Белок миостатин в каких продуктах
Миостатин — белок, гормональной породы, который синтезируется организмом животных и, в том числе, человека. В научной среде он получил название GDF-8 (Growth and Difference Factor-8), что в переводе на русский язык звучит как «Фактор роста и дифференцировки».
Функция миостатина в организме человека состоит в том, чтобы обеспечивать баланс. Являясь антагонистом анаболического гормона роста ИФР-1, миостатин ответственен за снижение мышечной массы, избыток которой опасен с точки зрения большого расхода калорий и энергии для повседневной деятельности.
Данный белок был открыт ещё в конце ХХ века, более 20 лет тому назад. С тех пор не прекращаются исследования и научные эксперименты на животных с целью получить действенные способы блокировки синтеза этого миостатина.
Для чего? Прежде всего в целях:
1. Получения животных с большой мышечной массой для сельского хозяйства
2. В спорте и бодибилдинге, в частности.
Бельгийская голубая порода быков
Сразу хочу отметить, что блокаторов миостатина не существует. Если бы это было так, то мы бы питались мясом животных гипертрофированных размеров.
Хотя существуют успешные опыты по выведению животных с отсутствием миостатина, путём вмешательства в ДНК. Например, многим известно, что у Бельгийских Голубых и Пьемондских пород крупного рогатого скота мышечная масса на 40% больше, чем у их других пород за счёт снижения активности миостатина от рождения.
Однако, на данный момент такие опыты могут проводиться только в научных целях. Регулирующие органы пока не готовы дать однозначный ответ, как отразится потребление мяса данных животных в еду на человеке. Поэтому на прилавках магазинов вы мясо без миостатина не увидите.
Есть и мыши, которые без миостатина росли в два раза быстрее, чем обычные.
Хотелось бы подчеркнуть. Заблокировать миостатин путем применения добавок пока не представляется возможным, только если путём генной инженерии.
То есть блокаторов миостатина не существует!
Однако есть…
Добавки, которые снижают активность миостатина
И они ближе, чем вы думаете. О них далее.
БАД не является лекарственным средством. Перед применением проконсультируйтесь с лечащим врачом.
1. Креатин
Всем известная добавка кретина моногидратимеет доказательную базу по снижению активности миостатина. В частности, благодаря и этому своему свойству креатин показывает хорошие результаты на спортсменах, способствуя росту мышечной массы, силы и ускоряя восстановление после тренировок.
Вот ссылка на исследование, подтверждающее мои слова.
Креатин
2. Лейцин
Это аминокислота, входящая в состав всем известной добавки BCAA. БЦА имеет приличную доказательную базу в своих антикатаболических свойствах. В большинстве своём добавка препятствует разрушению мышечных волокон благодаря лейцину, которого в ней минимум половина.
Более подробно о свойствах и механизме действия лейцина было рассказано ранее.
Лейцин
3. HMB
Добавка со страшным названием гидроксиметилбутират (beta-hydroxy beta-methylbutyric acid) на самом деле является ни чем иным, как продуктом метаболизма вышеупомянутого лейцина. Почему же имеет смысл её применять? Из-за одного факта. Только 5% лейцина, принятого спортсменом, метаболизирует до гидроксиметилбутирата.
В этом смысле HMB является конечным очищенным продуктом, влияющим на ингибирование миостатина.
В одном исследовании сказано, что перечисленные добавки усиливают активность белка Акирин-1 (или «могучий белок»), который в свою очередь замедляет активность миостатина.
4. Блокаторы ангиотензина II (тип АТ1)
Датские учёные пришли к выводу, что данное лекарственное средство (название я писать не имею права) обладает помимо основного антигипертензивного эффекта, побочным действием в виде подавления активности миостатина.
Однако, использовать его можно лишь людям, имеющим повышенной давление и обязательно проконсультировавшись предварительно с врачом-терепевтом.
Какие ингибиторы миостатина я использую
Мои постоянные читатели хорошо знают, что я принимаю в виде добавок креатин и лейцин.
Я даже отчитывался недавно о том, как креатин действует на меня.
А также писал о том, что лейцин помог мне победить гипогликемию на тренировках.
Однако, учитывая мою скрытую гипертонию, то под контролем врача, я возможно попробую осторожно поработать с п.4. О результатах отпишусь как всегда подробно с выкладками.
Ставьте лайк!
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА ЧЕСТНЫЙ КАНАЛ О ТРЕНИРОВКАХ
Миостатин – белок, синтезирующийся в организме человека, который может замедлять деление мышечных клеток. 
Миостатин образуется в мышечной ткани и позже высвобождается в кровь, отрицательно воздействуя на мышечный рост путём образования связи с особыми рецепторами.
Эксперименты, проводимые на животных, выявили, что подавление миостатина способствует росту мышечных волокон без набора жира.
Препараты,
блокирующие действия миостатина
Данный класс препаратов запрещён к использованию российским антидопинговым агентством
На данный момент идёт производство новых блокаторов миостатина, при это не одно из них не имеет клинического одобрения.
Блокатор MYO-029
Данный препарат представляет собой продукт генной инженерии в составе которого находятся антитела миостатина, подавляющие его работу.
Фармацевтическая компания, которая его разработала, в 2005-ом году провели несколько клинических испытаний, связанных с безопасностью и переносимостью препарата. В экспериментах приняло участие около ста человек. Сведения об итогах исследований были обнародованы лишь в начале 2008-ого года.
MYO-029 продемонстрировал хорошую безопасность и переносимость даже при незначительном повышении дозировки.
В марте того же 2008-ого года, после завершения всех исследований, производитель препарата «заморозил» проект по развитию MYO-029, по причине того, что у каждого из испытуемых не было отмечено какого-либо увеличения мышечной массы и показателей силы.
Блокатор ACVR2B
Специалисты возлагают большие надежды на новейшую разработку в области фармакологии – препарат под названием ACVR2B, представляющий из себя активную смесь, которая взаимодействуя с рецепторами миостатина, блокируют его. Молекулы этой смеси имеют такое же химическое строение, что и у рецепторов миостатина. Этот препарат был впервые синтезирован в 2005-ом году группой американских учёных. Создатели ACVR2B утверждают, что их изобретение в скором времени получит широкую известность. Сразу после создания первого образца, учёные провели ряд независимых исследований с участием лабораторных мышей. Специалисты опробовали несколько вариаций дозирования препарата на 50 мышах и выявили у них существенную мышечную прибавку после месяца испытаний. Максимальный предел роста мышечной массы был достигнут с помощью дозировки 100 мкг на кг при еженедельном использовании. Масса тела у мышей при этом увеличилась на 60%.
Блокатор ACE-031
Препарат АСЕ-031 является также хорошим средством для подавления миостатина. В состав раствора входят небольшая часть внеклеточных рецепторов ActRIIB связанных c антителами (IgG). За счёт подавления сигналов с помощью ActRIIB, блокатор АСЕ-031 способствует увеличению мышечных объёмов и силовых показателей. Начальные исследования препарата показали хорошие результаты в экспериментах на животных.
На данный момент препарат проходит первые испытания на людях. В широкой продаже АСЕ-031 не приобрести, однако на рынке существуют дженерики сомнительного происхождения.
Пропептиды
Ещё одним блокатором миостатина является пропептиды миостатина, созданные с помощью генной инженерии. Одним из таких представителей будет пропептид D76A. До того момента, пока прекурсор миостатина не трансформируется под действием фермента металлопротеиназы, сам миостатин не будет задействован и останется неактивным. При использовании генетически модифицированных пропептидов возникает необратимая связь с ферментами (металлопротеиназами), после этого синтез белка миостатина нарушается и его «зрелая» форма не образуется.
Пропептиды испытывались лишь на животных, сведений о клинических исследованиях не существует.
Функции миостатина
в патофизиологии
- Количество миостатина в сыворотке крови существенно увеличивается при онкологических заболеваниях, что позже приводит к кахексии (истощению). Примерно каждый четвёртый заболевший раком умирает не от самой болезни, а именно от истощения организма, вызванной мышечной атрофией. В особенности опасны дистрофические изменения в сердце.
- При хронических заболеваниях почек идёт постоянная выработка ГКС, что является для организма непрекращающимся стрессом. Установлено, что при данном состоянии отмечается мышечная атрофия; учёные выявили, что основным активным элементом атрофии был миостатин.
- Подавление сигналов от миостатина у мышей способствовало приостановлению процессов мышечной атрофии, а при длительном применении это давало положительные изменения в приросте мышечной массы.
- Саркопения – дистрофическое изменение мышечной ткани, связанные с возрастом и высоким уровнем миостатина. Хоть специалисты и полагают, что количество иРНК миостатина не повышается к старости, экспрессия генов всё-таки растёт.
Главным вопросом для учёных остаётся подавление сигналов от белка миостатина, однако этот процесс вызывает некоторые затруднения, так как миостатин (подавляет рост мышц) и активин (ускоряет рост мышц) являются антагонистами и взаимодействуют с одними и теми же рецепторами. Также, затруднительным для подавления миостатина является то, что сам миостатин не находится в крови в несвязанном виде и защищён от распада.
Опасность использования блокаторов миостатина на данный момент обусловлена такими факторами как:
- Малое число проведённых исследований, а те исследования, что были проведены показывают противоположные результаты, поэтому какие-либо выводы об эффективности препаратов делать рано.
- Высокая вероятность побочных эффектов. Любые экспериментальные препараты могут иметь большое количество негативных побочных явлений и не отвечать всем стандартам фармакологической безопасности в применении на людях. Блокирование миостатина в дальнейшем может привести к разного рода последствиям, например, к гипертрофии сердечной мышцы. Помимо этого, последние испытания блокаторов миостатина выявили, что чрезмерная интенсивность мышечного роста может увеличивать вероятность возникновения травм связочного аппарата, так как связки не успевают также быстро расти, как и мышцы.
- Блокаторы миостатина обладают низкой степенью селективности. Использование подобных препаратов может привести к нарушению метаболических процессов. Иначе говоря, рассматривая достаточно большой спектр функций метаболических процессов, кроме роста мышц также увеличивается риск возникновения побочных эффектов.
Использование блокаторов миостатина
в качестве спортивных добавок
Производители спортивного питания, не смотря на отсутствие доказательств об эффективности блокаторов, используют первоначальные наработки учёных для добавления их в состав своих продуктов.
MYO-Blast – препарат, включает в себя большое количество вещества, блокирующего миостатин, под названием MYO-zap CSP3.
Описание MYO-Blast:
Активный компонент этого препарата экстрагирован из редкого растения и был открыт испанскими биохимиками. При угнетении миостатина сразу же начинается рост мышечной ткани. При помощи данного препарата происходит гипертрофия мышечных клеток, следовательно, увеличивается общий объём мускулатуры. Образованные под действием блокаторов миостатина, мышечные волокна дают возможность организму увеличить генетический потенциал спортсмена.
MYO-T12 (MYO-Stat) – и другие подобные препараты, имеющие один активный компонент – экстракт Cystoseira canariensis.
Однако, как показывает практика эти препараты совершенно неэффективны. На данный момент не существует ни одной биологически активной добавки, влияющей на действие миостатина.
Изучение большинства спортивных добавок, позволило учёным вынести вердикт, что все положительные эффекты, присвоенные препаратам, в составе которых имеется Cystoseira canariensis – маркетинговый ход. По результатам исследований выявилось, что даже 50-кратное увеличение дозировок так называемых блокаторов миостатина не оказывают значительного воздействия на мышечный рост.
Все нынешние блокаторы миостатина имеют белковую структуру, поэтому они не предназначены для орального приёма, потому как их действующее вещество немедленно бы разрушалось под действием ферментов.
Наиболее эффективные
блокаторы
Креатин моногидрат. Не так давно были обнародованы результаты одного исследования, которое проводилось в Иране. Выяснилось, что дополнительный приём креатина существенно угнетает выработку миостатина.
Протеин. Имеются некоторые сведения о том, что потребление большого количества белка и аминокислот в виде спортивного питания также способствует блокировке миостатина.
Влияние миостатина
на сердце
Сердце является самой важной мышцей в нашем организме. Однако в отличие от скелетных мышц, увеличение сердца приводит к негативным последствиям. Миостатин оказывает на сердце такое же воздействие, как и на остальные мышцы (также сдерживает рост миокарда), и необходим для правильной работы сердца. Соответственно, что при каждом использовании ингибиторов миостатина увеличивается риск развития сердечной гипертрофии. Самостоятельно сердце может увеличиться в размерах в том случае, когда оно не справляется со своими функциями, именно поэтому происходит такая компенсация за счёт сердечной гипертрофии.
Если сердце не может перекачивать большие объёмы крови, то как следствие развивается сердечная недостаточность. Однако синтезируемый миостатин приостанавливает развитие подобной патологии.
У людей, имеющих сердечные заболевания, уровень миостатина в организме находится на достаточно высокой отметке. Очень важно следить за здоровьем сердца, так как любая сердечная патология приостанавливает спортивный прогресс и наращивание мышечных объёмов.
Никотин –
как активатор миостатина
По результатам исследований, которые проводились в одном британском университете, выяснилось, что скорость деления мышечных клеток у курящих людей оказалась существенно меньше, чем у тех, кто не имеет такой вредной привычки. Помимо этого, в организме курящих людей повышена концентрация миостатина и белкового фермента MAFBX.
Миостатин
и физическая нагрузка
Кратковременная нагрузка с утяжелением, обычно, уменьшают концентрацию миостатина в крови. Силовая физическая активность в течение длительного периода замедляет транскрипцию иРНК миостатина и увеличивает количество белка в целом. В одном эксперименте отмечалось увеличение количества миостатина в сыворотке под нагрузкой, однако это могло быть связано с неправильной интерпретацией результатов. Увеличенный уровень миостатина в течение длительного времени является побочным результатом повышения числа рибосом в мышечных клетках и увеличения скорости синтеза белка (миостатин имеет белковое происхождение). У мышей время без нагрузок не увеличивает уровень миостатина, однако мышечная работа, созданная при помощи механических нагрузок после отдыха, заставляет миостатин снижаться. Такой результат может быть обоснован тем, что эксперименты проводились без предварительного мышечного утомления, потому как итоги клинических результатов демонстрируют, что отсутствие физической активности после тренировочного стресс провоцирует рост уровня миостатина. Аэробная нагрузка также имеет отношение к уменьшению миостатина в крови. Эксперименты на грызунах показывают, что блокирование миостатина не влияет на увеличение силовых показателей. Если учесть всё вышеперечисленное, изменение концентрации миостатина не связано с ростом мышечной ткани.
Взаимодействие мышечных волокон и витамина D снижает концентрацию миостатина, вероятно за счёт увеличения количества фоллистатина в мышцах.
Миостатин
и температура тела
У некоторых животных имеется одна интересная особенность, когда действие холода увеличивает массу тела у птиц (синиц, цыплят). По крайней мере один эксперимент, проводимый на цыплятах, в котором использовалось воздействие холодом на протяжение суток, показал уменьшение концентрации иРНК миостатина, однако продолжительное воздействие (в течение недели) никак не было связано с изменением уровня иРНК миостатина. Поэтому воздействие холодом приводит к увеличению концентрации миостатина. Является странным тот факт, что все соответствующие эксперименты касались только птиц. Актуальность этих сведений к млекопитающим не определена до сих пор и носит непредсказуемый характер.
Влияние миостатина
на старение
У грызунов миостатин неспешно увеличивается к старости, но после достижения определённого уровня прекращает свой рост. Такое увеличение может иметь отношение к неспособности в старости набирать большое количество мышечной массы на фоне замедления метаболических процессов и гормонального спада. Однако даже такое воздействие не влияет на катаболизм мышц. Повышенный уровень миостатина у пожилых людей сопровождается снижением физической нагрузки и ведением сидячего образа жизни.
Снижение уровня миостатина
при помощи диеты
Когда человек испытывает голод, у него начинает увеличиваться количество кортизола, поскольку большие промежутки между приёмами пищи активируют действие миостатина. Такое затруднение решается достаточно легко – просто необходимо соблюдать интервал между приёмами пищи 3-4 часа и соответственно питаться 5-6 раз за день. Кортизол высвобождается в кровь при интенсивной физической нагрузке, а это стресс для организма. Для избавления от такого вида стресса рекомендуется во время тренировки употреблять напитки-изотоники либо подслащённую воду. Установлено, что потребление углеводов подавляет выработку кортизола. И напоследок основным правилом для спортсмена-культуриста является – не приходить в тренажёрный зал голодным.
Введение
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. Постараюсь освятить 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 ß family (TGFß).
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.
