Gen relateret til muskelvækst og regenerering
Vækst og regenerering af muskelvæv kan opnås enten ved at øge ekspressionen af gener, der har en stimulerende virkning, såsom den insulinlignende vækstfaktor (IGF-1) eller ved at hæmme gener, som normalt virker som repressorer af vækstprocesser, for eksempel myostatin.
Muskel IGF-1 (mIGF-1) : Den specifikke muskelisoform af den insulinlignende vækstfaktor (mIGF-1) spiller en meget vigtig rolle i muskelregenerering. IGF-1-genet har til opgave at reparere musklerne, når de undergår mikroskopisk traume under træning.
Myostatin : Myostatin er et protein, der blev opdaget i 1997 under celledifferentierings- og proliferationsundersøgelser. For at forstå, hvad dens virkelige funktion var, blev musene parret, hvori genet kodende for myostatin blev hæmmet.
De homozygote afkom (bærer af begge muterede gener) viste overlegen muskulær udvikling sammenlignet med heterozygote mus (bærere af kun ét muteret gen) og normale. Kropsstørrelsen var 30% højere, muskelen var hypertrofisk, og vægten var 2 eller 3 gange større end i naturlige marsvin. Senere histologisk analyse viste en stigning i både størrelsen af enkeltmuskelceller (hypertrofi) og deres antal (hyperplasi). Samtidig var der et lille fald i fedtvæv, mens frugtbarhed og levetid forblev næsten uændrede.
I 2004 studerede et 5-årigt tysk barn med unormal styrke og udvikling af muskelmasse, at tilstedeværelsen af en mutation i genet, som koder for myostatin, blev identificeret for første gang hos mennesker. Indflydelsen på fænotypisk ekspression var identisk med den, der blev observeret i laboratoriemus og i de undersøgte kvægracer, således at barnets muskelstyrke var ens, hvis ikke engang højere end hos en voksen. Et meget interessant aspekt er, at barnets mor, fra hvem han arvede en af de to muterede alleler, var en professionel sprinter, og at nogle af hans forfædre blev husket for deres ekstraordinære styrke.
Myostatin er et protein, der derfor interagerer med muskeludvikling, hæmmer det Det produceres hovedsageligt af skeletmuskelceller, og dets virkning reguleres af tilstedeværelsen af en hæmmer, der hedder follistatin. Jo højere niveauet af follistatin er, desto lavere niveauer af myostatin er, desto større er den muskulære udvikling. Det lader til, at follistatin er i stand til at interagere med satellitceller ved at stimulere spredning af nye muskelceller (hyperplasi). Normalt skyldes stigningen i muskelmasse kun forøgelsen af cellestørrelse (hypertrofi), mens en lille hyperplasi kun kan forekomme i særlige tilfælde (muskelskader).
For nylig har myostatininhiberingsmetoden i behandlingen af muskeldystrofiske sygdomme hos dyremodeller skabt særlig interesse; både intraperitoneale injektioner af en myostatininhibitor og specifikke deletioner af myostatin-genet blev udført, hvilket resulterede i en forbedring i muskeldystrofisk sygdom. Nuværende forskning fokuserer på studiet og udviklingen af disse potentialer, men der er stadig mange hypoteser og få certainties. Undersøgelser af myostatins rolle i den menneskelige krop er få, ofte uoverensstemmende og afventer stadig bekræftelse. Muskelvækst er faktisk resultatet af en subtil balance mellem anabolske og kataboliske faktorer og et enkelt hormon, et gen eller et bestemt stof er ikke nok til at påvirke det betydeligt. For at bekræfte dette er der studier i litteraturen, der viser, at der ikke er nogen vigtige forskelle i mængden af muskelmasse mellem normale fag og andre med myostatinmangel.
Væksthormon (somatotropin - GH): GH eller somatotrop hormon er et protein (et lineært peptid sammensat af 191 aminosyrer) produceret af de somatotrope celler i den forreste hypofyse. Det har pulserende sekretion, med hyppigere og bredere toppe i de første søvntyper.
Sportsaktivitet repræsenterer et stærkt stimulus for udskillelsen af væksthormon. Under langvarige øvelser observeres sekretorisk spids mellem det 25. og 60. minut, mens i tilfælde af anaerobe anstrengelser registreres denne top mellem slutningen af det femte og det femte minut af genopretning.
Med lige fysisk indsats er GH sekretion større:
- hos kvinder end hos mænd
- hos unge i forhold til ældre emner
- i stillesiddende i forhold til uddannede
GH sekretion under træning er påvirket af:
- INTENSITET '
Et signifikant respons af GH til motion er allerede iagttaget ved lavintensitetsøvelser (50% af VO2max) og bliver maksimalt omkring den anaerobe tærskel (70% af VO2max). En yderligere stigning i intensitet forårsager ingen signifikant stigning i sekretorisk spids. GH's største respons til fysisk indsats observeres under øvelser med stor efterspørgsel på anaerob glykolyse og med massiv produktion af lactat (fx bodybuilding). GH sekretion er omvendt proportional med genoprettelsesperioden og direkte proportional med øvelsens varighed.
- UDDANNELSE
GHs respons til motion er omvendt relateret til uddannelsesniveauet. På samme øvelsesintensitet producerer en uddannet person meget mindre GH end et afskalket individ, da lactidæmi (kvote af lactat i omløb) er lavere.
Virkningerne af GH er delvis direkte, såsom den diabetogene og lipolytiske virkning, og delvist medieret af lignende insulinfaktorer: Insulinvækstfaktor (IGF-1, IGF-2).
- TEMPERATUR
Responset i GH sekretion til ændringen i omgivelsestemperatur er direkte proportional med selve temperaturfaldet.
GH-IGF-aksen virker fysiologisk på glukosemetabolismen, hvilket forårsager hyperglykæmi; på den protidiske metabolisme, der øger den cellulære optagelse af aminosyrer og accelererende transkription og translation af mRNA, hvilket således favoriserer proteinanabolisme og udvikling af muskelmasser; Endelig virker det også på lipidmetabolisme, der forårsager lipolyse med en stigning i frie fedtsyrer og ketonlegemer.
Der er mange bivirkninger forbundet med administration af store mængder GH: myopati, perifere neuropatier, væskeretention, ødem, karpaltunnelsyndrom, artralgi, paræstesi, gynækomasti, godartet intrakraniel hypertension med papilledem og hovedpine, akut pancreatitis, glucoseintolerans, plasmaforøgelser i kolesterol og triglycerider, arteriovenøse sygdomme, kardiomegali og kardiomyopati. De muskuloskeletale og hjertevirkninger, der er forbundet med GH-administration, kan være irreversible, ofte selv efter hormonet er trukket tilbage. Det er også vigtigt at huske, at da GH kan inducere dannelsen af neoplasmer, især i tyktarmen, huden og blodet.
Strategier til påvisning af genetisk doping
Inkluderingen af genetisk doping af Verdens Anti-Doping Agency (AMA) på listen over forbudte stoffer og metoder er blevet fulgt af vanskeligheden med at udvikle metoder til dets påvisning, da både transgenet og det udtrykte protein ville have været mest sandsynligt skelnes fra deres endogene modstykker.
Den ideelle prøve til genetisk dopingdetektion bør være let tilgængelig med prøver, der ikke bruger en invasiv tilgang Endvidere bør undersøgelsen ikke kun afspejle situationen på tidspunktet for tilbagekaldelsen, men også den samme tid som tidligere. Kropsvæsker (blod, urin og spyt) opfylder det første punkt, derfor bør den udviklede metode anvendes for mindst en af disse prøver. Detektionsmetoder skal være specifikke, følsomme, forholdsvis hurtige, potentielt omkostningseffektive og bør muliggøre storskala analyser.
De juridiske konsekvenser i forbindelse med anvendelsen af en metode, der muliggør overvågning af doping på atleter, er sådan, at en direkte metode, der entydigt identificerer dopingmidlet, altid vil være foretrukket til en indirekte metode, som måler ændringen i celler, væv eller hele kroppen på grund af doping. Med hensyn til genetisk doping vil detekteringen af transgenet, det transgene protein eller selve vektoren være en direkte tilgang, men muligheden for at anvende denne type tilgang er minimal, som i tilfælde af påvisning af forbudte peptidhormoner såsom erythropoietin og somatotropin. Den indirekte tilgang (biologisk pas) giver i stedet en vis pålidelighed i testresultatet, baseret på en statistisk model, der derfor er mere åben for lovlig kontrol. Endvidere er der endnu ikke opnået enighed mellem sportens vigtige tal om et acceptabelt niveau af pålidelighed.
Bibliografi:
- Mekanisme for vanadiumvirkning: insulin-mimetisk eller insulinforstærkende middel? [Kan J Physiol Pharmacol 2000 okt; 78 (10): 829-47]
- Vanadium og diabetes: Pankreas og perifere insulinomimetiske egenskaber - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
- Effekt af vanadium på regional hjerne glukoseudnyttelse hos rotter - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 aug; 54 (2): 407-9]
- Inhibering af gluconeogenese ved vanadium og metformin i nyre-cortex-tubuli isoleret fra kontrol- og diabeteskaniner - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 1 april; 63 (7): 1371-1382].
