Znanym jest fakt, iż istnieją w komórkach mięśniowych kluczowe elementy odpowiadające za ich reakcje na wysiłek i adaptację do zmiennego środowiska. Odkrycie dwóch enzymów, kinazy AMPK oraz kinazy mTOR niewątpliwie przybliżyło nas do wyjaśnienia mechanizmu plastyczności mięśni względem typu wysiłku. Pobieżna charakterystyka tych białek wskazywała na pewien antagonizm w ich działaniu. Za co dokładnie są odpowiedzialne te białka? Czy współdziałają czy walczą między sobą?

Cross-talk pomiędzy kinazami

Szlak sygnałowy reprezentowany przez kinazy AMPK i mTOR jest uwikłany w mechanizm adaptacji wysiłkowej, jak wynika z badań. Trening siłowy aktywuje kinazę mTOR. W ten sposób hamowane będą białka odpowiadające za katabolizm mięśniowy oraz uwalnianie aminokwasów z tej tkanki. Aktywowane będą, za sprawą tej kinazy, szlaki zwiększające wytwarzanie białek mięśniowych. W ten sposób organizm dąży do przyrostu (hipertrofii) mięśni poprzecznie prążkowanych oraz pogłębienia ich siły. Kinaza AMPK natomiast, rozwija cechy charakterystyczne dla wytrzymałości. Mowa tutaj spalaniu tłuszczy oraz biogenezę mitochondriów, czyli ich rozwój i zwiększająca się liczba. Wczesne badania wykazały, iż jedna kinaza hamuje działanie drugiej, jednak nie jest to do końca prawdą. Najnowsze osiągniecia w dziedzinie badania fenotypu i genotypów mięśni, wyjaśniły, iż pomiędzy tymi białkami istnieje dość scisły i przenikający się wzajemnie “cross-talk”. Doniesienia naukowe wskazują, iż te białka nie są antagonistami, lecz nastawione są bardziej na współpracę, aby lepiej uwrażliwić mięśnie na warunki zewnętrzne i pogłębić ich możliwości adaptacji. Dlaczego warto o tym wiedzieć? Poszczególne metody treningowe, kierunki dietetyczne, czy nawet doping, będą bardziej lub mniej angażowały jedną z tych kinaz.

Czym są kinazy?

Kinazy to enzymy o budowie białkowej, które najczęściej za zadanie mają przenosić rodniki fosforanowe (P) z adenozyno-tri-fosforanu (ATP) na inne substraty. Pierwszym przykładem, który nasuwa się w tym miejscu, jest sławna kinaza kreatynowa, znana szerokiej publiczności uczęszczającej na siłownie. Przenosi ona fosfor z mitochondrialnego ATP na kreatynę, później znów na ADP z przejściowym wytworzeniem fosfokreatyny. Czyli w tym przypadku kinaza jest przenośnikiem energii. Reasumując, sprawność reakcji katalizowanej przez kinazę kreatynową będzie kluczowa dla wydajności pracy mięśni, ponieważ skurcze włókien mięśniowych są uzależnione od ilości ATP w środowisku wewnątrz- i zewnątrzkomórkowym.

Kinazy AMPK/mTOR - są wyjątkowe?

Wspomniane kinazy są przyporządkowane do dość specyficznej grupy. Mianowicie, spełniają swoje podstawowe zadanie (jako kinaz), przenosząc rodniki fosforanowe z ATP na substraty białkowe. Tym niemniej rodniki te nie mają funkcji energetycznej, jak w poprzednim przykładzie. Są nośnikami informacji - ponieważ fosforylują ( przenoszą fosforan na kolejny substrat) białka sygnałowe. Fosforylacją lub reakcja odwrotna defosforylacją będzie odpowadała za aktywność białka sygnałowego. Jeżeli wzbudzimy dane białko czyli przyłączymy do jego miejsca aktywnego (swoisty włącznik on / off) resztę fosforanową, będzie ono przenosiło informację do miejsca odbioru wyzwalając konkretną reakcję, np.: tworzenie nowych białek. Na tej zasadzie funkcjonuje sieć sygnałowa AMPK/mTOR. Czyli wykonując ćwiczenia oporowe na dużym ciężarze dochodzi do mikrourazów. Mikrouzar jest sygnałem przenoszonym za pośrednictwem kinaz w tym kinazy mTOR, jako informacja wyzwalająca podniesienie ilości wytwarzanych białek mięśniowych, które finalnie mogą posłużyć do odbudowy i nadbudowy uszkodzonego mięśnia.

__________________________

Autor: Tomasz Domoradzki