ยีนที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการฟื้นฟูกล้ามเนื้อ
การเจริญเติบโตและการงอกใหม่ของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อสามารถทำได้โดยการเพิ่มการแสดงออกของยีนที่มีการกระทำที่กระตุ้นเช่นปัจจัยการเจริญเติบโตอินซูลินที่คล้ายกัน (IGF-1) และโดยการยับยั้งยีนที่มักจะทำหน้าที่เป็น repressors ของ กระบวนการเจริญเติบโตเช่น myostatin
กล้ามเนื้อ IGF-1 (mIGF-1) : กล้ามเนื้อไอโซฟอร์มที่เฉพาะเจาะจงของปัจจัยการเจริญเติบโตอินซูลินที่คล้ายกัน (mIGF-1) มีบทบาทสำคัญมากในการฟื้นฟูกล้ามเนื้อ ยีน IGF-1 มีหน้าที่ในการซ่อมแซมกล้ามเนื้อเมื่อในระหว่างการออกกำลังกายจะได้รับการบาดเจ็บด้วยกล้องจุลทรรศน์
Myostatin : Myostatin เป็นโปรตีนที่ค้นพบในปี 1997 ระหว่างการแยกเซลล์และการศึกษาการเพิ่มจำนวน เพื่อให้เข้าใจถึงการทำงานที่แท้จริงของมันหนูถูกจับคู่ซึ่งยีนที่เป็นรหัสสำหรับ myostatin ถูกยับยั้ง
ลูกหลาน homozygous (พาหะของยีนที่กลายพันธุ์ทั้งสอง) มีการพัฒนากล้ามเนื้อที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับหนู heterozygous (พาหะของยีนกลายพันธุ์เพียงคนเดียว) และคนปกติ ขนาดของร่างกายสูงขึ้น 30% กล้ามเนื้อดูมีเลือดออกมากและมีน้ำหนักมากกว่าสุกรหนูตะเภาธรรมชาติ 2 หรือ 3 เท่า จากนั้นการวิเคราะห์ทางเนื้อเยื่อวิทยาพบว่าการเพิ่มขึ้นของขนาดของเซลล์กล้ามเนื้อ (ยั่วยวน) และจำนวน (hyperplasia) เพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกันเนื้อเยื่อไขมันก็ลดลงเล็กน้อยในขณะที่ความอุดมสมบูรณ์และระยะเวลาของชีวิตยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
ในปี 2004 เมื่อศึกษาเด็กเยอรมันอายุ 5 ปีที่มีการพัฒนาความแข็งแรงและมวลกล้ามเนื้อผิดปกติการปรากฏตัวของการกลายพันธุ์ในยีนที่มีการระบุรหัส myostatin เป็นครั้งแรกในมนุษย์ อิทธิพลของการแสดงออกทางฟีโนไทป์เหมือนกับที่สังเกตได้ในหนูทดลองและในสายพันธุ์โคที่ได้รับการศึกษามากจนทำให้ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของเด็กนั้นคล้ายกันหรือสูงกว่าผู้ใหญ่ สิ่งที่น่าสนใจมากคือแม่ของเด็กซึ่งเขาได้รับอัลลีลที่กลายพันธุ์จากหนึ่งในสองคนนั้นเป็นนักวิ่งอาชีพและบรรพบุรุษของเขาบางคนถูกจดจำอย่างแม่นยำเพื่อความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ
Myostatin เป็นโปรตีนที่ทำปฏิกิริยากับการพัฒนากล้ามเนื้อยับยั้งมัน มันผลิตส่วนใหญ่โดยเซลล์กล้ามเนื้อโครงร่างและการกระทำของมันถูกควบคุมโดยการปรากฏตัวของสารยับยั้งที่เรียกว่า follistatin ยิ่งระดับของฟอลลิสตาตินยิ่งสูงระดับของ myostatin ยิ่งต่ำยิ่งพัฒนากล้ามเนื้อมากขึ้น ดูเหมือนว่า follistatina สามารถโต้ตอบกับเซลล์ดาวเทียมได้โดยการกระตุ้นการเพิ่มจำนวนเซลล์กล้ามเนื้อใหม่ (hyperplasia) โดยปกติการเพิ่มขึ้นของมวลกล้ามเนื้อเกิดจากการเพิ่มขึ้นเพียงขนาดของเซลล์ (ยั่วยวน) ในขณะที่ hyperplasia เล็กน้อยอาจเกิดขึ้นเฉพาะในกรณีพิเศษ (การบาดเจ็บของกล้ามเนื้อ)
เมื่อเร็ว ๆ นี้แนวทางการยับยั้ง myostatin ในการรักษาโรค dystrophic ของกล้ามเนื้อในแบบจำลองสัตว์ได้ดึงดูดความสนใจเป็นพิเศษ ทั้งการฉีดเยื่อบุช่องท้องของยายับยั้ง myostatin และการลบยีน myostatin ที่เฉพาะเจาะจงได้ดำเนินการส่งผลให้การปรับปรุงของพยาธิวิทยากล้ามเนื้อ dystrophic การวิจัยในปัจจุบันมุ่งเน้นไปที่การศึกษาและพัฒนาศักยภาพเหล่านี้ แต่ยังมีข้อสมมติฐานมากมายและความมั่นใจไม่มากนัก การศึกษาเกี่ยวกับบทบาทของ myostatin ในร่างกายมนุษย์นั้นมีน้อย, ไม่ลงรอยกัน, และยังรอการยืนยัน ในความเป็นจริงการเติบโตของกล้ามเนื้อเป็นผลมาจากความสมดุลระหว่างปัจจัย anabolic และ catabolic และฮอร์โมนเดี่ยวยีนหรือสารบางอย่างไม่เพียงพอที่จะมีอิทธิพลต่อมัน เพื่อยืนยันสิ่งนี้มีการศึกษาในวรรณคดีที่แสดงว่าไม่มีความแตกต่างที่สำคัญในปริมาณมวลกล้ามเนื้อระหว่างคนปกติกับคนอื่นที่มี myostatin บกพร่อง
ฮอร์โมนการเจริญเติบโต (somatotropin - GH): GH หรือ somatotropic ฮอร์โมนเป็นโปรตีน (เปปไทด์เชิงเส้นประกอบด้วยกรดอะมิโน 191) ที่ผลิตโดยเซลล์ somatotrope ของต่อมใต้สมองส่วนหน้า มันมีการปลดปล่อย pulsatile กับยอดเขาบ่อยขึ้นและกว้างขึ้นในชั่วโมงแรกของการนอนหลับ
กิจกรรมกีฬาเป็นตัวกระตุ้นที่สำคัญสำหรับการหลั่งฮอร์โมนการเจริญเติบโต ในระหว่างการออกกำลังกายในระยะยาวจะพบการหลั่งของยอดสูงสุดระหว่าง 25 และ 60 นาทีในขณะที่ในกรณีที่เกิดความเครียดแบบไม่ใช้ออกซิเจนยอดสูงสุดนี้จะถูกบันทึกไว้ในช่วงท้ายของนาทีที่ 5 และ 15 ของการฟื้นตัว
ด้วยการออกแรงทางกายแบบเดียวกันการหลั่ง GH จึงยิ่งใหญ่กว่า:
- ในผู้หญิงเทียบกับผู้ชาย
- ในคนหนุ่มสาวเมื่อเทียบกับวิชาผู้สูงอายุ
- ในการอยู่ประจำกับการฝึกอบรม
การหลั่ง GH ในการออกกำลังกายนั้นได้รับอิทธิพลจาก:
- เข้ม '
การตอบสนอง GH อย่างมีนัยสำคัญต่อการออกกำลังกายนั้นได้รับการสังเกตสำหรับการออกกำลังกายที่ความเข้มต่ำ (50% ของ VO2max) และกลายเป็นค่าสูงสุดรอบเกณฑ์ที่ไม่ใช้ออกซิเจน (70% ของ VO2max) การเพิ่มขึ้นของความเข้มนั้นไม่ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของจุดหลั่ง การตอบสนองที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของ GH ต่อความมุ่งมั่นทางกายภาพนั้นเกิดขึ้นในระหว่างการออกกำลังกายโดยมีความต้องการแอนแอโรบิกไกลโคไลซิสและการผลิตแลคเตทขนาดใหญ่เช่นการสร้างร่างกาย การหลั่ง GH นั้นแปรผกผันกับระยะเวลาการฟื้นฟูและสัดส่วนโดยตรงกับระยะเวลาของการฝึก
- การฝึกอบรม
การตอบสนองของ GH ต่อการออกกำลังกายนั้นสัมพันธ์กับระดับการฝึกอบรม ในระดับความเข้มการออกกำลังกายเดียวกันผู้ที่ได้รับการฝึกอบรมจะสร้าง GH น้อยกว่าตัวแบบที่ถูกปรับสภาพเนื่องจาก lactidemia (ส่วนแบ่งของแลคเตทในการไหลเวียน) นั้นต่ำกว่ามาก
ผลของ GH โดยตรงบางส่วนเช่นผล diabetogenic และ lipolytic และไกล่เกลี่ยบางส่วนโดยปัจจัยอินซูลินที่คล้ายกัน: อินซูลินการเจริญเติบโตของปัจจัย (IGF-1, IGF-2)
- อุณหภูมิ
การตอบสนองในการหลั่ง GH ต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการลดลงของอุณหภูมิ
แกน GH-IGF ทำหน้าที่ทางสรีรวิทยาในการเผาผลาญไกลโคลิก, กำหนดระดับน้ำตาลในเลือดสูง; ในการเผาผลาญแบบ protictic การเพิ่มการดูดซึมกรดอะมิโนของเซลล์และการเร่งการถอดรหัสและการแปลของ mRNA ทำให้เกิดภาวะ anabolism ของโปรตีนและการพัฒนาของกล้ามเนื้อ ในที่สุดมันก็ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเผาผลาญไขมัน, การกำหนด lipolysis กับการเพิ่มขึ้นของกรดไขมันอิสระและร่างกายคีโตน
ผลข้างเคียงที่เกี่ยวข้องกับการบริหาร GH ในปริมาณสูง ได้แก่ : ผงาด, เส้นประสาทส่วนปลาย, การกักเก็บของเหลว, อาการบวมน้ำ, โรค carpal tunnel, ปวดข้อ, อาชา, อัมพาต, gynecomastia, ความดันโลหิตสูงในกะโหลกศีรษะด้วย papilledema พลาสม่าเพิ่มขึ้นในคอเลสเตอรอลและไตรกลีเซอไรด์, โรคหลอดเลือดหัวใจ, cardiomegaly และ cardiomyopathy ผลกระทบของกล้ามเนื้อและกระดูกและหัวใจที่เกี่ยวข้องกับการบริหาร GH อาจไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้แม้กระทั่งหลังจากถอนฮอร์โมน นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่า GH สามารถทำให้เกิดการก่อตัวของเนื้องอกโดยเฉพาะในลำไส้ใหญ่ผิวหนังและเลือด
กลยุทธ์สำหรับการตรวจหาสารกระตุ้นทางพันธุกรรม
การรวมสารต้องห้ามทางพันธุกรรมโดย World Anti-Doping Agency (AMA) ในรายการของสารต้องห้ามและวิธีการตามมาด้วยความยากลำบากของการพัฒนาวิธีการตรวจสอบมันเป็นทั้งยีนและโปรตีนที่แสดงออกจะเป็น ส่วนใหญ่แยกไม่ออกจากคู่ของพวกเขาภายนอก
ตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบสำหรับการตรวจหาสารกระตุ้นทางพันธุกรรมควรสามารถเข้าถึงได้ง่ายด้วยการถอนที่ไม่ใช้วิธีการรุกราน ยิ่งไปกว่านั้นการสำรวจควรสะท้อนให้เห็นถึงสถานการณ์ในช่วงเวลาของการรวบรวมเท่านั้น แต่ยังสะท้อนถึงช่วงเวลาก่อนหน้าด้วย ของเหลวในร่างกาย (เลือดปัสสาวะและน้ำลาย) เป็นไปตามจุดแรกดังนั้นวิธีการที่พัฒนาขึ้นควรใช้กับตัวอย่างเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งตัวอย่าง วิธีการตรวจจับควรมีความเฉพาะเจาะจงละเอียดอ่อนรวดเร็วพอสมควรและอาจคุ้มค่าและควรอนุญาตการวิเคราะห์ขนาดใหญ่
ผลทางกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับการใช้วิธีการใด ๆ ที่ช่วยให้การติดตามยาสลบในนักกีฬาเป็นไปได้ว่าหากเป็นไปได้วิธีการโดยตรงที่ระบุตัวแทนยาสลบอย่างชัดเจนจะเป็นที่ต้องการวิธีการทางอ้อมซึ่งจะทำการวัดการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น เซลล์ในเนื้อเยื่อหรือในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเนื่องจากยาสลบ เกี่ยวกับการเติมสารพันธุกรรมการตรวจหา transgene, โปรตีนดัดแปรพันธุกรรมหรือเวกเตอร์นั้นจะเป็นแนวทางโดยตรง แต่โอกาสในการใช้วิธีการนี้มีน้อยที่สุดเช่นในกรณีของการตรวจหาฮอร์โมนเปปไทด์ที่ถูกแบนเช่น erythropoietin และ somatotropin วิธีการทางอ้อม (หนังสือเดินทางชีวภาพ) แทนให้ความน่าเชื่อถือบางอย่างในผลการทดสอบตามแบบจำลองทางสถิติจึงเปิดกว้างต่อการควบคุมทางกฎหมาย นอกจากนี้ข้อตกลงยังไม่ได้รับการตอบสนองระหว่างบุคคลสำคัญของชุมชนกีฬาเกี่ยวกับระดับความน่าเชื่อถือที่ยอมรับได้
บรรณานุกรม:
- กลไกการออกฤทธิ์ของวาเนเดียม: อินซูลินที่เลียนแบบหรือเพิ่มอินซูลิน? [Can J Physiol Pharmacol 2000 ต.ค. ; 78 (10): 829-47]
- วาเนเดียมและเบาหวาน: คุณสมบัติของอินซูลินในตับอ่อนและตับอ่อน - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
- ผลของวานาเดียมต่อการใช้กลูโคสในสมองส่วนภูมิภาคในหนู - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. พ.ศ. 2536 54 (2): 407-9]
- การยับยั้ง gluconeogenesis โดยวานาเดียมและเมตฟอร์มินในท่อไตเยื่อหุ้มสมองที่แยกได้จากกระต่ายควบคุมและเบาหวาน - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol 1 เมษายน 2545; 63 (7): 1371-82]
