Labai konkurencingoje žmogaus biologijos srityje nedaug molekulių yra tokios svarbios ar legendinės kaip augimo hormonas (GH). Dešimtmečius tai buvo „šventasis gralis“ elitiniams sportininkams, ieškantiems pranašumo ir vilties švyturys gydytojams, gydantiems degeneracines ligas. Tačiau, nepaisant žinomos reputacijos, tikslus molekulinis „rankos paspaudimas“, kuriuo augimo hormonas paverčia pažeistas raumenų skaidulas į galingas baltymų gamyklas, liko iš dalies paslaptingas.
Dabar ši paslaptis atskleidžiama. Neseniai atliktas novatoriškas tyrimas nubrėžė sudėtingus signalizacijos kelius, kuriais augimo hormonas (GH) tiesiogiai reguliuoja raumenų hipertrofiją ir pagreitina pažeistų audinių atstatymą. Šis tyrimas, atliktas bendradarbiaujant su Tarptautiniu nervų ir raumenų institutu, rodo, kad augimo hormono vaidmuo yra kur kas didesnis nei vien tik bendro augimo skatinimas; jis veikia kaip dirigentas, organizuoja sudėtingą ląstelių veiklos seriją, pažadina miegančias kamienines ląsteles ir optimizuoja raumenų energijos panaudojimo efektyvumą.
Beyond the Liver: nauja paradigma
Daugelį metų standartinis raumenų augimo vadovėlis aiškino linijinį kelią: hipofizė išskiria augimo hormoną, kuris nukeliauja į kepenis, kur skatina insulino -kaip augimo faktoriaus 1 (IGF-1) gamybą. Buvo manoma, kad IGF-1 atlieka visus sunkius raumenų augimo tempus, o augimo hormonas veikia tik kaip tarpininkas. Naujausi tyrimai paneigia šią nuomonę. Naudodami pažangų fluorescencinį ženklinimą ir CRISPR pagrįstus genų redagavimo metodus, mokslininkai pastebėjo tiesioginį, galingą augimo hormono poveikį pačiam raumenų audiniui.
„Mes nustatėme didelį augimo hormono receptorių tankį, paskirstytą raumenų skaidulose, kurie beveik akimirksniu reaguoja į hormono antplūdį“, – aiškino mokslininkai. "Kai augimo hormonas prisijungia prie šių receptorių, jis suaktyvina "JAK2-STAT5" signalizacijos kelią. Galite galvoti apie tai kaip tiesioginę karštąją liniją į raumenų ląstelės branduolį, visiškai apeinant kepenis ir tiesiogiai liepiančią ląstelei nedelsiant pradėti sintetinti naujus baltymus."
Šis „tiesioginės karštosios linijos“ atradimas paaiškina, kodėl augimo hormono terapija dažnai turi raumenų{0}}apsauginį poveikį net pacientams, kuriems yra kepenų komplikacijų. Tai atskleidžia lokalizuotą autonominę remonto sistemą, kuri yra daug lankstesnė, nei buvo suprasta anksčiau.
Įdomiausia šio tyrimo išvada susijusi su palydovinėmis ląstelėmis. Raumenų biologijos srityje palydovinės ląstelės yra tarsi „atsargos armija“-šios neveikiančios kamieninės ląstelės ramiai gyvena raumenų skaidulų pakraščiuose. Kai keliate svorius ar patiriate traumą, šios ląstelės turėtų „pabusti“, dalytis ir susilieti su esamomis raumenų skaidulomis, kad atitaisytų žalą.
Su amžiumi arba dėl lėtinių ligų šios palydovinės ląstelės tampa vangios. Jie patenka į gilią „senėjimo“ būseną, atsisakydami atsakyti į raginimą veikti.
Naujausi tyrimai rodo, kad augimo hormono (GH) signalai veikia kaip pagrindinis žadintuvas. Tyrimas patvirtina, kad GH-STAT5 kelias konkrečiai nukreiptas į epigenetinius žymenis palydovinėse ląstelėse ir veiksmingai „atrakina“ jų DNR. Gavusios signalą, šios miegančios ląstelės dauginasi 40% greičiau nei nestimuliuotos ląstelės.
„Tai ne tik raumenų augimas“, bet ir esminis raumenų savarankiško{0}}atkūrimo pajėgumo atkūrimas. Mes nustatėme, kad naudojant optimizuotą GH signalizaciją, laikas, reikalingas raumenų skaidulų struktūriniams plyšimams atkurti, buvo beveik perpus mažesnis. Mitochondrijų ryšys: energijos tiekimas raumenų augimui
Raumenų augimas yra{0}}daug energijos reikalaujantis procesas. Vien turėti projektą (DNR) ir darbuotojus (palydovinės ląstelės) neužtenka; jums taip pat reikia pakankamai energijos, kad ši „gamykla“ veiktų. Šis tyrimas netikėtai persikėlė į metabolizmo sritį.
Mokslininkų komanda išsiaiškino, kad augimo hormono (GH) signalai tiesiogiai sąveikauja su mitochondrijomis{0}}ląstelės energijos gamyklomis. „GH-patobulintame“ modelyje mitochondrijos pasižymėjo didesniu oksidacinio fosforilinimo (proceso, kurio metu ląstelės gamina ATP (energiją)) efektyvumas.
Be to, tyrimas atskleidė, kad GH signalizacija skatina „mitochondrijų autofagiją“-pašalina senstančias ir pažeistas mitochondrijas, todėl atsiranda vietos naujoms, veiksmingoms mitochondrijoms. Tai rodo, kad augimo hormonas ne tik padidina raumenų dydį, bet ir daro raumenis „švaresnius“ ir metaboliškai efektyvesnius. Tai paaiškina, kodėl žmonės, turintys sveiką GH lygį, paprastai patiria ne tik didesnę jėgą, bet ir žymiai pagerina ištvermę bei greitesnį atsigavimą po nuovargio.
Kova su senėjimu: Sarkopenijos sprendimas
Nors šio tyrimo reikšmė sporto medicinai yra akivaizdi, tikroji jo esmė slypi kovojant su senėjimu. Sarkopenija-nevalingas skeleto raumenų masės ir jėgos praradimas-yra viena iš pagrindinių vyresnio amžiaus žmonių negalios priežasčių. Mums senstant natūrali augimo hormono (GH) sekrecija labai mažėja – būklė vadinama „augimo hormono trūkumu“.
Nustačius tikslius signalinius baltymus, per kuriuos augimo hormonas veikia, galime geriau suprasti sarkopenijos priežastis. Norėdami palaikyti raumenų funkciją, mokslininkai šiuo metu tiria naujos kartos „augimo hormono mimetikus“. Šiais vaistais siekiama tiesiogiai stimuliuoti JAK2-STAT5 kelią raumenyse, taip išvengiant sisteminio šalutinio poveikio, būdingo taikant tradicinę pakaitinę hormonų terapiją. Augimo hormono papildų poreikis labai skiriasi įvairiose amžiaus grupėse, o skirtingi junginiai, tokie kaip CJC1295 peptidas ir SLU-PP-332, turi skirtingus veikimo mechanizmus, kurie suteikia augimo hormono naudą. „Jei taikydami tikslinę terapiją galime išlaikyti raumenų signalizacijos kelius jaunus, galime išvengti vyresnio amžiaus žmonių griuvimų ir silpnumo, o tai leis jiems išlaikyti savarankišką gyvenimą“, – pažymi mokslininkai. „Įsivaizduojame ateitį, kurioje „raumenų atrofija“ nebebus laikoma neišvengiama senėjimo dalimi.
Kaip ir atliekant bet kokius novatoriškus tyrimus, susijusius su augimo hormonu, galimybė pagerinti sportinę veiklą kelia didelį susirūpinimą. 40 % padidintas remonto greitis neabejotinai būtų sportininkų „svajonių išsipildymas“. Tačiau mokslininkai skuba pabrėžti, kad daugiau nebūtinai yra geriau.
Tyrimas rodo, kad „per didelis signalizavimas“ gali sukelti ląstelių stresą ir laikui bėgant desensibilizuoti receptorius. Šio tyrimo tikslas yra „atkūrimas“, o ne „antžmogiškumas“. Suprasdami tikslų augimo hormono signalizacijos ritmą, gydytojai gali geriau pritaikyti gydymo planus nudegusiems pacientams, pacientams, sergantiems raumenų distrofija, ir tiems, kurie atsigauna po didelių ortopedinių operacijų.
Kalbant apie straipsnyje paminėtą peptidą CJC1295, verta paminėti, kad CJC1295 yra sintetinis peptidas, priklausantis augimo hormono -atpalaiduojančio hormono (GHRH) analogų kategorijai. Jis skatina hipofizę išskirti augimo hormoną (GH), o tai savo ruožtu skatina įvairias fiziologines organizmo reakcijas. CJC1295 pirmiausia padidina augimo hormono lygį ir dažnai jį naudoja sportininkai ar asmenys, siekiantys pagerinti savo sveikatą ir fizinę būklę. Jis taip pat naudojamas anti-senėjimo terapijoje ir, kaip manoma, padeda sulėtinti senėjimo procesą.