الجينات المتعلقة بنمو العضلات وتجديدها
يمكن تحقيق نمو وتجديد الأنسجة العضلية إما عن طريق زيادة تعبير الجينات التي لها عمل محفز ، مثل عامل نمو الأنسولين المماثل (IGF-1) ، وعن طريق تثبيط الجينات التي تعمل عادة كمعاقات عمليات النمو ، على سبيل المثال الميوستاتين.
العضلات IGF-1 (MIGF-1) : يلعب الشكل الإسهامي العضلي المحدد لعامل نمو الأنسولين المماثل (MIGF-1) دورًا مهمًا للغاية في تجديد العضلات. إن جين IGF-1 لديه مهمة إصلاح العضلات ، عندما ، أثناء التمرين ، يخضع للصدمة المجهرية.
ميوستاتين : ميوستاتين هو بروتين تم اكتشافه في عام 1997 أثناء دراسات تمايز الخلايا وانتشارها. لفهم وظيفتها الحقيقية ، تم إقران الفئران حيث تم تثبيط الجين الذي يرمز للميوستاتين.
كان للنسل متماثل الزيجوت (الناقل لكل من الجينات المتحورة) نمو عضلي متفوق مقارنة بالفئران المتغايرة (ناقلات جين واحد فقط متحور) وأخرى طبيعية. كان حجم الجسم أعلى بنسبة 30 ٪ ، ظهرت العضلات الضخامي وكان الوزن 2 أو 3 مرات أكبر من الخنازير الغينية الطبيعية. في وقت لاحق ، أظهر التحليل النسيجي زيادة في حجم الخلايا العضلية الفردية (تضخم) وعددها (تضخم). في الوقت نفسه كان هناك انخفاض طفيف في الأنسجة الدهنية ، في حين ظلت الخصوبة ومدة الحياة دون تغيير تقريبا.
في عام 2004 ، عند دراسة طفل ألماني عمره 5 سنوات مع نمو غير طبيعي في القوة وكتلة العضلات ، تم تحديد وجود طفرة في الجين الذي يرمز للميوستاتين لأول مرة في البشر. كان التأثير على التعبير المظهري متطابقًا مع ما لوحظ في الفئران المعملية وفي سلالات الماشية المدروسة ، لدرجة أن قوة عضلات الطفل كانت متشابهة أو أعلى من تلك التي لدى شخص بالغ. ومن الجوانب المثيرة للاهتمام أن أم الطفل ، التي ورث منها أحد الألائل المتحورتين ، كانت عداءة محترفة ، وأن بعض أسلافه يتذكرون على وجه التحديد لقوتهم غير العادية.
ميوستاتين هو بروتين يتفاعل مع نمو العضلات ويثبطه ؛ وينتج أساسا من خلايا العضلات والهيكل العظمي ويتم تنظيم عملها من خلال وجود مثبط يسمى follistatin. كلما ارتفع مستوى follistatin ، كلما قلت مستويات myostatin ، كلما كان النمو العضلي أكبر. يبدو أن follistatina قادرة على التفاعل مع الخلايا الساتلية عن طريق تحفيز تكاثر خلايا العضلات الجديدة (hyperplasia). عادة ما تكون الزيادة في كتلة العضلات بسبب الزيادة الوحيدة في حجم الخلايا (تضخم) ، في حين أن تضخم طفيف يمكن أن يحدث فقط في حالات خاصة (إصابات في العضلات).
في الآونة الأخيرة ، أثار نهج تثبيط ميوستاتين في علاج الأمراض التصنع العضلي في النماذج الحيوانية اهتماما خاصا. أجريت كل من الحقن داخل الصفاق من مثبط ميوستاتين وحذف الجينات ميوستاتين محددة ، مما أدى إلى تحسن في علم الأمراض التصنع العضلي. يركز البحث الحالي على دراسة وتطوير هذه الإمكانات ، لكن لا تزال هناك العديد من الفرضيات والقليل من اليقين. الدراسات على دور الميوستاتين في جسم الإنسان قليلة ، وغالبا ما تكون متنافرة ، وما زالت تنتظر التأكيد. في الواقع ، نمو العضلات هو نتيجة لتوازن دقيق بين عوامل الابتنائية والعضلية وهرمون واحد ، أو الجين أو مادة معينة لا يكفي للتأثير عليه بشكل كبير. لتأكيد ذلك ، هناك دراسات في الأدبيات التي تظهر أنه لا توجد فروق مهمة في كمية كتلة العضلات بين الأشخاص الطبيعيين وغيرهم الذين يعانون من نقص الميوستاتين.
هرمون النمو (somatotropin - GH): هرمون GH أو هرمون somatotropic هو بروتين (ببتيد خطي يتألف من 191 حمض أميني) ينتج بواسطة الخلايا الجسدية للغدة النخامية الأمامية. لديها تصريف نابض ، مع قمم أكثر تواترا وأوسع في الساعات الأولى من النوم.
النشاط الرياضي هو حافز قوي لإفراز هرمون النمو. خلال التمرينات طويلة المدى ، تتم ملاحظة الذروة الإفرازية بين 25 و 60 دقيقة ، بينما في حالة الإجهاد اللاهوائي يتم تسجيل هذه القمة بين نهاية الشوط الخامس والخامس عشر من التعافي.
مع نفس المجهود البدني ، يكون إفراز الهرمون GH أكبر:
- في النساء مقارنة بالرجال
- في الشباب مقارنة مع الموضوعات المسنين
- في المستقرة مقابل المدربين
يتأثر إفراز هرمون النمو أثناء ممارسة الرياضة البدنية بما يلي:
- كثافة "
لوحظ بالفعل استجابة هرمون النمو (GH) كبيرة للتمارين الرياضية لممارسة تمارين شدة منخفضة (50٪ من VO2max) ويصبح الحد الأقصى حول العتبة اللاهوائية (70٪ من VO2max). زيادة أخرى في كثافة لا يسبب أي زيادة كبيرة في ذروة إفرازية. لوحظت أكبر استجابة من GH إلى الالتزام الجسدي في سياق التمارين مع الطلب الكبير على التحلل اللاهوائي ومع إنتاج اللاكتات الضخم (مثل بناء الجسم). يتناسب إفراز هرمون النمو بشكل عكسي مع فترة الاسترداد ويتناسب طرديًا مع مدة التمرين.
- TRAINING
يرتبط رد GH للتمرين عكسيا إلى درجة التدريب. في نفس كثافة التمرين ، ينتج عن هذا الموضوع المدرّب هرموناً أقل بكثير من موضوع غير مذكور ، لأن نسبة اللاكتيما (حصة اللاكتات في الدورة الدموية) أقل.
آثار هرمون النمو هي مباشرة جزئيا ، مثل تأثير السكري ومحلول الدهون ، وتوسطت جزئيا بعوامل الانسولين مماثلة: عامل نمو الأنسولين (IGF-1 ، IGF-2).
- درجة الحرارة
تتناسب الاستجابة في إفراز هرمون النمو مع تغير درجة الحرارة البيئية بشكل مباشر مع انخفاض درجة الحرارة.
يعمل محور GH-IGF من الناحية الفسيولوجية على عملية التمثيل الغذائي في الغليكوليك ، ويحدد ارتفاع السكر في الدم. على التمثيل الغذائي التطبيقي ، وزيادة الإمتداد الخلوي للأحماض الأمينية والنسخ المتسارع وترجمة mRNA ، وبالتالي تفضيل استقلاب البروتين وتطوير كتل العضلات ؛ وأخيرًا ، يعمل أيضًا على استقلاب الشحوم ، ويحدد تحلل الدهون مع زيادة في الأحماض الدهنية الحرة وأجسام الكيتون.
الآثار الجانبية المرتبطة بإعطاء كميات كبيرة من الهرمون GH كثيرة: اعتلال عضلي ، اعتلال الأعصاب المحيطية ، احتباس السوائل ، وذمة ، متلازمة النفق الرسغي ، ألم مفصلي ، تنمل ، التثدي ، ارتفاع ضغط الدم داخل الجمجمة مع وذمة حليمة وضيق وصداع ، التهاب البنكرياس الحاد ، عدم تحمل الجلوكوز والبلازما يزيد في الكوليسترول والدهون الثلاثية ، وأمراض الشرايين التاجية ، تضخم القلب واعتلال عضلة القلب. قد تكون الآثار العضلية الهيكلية والقلبية المرتبطة بإدارة هرمون النمو غير قابلة للإعادة ، حتى بعد انسحاب الهرمونات. من المهم أيضا أن نتذكر أن هرمون النمو يمكن أن يحفز تكوين الأورام ، وخاصة في القولون والجلد والدم.
استراتيجيات للكشف عن المنشطات الجينية
وأعقب إدراج المنشطات الوراثية من قبل الوكالة العالمية لمكافحة المنشطات (AMA) في قائمة المواد والطرق المحظورة ، صعوبة تطوير طرق للكشف عنها ، حيث أن كل من الجينات المحورة والبروتين المعرب عنه سيكونان على الأرجح لا يمكن تمييزه عن نظرائهم المحليين.
يجب أن تكون العينة المثالية للكشف عن المنشطات الجينية سهلة الوصول مع عمليات السحب التي لا تستخدم نهجًا غازيًا ؛ علاوة على ذلك ، يجب أن يعكس المسح ليس فقط الوضع في وقت الجمع ، ولكن أيضًا في فترة زمنية سابقة. تفي سوائل الجسم (الدم والبول واللعاب) بالنقطة الأولى ، لذلك ينبغي تطبيق المنهجية المتقدمة على واحدة على الأقل من هذه العينات. يجب أن تكون طرق الكشف محددة وحساسة وسريعة إلى حد ما ويحتمل أن تكون فعالة من حيث التكلفة ويجب أن تسمح بتحليل واسع النطاق.
الآثار القانونية المتعلقة باستخدام أي طريقة تسمح بمراقبة تعاطي المنشطات على الرياضيين ، بحيث ، كلما أمكن ، ستُفضل طريقة مباشرة تحدد عامل المنشطات بشكل لا لبس فيه لطريقة غير مباشرة ، والتي تقيس التغيير الذي حدث في الخلايا ، في الأنسجة أو في الكائن الحي كله بسبب المنشطات. فيما يتعلق بالتطهير الوراثي ، فإن اكتشاف الجينات المحورة أو الجينات المعدلة وراثيا أو الناقل نفسه سيكون مقاربة مباشرة ، ولكن فرصة استخدام هذا النوع من النهج ضئيلة ، كما في حالة الكشف عن هرمونات الببتيد المحظورة مثل الإريثروبويتين و الموجهة الجسدية. بدلاً من ذلك ، يوفر النهج غير المباشر (جواز السفر البيولوجي) موثوقية معينة في نتيجة الاختبار ، بناءً على نموذج إحصائي ، وبالتالي أكثر انفتاحاً على الرقابة القانونية. علاوة على ذلك ، لم يتم التوصل بعد إلى اتفاق بين الشخصيات الهامة في المجتمع الرياضي فيما يتعلق بمستوى مقبول من الموثوقية.
المراجع:
- آلية عمل الفاناديوم: الأنسولين-المحاكي أو عامل تعزيز الأنسولين؟ [Can J Physiol Pharmacol 2000 Oct؛ 78 (10): 829-47]
- الفاناديوم ومرض السكري: خصائص البنكرياس و الأنسولين الطرفي المحيطي - [Ann Pharm Fr 2000 Oct؛ 58 (5): 531]
- تأثير الفاناديوم على استخدام الجلوكوز في الدماغ في الجرذان - Marfaing-Jallat P، Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 أغسطس 54 (2): 407-9]
- تثبيط إنتاج الغلوكوز بواسطة الفاناديوم والميتفورمين في أنبوبة الكلى القشرية المعزولة عن السيطرة والأرانب المصابة بالسكري - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 أبريل 1 ؛ 63 (7): 1371-1382].
