fisiologi

Jaringan otot rangka: hanya mesin biomekanik atau bahkan organ endokrin yang penting?

Oleh Dr. Cesare Squillace, PhD

Sekarang telah diterima secara luas oleh seluruh komunitas ilmiah bahwa latihan fisik secara teratur menentukan respons perlindungan fisiologis terhadap banyak penyebab kematian, dan berbeda dengan fenomena inflamasi seperti aterosklerosis dan resistensi insulin. Melakukan olahraga teratur memungkinkan otot rangka tidak hanya berkontraksi, tetapi juga mengeluarkan dan menuangkan ke dalam aliran peredaran sitokin anti-inflamasi: IL-6 (interleukin 6). Bukti ilmiah menunjukkan bahwa itu merangsang produksi dan pelepasan sitokin yang beredar lainnya seperti IL-1ra (antagonis reseptor inteleukin-1) dan IL-10 (interleukin 10); itu juga menghambat produksi interleukin pro-inflamasi seperti TNF-α (tumor necrosis factor-alpha). IL-6 memfasilitasi pergantian lipid, menstimulasi lipolisis dan juga ß-oksidasi.

Ada banyak penelitian yang menggarisbawahi bagaimana olahraga teratur menginduksi penekanan TNF-α, menawarkan perlindungan terhadap resistensi insulin yang dihasilkan oleh sitokin itu sendiri. Baru-baru ini, IL-6 telah didefinisikan sebagai " myokine " pertama yang diproduksi dan dirilis oleh serat otot rangka individu setelah kontraksi mereka, memberikan efeknya juga pada organ-organ lain dari tubuh.

Kita tahu bahwa otot rangka adalah organ terbesar dalam tubuh manusia; penemuan bahwa hasil kontraksi otot sederhana, tidak hanya dalam respon biomekanik, tetapi juga dalam produksi sitokin anti-inflamasi, membuka paradigma baru: otot rangka adalah organ endokrin yang melalui kontraksi merangsang produksi dan pelepasan sitokin, yang dapat mempengaruhi metabolisme dan memodifikasi produksinya di jaringan dan organ (gambar 1).

Gambar.1 Jaringan otot rangka harus dianggap sebagai organ endokrin yang penting, yang mengekspresikan dan melepaskan sitokin (juga disebut miokin) dalam aliran peredaran darah dan berpotensi mempengaruhi metabolisme dan status inflamasi pada jaringan dan organ (dari Pedersen BK, 2006).

Selama kondisi sepsis dan dalam model eksperimental, kaskade sitokin termasuk TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-ra, sTNF-R dan IL-10. Dua sitokin pertama tampaknya TNF-α dan IL-1ß, diproduksi secara lokal. Sitokin ini secara klasik dikenal sebagai proinflamasi. Ini sama merangsang produksi IL-6 yang telah diklasifikasikan dengan aksi pro dan anti-inflamasi. Sitokin yang diproduksi selama latihan berbeda dari yang ada setelah infeksi. Fakta bahwa sitokin proinflamasi klasik, TNF-α dan IL-1ß, secara umum tidak meningkat dengan olahraga menunjukkan bahwa kaskade sitokin yang diinduksi oleh latihan berbeda dari yang diinduksi oleh infeksi umum.

Sitokin pertama yang dilepaskan dalam aliran sirkulasi, selama berolahraga, adalah IL-6. Tingkat sirkulasi dari peningkatan yang sama secara eksponensial (100 kali lebih banyak) sebagai respons terhadap olahraga, dan menurun pada periode pasca-latihan (gambar 2).

Gambar. 2 Selama keadaan inflamasi kronis yang disebabkan oleh infeksi sistemik (sx), kaskade sitokin dalam beberapa jam pertama diwakili oleh TNF-α, IL-6, IL-1ra, sTNF-R dan IL-10 . Sitokin sebagai respons terhadap olahraga (dx) tidak termasuk TNF-α tetapi menunjukkan peningkatan yang nyata pada IL-6, yang diikuti oleh IL-ra, sTNF-R dan IL-10. Tidak ada bukti peningkatan kadar protein C-reaktif (PCR) (dari Pedersen BK, 2006).

Singkatnya, kita dapat mengatakan bahwa melakukan olahraga teratur menghasilkan respons anti-inflamasi yang diekspresikan melalui produksi sitokin penting seperti IL-6. Kerjanya pada jaringan yang berbeda dan pada saat yang sama merangsang produksi IL-ra dan IL-10, menghambat sitokin TNF-α proinflamasi. Oleh karena itu otot rangka, melalui kontraksi otot sederhana, menghasilkan dan melepaskan "miokin" yang memediasi efek menguntungkan dari latihan fisik dan memainkan peran mendasar, melindungi dan membedakan keadaan peradangan kronis seperti yang ada pada penyakit kardiovaskular dan diabetes tipe. 2.

bibliografi

Brandt C, Pedersen BK., 2010, Biomed Biotechnol, Peran miokin yang diinduksi olahraga dalam homeostasis otot dan pertahanan terhadap penyakit kronis .

Helmark IC, Mikkelsen UR, Børglum J, Rothe A, Petersen MC, Andersen O, Langberg H, Kjaer M., 2010 , Latihan meningkatkan level interleukin-10 baik intraarticularly dan peri-sinovial pada pasien dengan osteoarthritis lutut: percobaan terkontrol secara acak, Arthritis Ther.

Pedersen BK, Februari M., 2005 , Interleukin-6 yang diturunkan dari otot - kemungkinan hubungan antara otot rangka, jaringan adiposa, hati, dan otak, Brain Behav Immun.

Pedersen BK, 2006, Essays Biochem, efek anti-inflamasi dari latihan: perannya dalam diabetes dan pengendalian penyakit kardiovaskular .

Pedersen BK. 2009 , Ketidakaktifan aktivitas fisik - dan peran otot saya dalam pembicaraan lintas otot - lemak ., J Physiol.

Pedersen BK., 2011, miokin yang diinduksi oleh olahraga dan peran mereka dalam penyakit kronis .

Brain Behav Immun.