDF-8, можно столкнуться с сердечной гипертрофией. Оно вам надо? Сегодня доказано, что у сердечников всегда высокий уровень миостатина в организме. И это не случайно!
Компонент защищает сердечную мышцу и помогает избежать сердечной недостаточности. Он не дает миокарду разрастаться. Ясно, что из-за этого страдают скелетные мышцы, которые тоже не могут увеличиться. Но, выбирая между здоровьем и необъятными мускулами, все же стоит отдавать предпочтение первому.
Никотин как активатор миостатина
Лучшие умы Ноттингемского университета удивили мир, заявив, что у курящих людей миостатин высокий. Более того, у них повышено и содержание фермента MAFbx. Первый не дает мышцам расти, а второй пускает в топку мышечные белки. Если вы хотите стать более мускулистым и сильным, выбросьте сигареты. Эти понятия несовместимы.
Миостатин и физическая нагрузка
Бороться с миостатином нужно грамотно — регулярно тренируясь. Исследователи смогли доказать, что нагрузки с утяжелением понижают выработку данного соединения. Благодаря этому мышцы увеличиваются.
Полезны и аэробные тренировки. В ходе них продукция миостатина немного снижается. Правда, сами по себе дать хорошую мышечную прибавку они не способны в силу своей специфики. Ведь используются аэробные нагрузки именно для похудения и повышения физической выносливости, а не для получения завидных биток.
Миостатин и температура тела
Данные о том, что снижение температуры воздуха способствует понижению миостатина, подтверждены только на птицах. На человеке этот феномен не исследовался. Но, тем не менее, расскажем и о нем.
Когда холодает, масса тела птиц начинает повышаться. Параллельно концентрация иРНК миостатина в их организме снижается. Правда, этот эффект имеет место быть только при кратковременном влиянии низких температур (не более суток). Если птица находится в холоде дольше недели, уровень иРНК миостатина выравнивается.
Влияние миостатина на старение
У крыс и мышей миостатин постепенно повышается с возрастом. Потом он достигает определенного уровня и застывает на нем. Этим объясняется невозможность набирать мышечную массу старыми особями.
Проблема имеет отношение и к людям. Возросшая концентрация миостатина на пару с замедленным метаболизмом и гормональными изменениями снижают способность человека выдерживать серьезные нагрузки и физически развиваться.
Снижение уровня миостатина при помощи диеты
Если подолгу не есть, миостатин повышается, уровень кортизола тоже возрастает. Бороться с этим просто — кушайте каждые 3-4 часа, а не раз в сутки. Здорово, если вы будете есть 5-6 раз в день, тогда излишняя выработка GDF-8 не будет страшна вашим мышцам.
Помните и о вреде высокого уровня кортизола. Он активно продуцируется в стрессовых ситуациях, во время спортивных тренировок. Эффекты, обеспечиваемые им, вряд ли кому-то придутся по вкусу — отложение жира, разрушение мышц, появление растяжек на теле.
Подавляйте его во время тренинга, принимая изотоники либо хотя бы подслащенную воду. Углеводы подавляют выработку главного катаболического гормона.
И никогда не приходите в зал голодным. Обязательно перекусите за час до тренировки. В противном случае в ваших дохлых мышцах будут виноваты не миостатин и кортизол, а вы сами.
Для тех, кто не любит читать, подведем короткие итоги:
- Сегодня нет добавок, которые бы безопасно подавляли миостатин у человека. Все препараты, о которых говорят ученые, не прошли необходимые исследования.
- Если полностью заблокировать миостатин, начнут расти все мышцы тела, в том числе сердечная. Гипертрофия миокарда = риск смерти.
- Быстрый рост мышц чреват травмами, разрывами и растяжениями связок, переломами. Все в организме должно расти параллельно. Если мышцы станут огромными, а кости останутся прежними, тело не сможет нормально функционировать.
- Создать условия для роста мышц можно, правильно питаясь, тренируясь, принимая протеины и креатин. Также важно завязать с курением.
Не воюйте с невидимым врагом — воюйте с собственной ленью. Тогда ваши упертые мышцы заключат временное перемирие с миостатином и согласятся подрасти еще на пару кило. Даже не сомневайтесь!
Источник
В 1997 году учеными был выведен особый вид мышей, который отличался от нормальных вдвое увеличенным объемом мышц. Это открытие привлекло к себе огромное внимание со стороны бодибилдеров, заинтересованных в ускорении мышечного роста. Данный эффект был достигнут путем нейтрализации гена, отвечающего за выработку миостатина – белка, блокирующего разрастание мышечной ткани и, соответственно, развитие мускулатуры. Производители спортивных добавок также заинтересовались подобным открытием, ведь эта технология могла заставить шагнуть далеко вперед всю индустрию спортивного питания.
Хотя исследования данной проблемы еще находятся в самом начале пути, все же уже сейчас можно просчитать грандиозность данного открытия – от лечения мышечной дистрофии до наращивания мышечной массы у профессиональных атлетов.
Происхождение миостатина
Данный белок находится во всех скелетных мышцах нашего тела, неуклонно тормозя рост мышц. Он выступает в качестве некоего регулятора, не позволяющего чрезмерное увеличение мышечной ткани.
У мышей с заблокированной на генном уровне выработкой миостатина мышечная масса увеличилась до немыслимых пределов, чему поспособствовало как укрупнение мышечных клеток (гипертрофия), так и увеличение их числа (гиперплазия). При этом при одинаковом питании наблюдалось сокращение прослойки жировой ткани.
Блокировка миостатина с помощью добавок
Наряду с исследованиями ученых к данной проблеме подключились и производители спортивного питания, которые начали поиски природных соединений, способных “связывать” миостатин. И поиски завершились успехом: было открыто, что в роли этих “блокаторов” могут выступать соединения глюкозамина и растительное вещество, добываемое из морских водорослей “цистозейра канариенсис”. Хотя сам по себе глюкозамин не обладает “массонаборными” свойствами, его соединения все же работают. Однако в продажу пищевые добавки на основе глюкозамина пока не поступали. В то время как “цистозейру канариенсис” уже продают по всему миру.
Несмотря на разногласия во мнениях о том, работают ли реально добавки на основе этой водоросли, все же в лабораторных условиях они и впрямь работают. Секрет разногласий, видимо, кроется в том, что добавки бывают разного качества. Тем более никто не знает как данная добавка сочетается с другими продуктами спортивного питания.
Блокировка миостатина с помощью тренинга
Исследования показали, что физические нагрузки замедляют выработку белка миостатина, в свою очередь отсутствие нагрузок, наоборот, провоцирует его ускоренный синтез. Исходя из этого и вытекает вывод о том, что тренинг является одним из самых эффективных способов сдерживания выработки данного белка.
С другой стороны, чрезмерные нагрузки вызывают не только перетренированность, но и стимулируют синтез катаболического гормона кортизола, что влечет за собой аналогичное повышение уровня миостатина.
Блокировка миостатина с помощью диеты
Когда спортсмен голоден, у него сразу же повышается уровень кортизола в организме, поэтому большие перерывы между приемами пищи могут напрямую активизировать деятельность миостатина. Проблема решается довольно просто – ешьте 5-6 раз в сутки, равномерно распределяя приемы пищи в течение дня (интервал 3-4 часа). Поскольку кортизол выделяется в ответ на спортивный стресс, то пейте прямо на тренировке углеводные напитки. Доказано, что они “мешают” секреции кортизола. И самое основное правило, которым часто пренебрегают – ни в коем случае не приходите на тренировку голодным.
Источник
В данной статье речь пойдет о миостатине, относительно недавно обнаруженном биологически активном веществе, которое оказывает существенное влияние на мышечный рост. Тема, касающаяся миостатина, очень актуальна в настоящее, и Рунeт буквально пестрит статьями о миостатине, но, к сожалению, они носят чаще всего фантастический характер. Осветим ситуацию с миостатином через призму современных научных статей и исследовательских работ, а не популярных журналов и газет.
Мышечная дифференцировка
Вместе с многоядерными волокнами, в скелетных мышцах присутствует небольшое число одноядерных клеток, в числе которых имеются клетки, дифференцированные по мышечному типу. Эти клетки обычно называют сателлитными. Сателлитные клетки расцениваются как стволовые клетки, поскольку основное время своей жизни они находятся в покоящемся состоянии, но активируются и вступают в клеточный цикл после повреждения мышечной ткани.
Установлено, что делящиеся потомки сателлитарных клеток способны участвовать в формировании новых мышечных волокон и образовывать клеточные культуры при выращивании их in vitro. Такие одноядерные мышечные клетки чаще всего обозначают термином миобласты.
Недавно полученные результаты свидетельствуют о том, что в мышцах взрослых особей существует, как минимум, две популяции стволовых клеток, одна из которых представлена типичными клетками сателлитами, а другую составляют так называемые мультипотентные стволовые клетки. И те и другие обуславливают мышечную гиперплазию.
Установлено, что и само возникновение поперечно полосатых мышц на ранних стадиях онтогенеза, и их дальнейшее развитие являются следствием многих молекулярных процессов, протекающих не только в самих мышечных клетках, но и в других тканях и органах организма. Эти процессы обеспечиваются рядом особых гормонов и ростовых факторов.
Большое число ученых, спортсменов и бодибилдеров любителей и просто людей, желающих иметь более совершенную фигуру, крайне заинтересованы в использовании подобных ростовых факторов. С их помощью можно добиться практически любых размерных, силовых и скоростных показателей за короткие сроки.
Надо заметить, что в течение последних десятилетий поиски средств восстановления и увеличения мышечной массы велись не только с применением низкомолекулярных анаболических и антикатаболических препаратов, а также биологически активных пищевых добавок, но и на уровне поиска генов ответственных за гомеостаз мышечной ткани.
Открытие миостатина
Открытие миостатина стало логическим следствием бурного развития молекулярно-генетических методов и фактически совпало с началом формирования нового фронта исследований – функциональной геномики. Во второй половине 90-х был начат поиск в геноме мыши новых генов, которые способны кодировать белки, относящиеся к одному из наиболее важных семейств ростовых факторов, так называемых transforming growth factor.
Для этой цели были использованы полимеразная цепная реакция с праймерами, которыми стали олигонуклеотиды, комплементарные определенным консервативным участкам в последовательностях известных ростовых факторов данного семейства, а также ряд других молекулярно генетических методов. Далее продукты амплификации (длиной около 280 нуклеотидов) были использованы как зонды для скрининга кДНК библиотеки мышечной ткани мыши.
Переломным моментом в этих поисках стал 1997 год, когда под руководством Se-Jin Lee в Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore удалось выявить ДНК клон, содержащий открытую рамку считывания для последовательности в 376 аминокислот.
Анализ обнаруженной последовательности показал, что она обладает рядом особенностей, характерных для семейства TGFß. Таким образом, авторы вполне обоснованно стали рассматривать обнаруженную ими кДНК последовательность, как продукт гена, кодирующего новый белок из TGFß семейства, и назвали предсказанный продукт фактором TGF 8 (Growth and Differentiation Factor 8 или, в переводе, — фактор роста и дифференцировки N8), а позднее миостатин.
Функциональная роль миостатина
Однако наибольший интерес и внимание вызвали результаты экспериментов, направленных на выяснение функциональной роли TGF 8. Сначала конструирование мышей мутантов по гену миостатина показало, что такие животные по сравнению с обычными достигают существенно большего веса тела (135%).
При этом увеличение веса обеспечивалось практически за счет мышечной массы, и вес некоторых мышц у гомозигот более чем в 2 раза превышал вес аналогичных мышц у контрольных животных. Поперечное сечение миофибрилл у мышей нуль мутантов оказалось значительно большим, чем у мышей дикого типа (С57Bl), что указывало на развитие мышечной гипертрофии. В итоге авторы пришли к заключению о том, что миостатин (TGF 8) каким-то образом подавляет рост скелетных мышц, и именно поэтому предложили назвать этот фактор миостатином.
Еще одним объектом для обнаружения генов миостатина были породы мясного скота с фенотипом так называемой «удвоенной мышечной массы». Особи с таким фенотипом («Double muscling») были описаны еще в XIX веке и к настоящему времени хорошо охарактеризованы как специальные породы, например, Belgian Blue или “Бельгийская голубая”, Piedmontese и Asturiana de los Valles.
Мышечная масса этих животных уже при рождении несколько выше, чем у телят других пород, а вес жировой ткани и костей в процентном отношении снижен. Для взрослых особей с «Double muscling» фенотипом наблюдается ярко выраженное усиление развития скелетной мускулатуры (в среднем на 20% больше, чем у животных других пород), которое обеспечивается в основном за счет гиперплазии – повышенного количества мышечных волокон.
При анализе гена миостатина у Belgian Blue была обнаружена делеция в экзоне 3, охватывающая 11 нуклеотидов (позиции 937–947) и вызывающая сдвиг рамки считывания в функционально важной области, кодирующей зрелый миостатин. Грубо говоря, была выявлена мутация гена миостатина. Более того, у этих коров делеция оказалась в гомозиготном состоянии, то есть они являлись фактически нуль мутациями по гену миостатина, не способными к синтезу миостатина.
Имеются косвенные указания на то, что посттрансляционный процессинг промиостатина обеспечивает металлопротеиназа, действие которой блокируют специфические ингибиторы.
Установлено также, что “зрелый” миостатин секретируется в межклеточную среду и затем оказывается в плазме крови, где тестируется как myostatin immunoreactive protein. По имеющимся данным, основная часть циркулирующего в крови миостатина входит в состав особого белкового олигомерного комплекса, где кроме зрелого миостатина, присутствуют пропептид из 243 аминокислотных остатков (продукт процессинга промиостатина), фоллистатин и фоллистатин родственные белки, о которых речь пойдет позднее.
Как отмечалось ранее, особый интерес к миостатину возник в связи с тем, что уже в самых первых публикациях, посвященных этому фактору, был сделан вывод о том, что миостатин каким-то способом подавляет развитие скелетной мускулатуры, поскольку в его отсутствие наблюдается увеличение мышечной массы за счет гипертрофии и гиперплазии мышечных волокон.
В последующем ученые отметили, что при определенных условиях блокирование действия миостатина приводит только к гипертрофии, но не вызывает гиперплазию мышц, тогда как другие авторы сообщили о миссенс мутации в гене миостатина, сопровождающейся гиперплазией мышц мыши при отсутствии признаков гипертрофии.
По всей вероятности, эти материалы не столько противоречат друг другу, сколько указывают на сложность и многообразие механизмов, обеспечивающих влияние миостатина на скелетную мускулатуру.
Важно отметить, что по имеющимся данным при блокировании действия миостатина наблюдается не только увеличение мышечной массы, но и повышение силовых характеристик скелетных мышц. С другой стороны, при изучении биологических эффектов миостатина была выявлена корреляция между его высокой продукцией и дистрофическими изменениями скелетной мускулатуры (вплоть до кахексии).
Эти результаты вполне соответствовали данным, полученным в опытах на моделях, в частности, на клеточных культурах, где удалось продемонстрировать ингибирование пролиферативной активности миобластов после внесения миостатина в культуральную среду.
Более того, было установлено (и для человека, и для многих высших млекопитающих), что миостатин тормозит синтез сократительных и других мышечных белков, в результате чего замедляется формирование скелетных мышц или возникает истощение (кахексия). Вследствие этого появилась гипотеза о том, что по принципу обратной связи миостатин, продуцируемый мышцами, играет роль специфичного физиологического регулятора их роста.
Иными словами, миостатин был охарактеризован как один из важных факторов в поддержании равновесия сложных биохимических процессов, которые обеспечивают белковый обмен и связанные с ним процессы формообразования скелетных мышц (гипертрофия и гиперплазия в онтогенезе).
Эволюционная и физиологическая роль миостатина
Возможно, у вас возникнет вопрос, а зачем вообще нужны эндогенные подавители мышечного роста, если как раз его многим и недостает? Резонный вопрос, и он уже даже ближе не к физиологии, а к философии, потому что напрямую касается основного закона диалектики “о борьбе и единстве противоположностей”.
Дело в том, что физиология человека практически полностью подчиняется этому закону, все системы имеют две противоположности, они обеспечивают как высокую реактивность, так и постоянство внутренней среды организма. Особенно это актуально для гуморальной системы, где любой эффект обеспечивается двумя группами гормонов: первая группа обладает положительным действием, а вторая отрицательным.
Казалось бы, что может быть достаточно одной группы, допустим, положительных. В случае с мышечной тканью в эту группу будут входить гормон роста, анаболические стероиды, инсулин и прочие гормональные субстанции с анаболическим эффектом. Однако практика показывает, что для того, чтобы система была максимально стабильной и в тоже время реактивной в адекватных пределах нужен диалектический противовес, и его роль исполняет миостатин, кортизол, минералокортикоиды (в какой-то степени) и другие, еще не открытые по мнению ученых гормоны, подобные миостатину.
Гормоны с отрицательным эффектом нужны для того, чтобы сдерживать потенциал, который может внезапно потребоваться в момент перемены условий внешней среды. В противном случае, анаболические гормоны будут приводить к постоянному росту мускулатуры, как бы мало их не было, а это с позиций эволюции и физиологии не всегда полезно для выживания.
Механизм действия миостатина
Вернемся к механизму действия миостатина. С учетом особенностей структуры миостатина и его гена, которые предопределили включение данного фактора в семейство TGFß, появились предположения о том, что некоторые рецепторы, обеспечивающие работу других TGF факторов, могут передавать внутрь клетки и миостатиновый сигнал.
Позднее было показано, что функционирование многих членов семейства TGFß включает связывание с трансмембранными рецепторами, которые обладают серин/треонин протеинкиназной активностью и вызывают фосфорилирование так называемых Smad белков.
Для проверки предположения о существовании подобного механизма для миостатина и с целью выявления рецепторов, способных узнавать данный фактор и обеспечивать передачу его сигнала внутрь клетки, была проведена большая работа с использованием самых различных подходов – от создания трансгенных животных с нарушениями в функционировании определенных молекул мишеней, до прямого анализа связывания миостатина с предполагаемым рецептором в условиях конкуренции с другими факторами – антагонистами миостатина.
Первым этапом в этих поисках стали эксперименты с культивируемыми клетками, которые трансфецировали векторами, несущими полноразмерные последовательности, кодирующие различные рецепторы для факторов семейства TGFß, а точнее: TFGßRII, BMPßRII (для факторов BMP – Bone Morphogenetic Proteins), ActRIIA и ActRIIB.
Оказалось, что только клетки, экспрессирующие ActRIIB, способны эффективно и специфически связывать рекомбинантный меченый миостатин. При этом заметно меньшее сродство данного лиганда наблюдалось к рецептору ActRIIA, а с остальными рецепторами связывания не регистрировалось. Соответственно, дальнейшие исследования сконцентрировались наизучении ActRIIB и ActRIIA
ActRIIB и ActRIIA ранее были охарактеризованы как рецепторы, работающие с особой группой факторов, относящихся к суперсемейству TGFß, – активинами и ингибинами, близкими по структуре белками, участвующими в различных видах клеточной дифференцировки.
Активины были открыты в конце 80 х годов по их способности активировать секрецию фолликулостимулирующего гормона, что и стало основанием для нескольких вариантов их названия.
Выполненные в последние годы многочисленные исследования структурных и функциональных свойств активинов убедительно показали, что эти регуляторные факторы участвуют в обеспечении различных молекулярных процессов у позвоночных, хотя ряд вопросов еще далеко не ясен.
Наряду с активинами, интенсивно изучаются очень близкие к ним по структуре факторы ингибины (димеры с молекулярной массой около 32 кДа), которые способны подавлять секрецию фолликулостимулирующего гормона.
Фоллистатины и родственные им белки
В целом ряде работ было показано, что взаимодействие активина с рецепторами ActRIIB и ActRIIA может ингибироваться одноцепочечным белком, получившим название фоллистатин, который вначале был описан как фактор, способный блокировать действие фолликулостимулирующего гормона.
В дальнейшем было обнаружено еще несколько белковых факторов, родственных фоллистатину по строению и функциям, которые взаимодействуют с активинами.
Таким образом, в настоящее время имеются достаточно веские основания рассматривать активины, ингибины, фоллистатины, родственные им белки и соответствующие рецепторы как одну из важнейших регуляторных систем в организме позвоночных, которая контролирует не только репродуктивную функцию (через фолликулостимулирующий гормон), но и многие другие процессы, в частности фоллистатин вызывает мышечный рост.
По этому поводу были проведены отдельные исследования, в ходе трансгенные животные, которым ввели генетическую конструкцию, продуцирующую фоллистатин, продемонстрировали впечатляющие развитие мышечной системы.
У таких животных поперечное сечение мышечных волокон в среднем увеличивалось на 28% по сравнению с контролем (гипертрофия), а рост количества миофибрилл (гиперплазия) составил 66%.
Таким образом, удалось продемонстрировать, что избыточная продукция фоллистатина, по видимому, снижает активность миостатина и, в целом, ведет к тем же биологическим эффектам в мышечных тканях, которые достигаются при блокировании рецепторов ActRIIB. Эти данные вполне коррелируют с наблюдениями за мышами, которые имели нокаут мутации в гене фоллистатина.
Эти животные характеризовались заметным снижением мышечной массы при рождении, множественными дефектами развития и быстрой гибелью в перинатальном периоде, что, возможно, отчасти связано с действием миостатина, полностью освобожденного от ингибирующего эффекта фоллистатина.
Фотогаллерея
Знаменитая фотография «накачанной» борзой
И Richard Sandrak, у которого врожденная мутация гена миостатина, будучи еще ребенком имеет степень развития мускулатуры выше, чем у многих взрослых
Flex Wheeler — известный бодибилдер
Источник