0,00 zł
Brak produktów w koszyku.
Najpopularniejsze artykuły
Insulinopodobny czynnik wzrostu I (IGF-I) jest peptydem, który odgrywa kluczową rolę podczas proliferacji, różnicowania i przetrwania komórek, sprawuje również inne specyficzne funkcje w tkankach. Powoduje on przerost mięśni szkieletowych poprzez stymulację syntezy białek wchodzących w skład mięśni, jednocześnie nie dopuszcza on do ich rozkładania. W tym procesie kluczową rolę odgrywa sygnalizacja dróg niższego rzędu, która nosi nazwę ścieżki ssaczego celu rapamycyny (mTOR, mammalian target of rapamycin) - kinazy S6 p70 – kDA (p70S6K) jak i również Forkhead box 01 (Fox01).
IGF-I powoduje hipertrofię miocytów głównie w mięśniach szkieletowych. W kulturach komórek C2C12, które stosowane są powszechnie jako modelowe miocyty in vitro, wywołuje on przerost miotub - wczesnych włókien mięśniowych. Myszy transgeniczne, które zostały pozbawione receptora IGF-I, wykazują ogólne zmniejszenie masy mięśniowej, a także liczby komórek mięśniowych. Dla kontrastu, gryzonie, które poprzez zastosowanie metod inżynierii genetycznej cechują się nadekspresją genu odpowiedzialnego za powstawanie IGF-I, charakteryzują się ponadprzeciętnym wzrostem mięśni szkieletowych. Informacje te wyraźnie wskazują iż, IGF-I to istotny regulator wzrostu miocytów.
Stwierdzono również lokalną ekspresję IGF-I podczas pracy mięśni towarzyszącej ćwiczeniom fizycznym. Sugeruje to udział tego czynnika w przeroście tej tkanki podczas wysiłku. Zauważono, że podczas aktywności fizycznej podwyższa się stężenie reaktywnych form tlenu (RFT) w tkance mięśniowej. Modulują one sygnalizacje wielu różnych czynników wzrostu, przez regulację stanu redoks.
W badaniach stwierdzono, że RFT odgrywają znaczną rolę w sygnalizacji IGF-I przez co biorą udział w hipertrofii miocytów. Okazuje się, że insulinopodobny czynnik wzrostu I zwiększa produkcję RFT w miocytach C2C12. Komórki, które zostały potraktowane H2O2, donorem reaktywnych form tlenu, wykazywały wyższy stopień fosforylacji receptora IGF-I (IGF-IR) za sprawą insulinopodobnego czynnika wzrostu I.
Natomiast mioblasty poddawane działaniu antyoksydantów wykazywały odmienną reakcję, czyli spadek ufosforylowania tego receptora przez co w dalszej kolejności szlak sygnalizacji Akt, mTOR-p70S6K był hamowany (Anastasia-Evi Handayaningsih i wsp. 2011). Działanie antyoksydantów zmniejszyło fosforylację czynnika Forkhead box 01 z jednoczesnym uruchomieniem ekspresji genów atroginy I i Murf (muscle RING finger I), które są aktywowane podczas zaniku mięśni. Działanie antyoksydantów osłabiło również fosforylację IGF-IR przez inaktywację enzymu oksydazy fosforanu dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego 4 (Nox 4 ), który bierze udział w powstawaniu RFT. Fakt ten wskazuje na jego udział w regulacji sygnalizacji IGF-I.
Kolejnym kluczowym czynnikiem w prawidłowym funkcjonowaniu opisywanego szlaku sygnałowego jest białko – kinaza serynowo-treoninowa (Akt) . Jest ono niezbędne przy powstawaniu hipertrofii mięśni wywołanej IGF-I. Jego aktywacja indukuje rozrost miocytów in vivo. In vitro natomiast ekspresja jego zmutowanej wersji wywołuje zahamowanie przerostu komórek mięśniowych, który jest wywołany przez IGF-I. Dodatkowo w działaniu białka Akt pośredniczy ścieżka mTOR-p70S6K, poprzez zwiększenie syntezy peptydów.
W odwrotnej sytuacji, czyli podczas zaniku mięśni szkieletowych, który wywołany jest przez zwiększenie degradacji białek, zachodzi ekspresja peptydów takich jak: atrogina I i MuRFI oraz specyficznej dla mięśni ligazy ubikwitynowej E3. W tej sytuacji istotną rolę podczas zanikaniu miocytów i regulacji ekspresji wcześniej wymienionych czynników odgrywa Fox01. Za przykład mogą posłużyć tutaj transgenicznie zmienione myszy, które wykazują ekspresję Fox01. Cechują się one mniejszą masą mięśni w porównaniu z niezmienionymi osobnikami z miotu.
Aktywacja Akt oraz traktowanie miocytów IGF-I promuje transport czynnika Fox01 z jądra komórek mięśniowych do ich cytoplazmy. Przez co zachodzi osłabienie rozpoczynania transkrypcji atroginy I i MuRFI. IGF-I za pośrednictwem szlaku mTOR i uaktywnienie białka Akt wykazuje negatywne działanie na ekspresję atroginy I i MuRF I, niezależnie od szlaku Fox01. Sytuacja ta jest wystarczająca do zahamowania degradacji białek w organizmie mysim, przez co gryzonie z zatrzymanym szlakiem Fox01 wykazują przerost mięśni szkieletowych.
Z raportu Fukuoka et al. (2010) można wywnioskować, iż reaktywne formy tlenu zatrzymują insulinozależne wchłanianie glukozy przez adipocyty. Sugeruje to ważną rolę odgrywaną przez RFT w działaniu insulinopodobnego czynnika wzrostu I zależnie od tkanki. Poprzez zahamowanie wychwytu glukozy nie jest możliwa akumulacja materiału zapasowego przez adipocyty w białej tkance tłuszczowej. Wiąże się to z uwalnianiem trójglicerydów i finalnie zmniejszenie procentowego udziału tej tkanki w organizmie.
Z badań dotyczących roli reaktywnych form tlenu w sygnalizacji i działaniu IGF-I na miocyty wynika, że regulują one aktywację receptora swoistego dla insulinopodobnego czynnika wzrostu (IGF-IR) zależną od IGF-I. Aby tego dowieść, na początku potrzebna była identyfikacja drogi wewnątrzkomórkowego generowania RFT w odpowiedzi na IGF-I. W tym celu inkubowano miocyty C2C12 w obecności barwnika, który jest czuły na reaktywne formy tlenu.
Z tego doświadczenia wynika, że IGF-I znacznie zwiększa produkcję tych form tlenu w komórkach mięśniowych. Receptory IGF-IR i receptor insuliny (IR) wykazują bardzo podobne funkcje i budowę, lecz różni je fakt iż, IGF-I wiąże się z IR z około 100-krotnie mniejszym powinowactwem niż z IGF-IR. Aby to zauważyć przeprowadzono badanie stanu fosforylacji obu tych receptorów przez potraktowanie komórek insulinopodobnym czynnikiem wzrostu I. Wykazano że IR nieznacznie tylko był fosforylowany przez IGF-I. Wynika z tego fakt iż, w miocytach głównie aktywowane są swoiste receptory dla tego czynnika. Wiadomo też, że kiedy IGF-IR wiąże się z ligandem ulega autofosforylacji która wywołuje szereg czynności które w konsekwencji wywołują aktywację sygnałów niższego rzędu. Udowodniono również, że zmiany w poziomach RFT wpływają na fosforylację tyrozyny w receptorze IGF-I. Reaktywne formy tlenu znacznie zwiększają częstotliwość tego procesu, natomiast antyoksydanty mają odwrotne działanie. Wniosek idący z tych faktów wskazuje, że RFT pośredniczą w aktywacji sygnalizacji IGF-I w miocytach C2C12.
Przeprowadzono również szereg badań nad tym czy RFT mają wpływ na hipertrofię mięśni którą wywołuje IGF-I. Kiedy komórki mięśniowe zostały potraktowane antyoksydantami ich przerost w odpowiedzi na IGF-I był w znacznym stopniu zahamowany, wskazując iż RFT są niezbędne do wystąpienia hipertrofii w odpowiedzi na insulinopodobny czynnik wzrostu I. Badacze przeprowadzili również szereg czynności wyjaśniających źródła RFT w komórkach. W swoich dochodzeniach zanotowali iż inhibitor oksydazy NADPH powoduje znaczny spadek fosforylacji tyrozyny w receptorach IGF-I. Oznaczało to iż oksydaza NADPH bierze udział w regulacji szlaku insulinopodobnego czynnika wzrostu I. Sprawdzono później który członek tej rodziny ulega najczęściej ekspresji w miocytach. Badania wskazały że jest to Nox4. Zahamowanie działania tego enzymu w komórkach mięśniowych skutkuje około 40% spadkiem poziomu białek oraz znaczne osłabienie stopnia fosforylacji receptorów IGF-I. Przerost mięśni spowodowany wysiłkiem fizycznym może być wynikiem wzrostu wrażliwości mięśni na IGF-I wzmocnionym przez RFT (Anastasia-Evi Handayaningsih i wsp. 2011).
Potrzebujesz fachowej porady lub informacji na temat Twojego zamówienia?
