Gen yang terkait dengan pertumbuhan dan regenerasi otot
Pertumbuhan dan regenerasi jaringan otot dapat dicapai baik dengan meningkatkan ekspresi gen yang memiliki aksi merangsang, seperti faktor pertumbuhan seperti insulin (IGF-1), atau dengan menghambat gen yang biasanya bertindak sebagai penekan dari proses pertumbuhan, misalnya myostatin.
Otot IGF-1 (mIGF-1) : Isoform otot spesifik dari faktor pertumbuhan seperti insulin (mIGF-1) memainkan peran yang sangat penting dalam regenerasi otot. Gen IGF-1 memiliki tugas untuk memperbaiki otot ketika mengalami trauma mikroskopis selama latihan.
Myostatin : Myostatin adalah protein yang ditemukan pada tahun 1997 selama studi diferensiasi dan proliferasi sel. Untuk memahami apa fungsi sebenarnya, tikus dikawinkan di mana kode gen untuk myostatin dihambat.
Anak-anak homozigot (pembawa kedua gen yang bermutasi) menunjukkan perkembangan otot yang unggul dibandingkan dengan tikus heterozigot (pembawa hanya satu gen yang bermutasi) dan yang normal. Ukuran tubuh 30% lebih tinggi, ototnya hipertrofi dan beratnya 2 atau 3 kali lebih besar dari pada babi guinea alami. Kemudian analisis histologis menunjukkan peningkatan ukuran sel otot tunggal (hipertrofi) dan jumlah mereka (hiperplasia). Pada saat yang sama ada sedikit penurunan jaringan adiposa, sementara kesuburan dan masa hidup hampir tidak berubah.
Pada tahun 2004, mempelajari anak Jerman berusia 5 tahun dengan kekuatan abnormal dan perkembangan massa otot, adanya mutasi pada gen yang mengkode myostatin diidentifikasi untuk pertama kalinya pada manusia. Pengaruh pada ekspresi fenotipik identik dengan yang diamati pada tikus laboratorium dan pada breed sapi yang diteliti, sehingga kekuatan otot anak serupa jika bahkan tidak lebih tinggi daripada orang dewasa. Aspek yang sangat menarik adalah bahwa ibu anak itu, yang darinya ia mewarisi salah satu dari dua alel yang bermutasi, adalah pelari profesional dan bahwa beberapa leluhurnya dikenang karena kekuatannya yang luar biasa.
Myostatin adalah protein yang karenanya berinteraksi dengan perkembangan otot, menghambatnya; itu terutama diproduksi oleh sel-sel otot rangka dan aksinya diatur oleh adanya inhibitor yang disebut follistatin. Semakin tinggi tingkat follistatin, semakin rendah tingkat myostatin, sehingga semakin besar perkembangan otot. Tampaknya follistatin mampu berinteraksi dengan sel-sel satelit dengan merangsang proliferasi sel otot baru (hiperplasia). Biasanya peningkatan massa otot hanya disebabkan oleh peningkatan ukuran sel (hipertrofi), sementara sedikit hiperplasia dapat terjadi hanya dalam kasus-kasus tertentu (cedera otot).
Baru-baru ini pendekatan penghambatan myostatin dalam pengobatan penyakit distrofi otot pada model hewan telah membangkitkan minat khusus; baik injeksi intraperitoneal dari inhibitor myostatin dan penghapusan spesifik dari gen myostatin dilakukan, menghasilkan peningkatan pada penyakit distrofi otot. Penelitian saat ini berfokus pada studi dan pengembangan potensi ini, tetapi masih ada banyak hipotesis dan beberapa kepastian. Studi tentang peran myostatin dalam tubuh manusia sangat sedikit, seringkali sumbang, dan masih menunggu konfirmasi. Pertumbuhan otot sebenarnya adalah hasil dari keseimbangan halus antara faktor-faktor anabolik dan katabolik dan hormon tunggal, gen atau zat tertentu tidak cukup untuk mempengaruhinya secara signifikan. Untuk mengkonfirmasi ini, ada studi dalam literatur yang menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan penting dalam jumlah massa otot antara subjek normal dan orang lain dengan defisiensi myostatin.
Hormon pertumbuhan (somatotropin - GH): Hormon GH atau somatotropik adalah protein (peptida linier yang terdiri dari 191 asam amino) yang diproduksi oleh sel somatotropik hipofisis anterior. Ini memiliki sekresi pulsatile, dengan puncak yang lebih sering dan lebih luas pada jam-jam pertama tidur.
Aktivitas olahraga merupakan stimulus yang kuat untuk sekresi hormon pertumbuhan. Selama latihan jangka panjang, puncak sekretori diamati antara menit ke-25 dan ke-60, sedangkan dalam kasus upaya anaerob, puncak ini direkam antara akhir menit ke-5 dan ke-15 pemulihan.
Dengan upaya fisik yang sama, sekresi GH lebih besar:
- pada wanita dibandingkan pada pria
- pada orang muda dibandingkan dengan orang tua
- di menetap dibandingkan dengan yang terlatih
Sekresi GH selama latihan dipengaruhi oleh:
- INTENSITAS '
Respons signifikan GH terhadap olahraga sudah diamati untuk latihan intensitas rendah (50% VO2max) dan menjadi maksimum di sekitar ambang anaerob (70% VO2max). Peningkatan intensitas lebih lanjut tidak menyebabkan peningkatan signifikan pada puncak sekretori. Respons GH terbesar terhadap upaya fisik diamati selama latihan dengan permintaan besar pada glikolisis anaerob dan dengan produksi laktat besar-besaran (misalnya pembentukan tubuh). Sekresi GH berbanding terbalik dengan periode pemulihan dan berbanding lurus dengan durasi latihan.
- PELATIHAN
Respons GH terhadap olahraga berbanding terbalik dengan tingkat pelatihan. Pada intensitas latihan yang sama, orang yang terlatih menghasilkan GH jauh lebih sedikit daripada subjek yang tidak dikondisikan, karena laktidemia (kuota laktat yang beredar) lebih rendah.
Efek GH sebagian langsung, seperti efek diabetogenik dan lipolitik, dan sebagian dimediasi oleh faktor insulin yang serupa: Insulin Growth Factor (IGF-1, IGF-2).
- SUHU
Respon dalam sekresi GH terhadap perubahan suhu lingkungan berbanding lurus dengan penurunan suhu itu sendiri.
Sumbu GH-IGF bekerja secara fisiologis pada metabolisme glukosa, menyebabkan hiperglikemia; pada metabolisme protidik, meningkatkan serapan seluler asam amino dan mempercepat transkripsi dan translasi mRNA, sehingga mendukung anabolisme protein dan perkembangan massa otot; akhirnya juga bekerja pada metabolisme lipid, menyebabkan lipolisis dengan peningkatan asam lemak bebas dan tubuh keton.
Ada banyak efek samping yang terkait dengan pemberian GH dalam jumlah tinggi: miopati, neuropati perifer, retensi cairan, edema, sindrom carpal tunnel, arthralgia, paresthesia, ginekomastia, hipertensi intrakranial jinak dengan papilledema dan sakit kepala, pankreatitis akut, intoleransi glukosa, peningkatan plasma dalam kolesterol dan trigliserida, penyakit arteriovenosa, kardiomegali dan kardiomiopati. Efek muskuloskeletal dan jantung yang berhubungan dengan pemberian GH dapat bersifat ireversibel, seringkali bahkan setelah hormon ditarik. Penting juga untuk diingat bahwa da GH dapat menginduksi pembentukan neoplasma, terutama di usus besar, kulit dan darah.
Strategi untuk mendeteksi doping genetik
Dimasukkannya doping genetik oleh Badan Anti-Doping Dunia (AMA) dalam daftar zat dan metode yang dilarang telah diikuti oleh sulitnya mengembangkan metode untuk pendeteksiannya, karena baik transgen maupun protein yang diekspresikan akan kemungkinan besar tidak bisa dibedakan dari rekan-rekan endogen mereka.
Sampel yang ideal untuk deteksi doping genetik harus mudah diakses dengan sampel yang tidak menggunakan pendekatan invasif; Selain itu, survei harus mencerminkan tidak hanya situasi pada saat penarikan, tetapi juga bahwa pada periode sebelumnya sama. Cairan tubuh (darah, urin, dan air liur) memenuhi poin pertama, oleh karena itu metodologi yang dikembangkan harus berlaku untuk setidaknya satu dari sampel ini. Metode deteksi harus spesifik, sensitif, cukup cepat, berpotensi hemat biaya dan memungkinkan analisis skala besar.
Implikasi hukum terkait dengan penggunaan metode apa pun yang memungkinkan pemantauan doping pada atlet sedemikian rupa sehingga, jika mungkin, metode langsung yang secara tegas mengidentifikasi agen doping akan selalu lebih disukai daripada metode tidak langsung, yang mengukur perubahan yang terjadi pada atlet. sel, jaringan atau seluruh tubuh karena doping. Mengenai doping genetik, deteksi transgen, protein transgenik atau vektor itu sendiri akan menjadi pendekatan langsung, tetapi kesempatan untuk menggunakan pendekatan jenis ini minimal, seperti dalam kasus deteksi hormon peptida terlarang seperti erythropoietin dan somatotropin. Pendekatan tidak langsung (paspor biologis) sebagai gantinya memberikan keandalan tertentu dalam hasil tes, berdasarkan pada model statistik, oleh karena itu lebih terbuka untuk kontrol hukum. Selain itu, belum ada kesepakatan yang dicapai antara tokoh-tokoh penting dari komunitas olahraga mengenai tingkat keandalan yang dapat diterima.
bibliografi:
- Mekanisme kerja Vanadium: insulin-mimetic atau agen penambah insulin? [Can J Physiol Pharmacol 2000 Okt; 78 (10): 829-47]
- Vanadium dan diabetes: sifat insulinomimetik pankreas dan perifer - [Ann Pharm Fr 2000 Okt; 58 (5): 531]
- Pengaruh vanadium pada pemanfaatan glukosa otak regional pada tikus - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. Agustus 1993; 54 (2): 407-9]
- Penghambatan glukoneogenesis oleh vanadium dan metformin dalam tubulus korteks ginjal yang diisolasi dari kelinci kontrol dan diabetes - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 2002 1 April; 63 (7): 1371-1382].
