Mechaniczny/ssaczy cel rapamycyny 1 (mTORC1) jest jednym z najważniejszych czynników regulujących poziom syntezy białek mięśniowych. Kinaza ta okazała się kluczowym czynnikiem w regulacji syntezy białek mięśni szkieletowych.

Samo białko jest regulowane przez kilka sygnałów wejściowych (bezpośrednio działających), takich jak: czynniki wzrostu, stan energetyczny organizmu, aminokwasy oraz bodźce mechaniczne (trening).

MTOR stanowi centrum katalityczne dwóch kompleksów sygnalizacyjnych mTORC1 i mTORC2, z których pierwszy jest zaangażowany głównie w regulację syntezy białek mięśniowych. Aktywacja kompleksu prowadzi do fosforylacji jego dwóch ważnych zestawów substratów, które biorą udział w translacji mRNA do białka. I co dalej? Rośniemy! Jak polepszyć zatem ten proces?

  • Kwas ursolowy a mięśnie

  • Kreatyna a mięśnie

  • Stymulacja ścieżki mTOR

Kwas ursolowy a mięśnie

W 2011 roku Kunkel i jego współpracownicy, przeprowadzili skrupulatne badanie w celu zidentyfikowania związku, który może pomóc w walce z atrofią i katabolizmem mięśni szkieletowych. Autorzy przeprowadzili badania przesiewowe pod kątem zmian w ekspresji mRNA w mięśniach szkieletowych zarówno człowieka, jak i gryzoni podczas postu i uszkodzenia rdzenia kręgowego (odnerwienie mięśni prowadzi do ich obumierania).

Zarówno głodowanie, jak i uszkodzenie rdzenia kręgowego, wiążą się z dramatyczną atrofią mięśni, a efekt ten jest spowodowany zmianami w ekspresji genów mięśni szkieletowych. Dlatego autorzy postawili hipotezę, że związki farmakologiczne o odwrotnym wpływie na ekspresję genów mogą hamować zanik mięśni.

Przeszukując mapę zależności, zidentyfikowali kwas ursolowy jako potencjalny związek farmakologiczny, który może hamować atrofię mięśni szkieletowych. Po zidentyfikowaniu związku kontynuowali testowanie jego działania na myszach i odkryli, że zmniejsza on utratę mięśni i stymuluje ich wzrost. Co ciekawe, poziom mRNA dla insulinopodobnego czynnika wzrostu i był podwyższony w mięśniach szkieletowych myszy poddanych działaniu kwasu ursolowego. Ponadto zwiększyła się również fosforylacja kinazy Akt, odpowiedzialnej za metabolizm węglowodanów w mięśniach.

Późniejsze badania potwierdziły te odkrycia i wykazały, że kwas ursolowy stymuluje sygnalizację mTORC1 w mięśniach szkieletowych szczura. Świadczy o tym wzrost fosforylacji ważnych pod względem rozwoju mięśni kinaz białkowych po ćwiczeniach oporowych. Niedawne badanie kliniczne wykazało również poprawę składu ciała i siły u szesnastu koreańskich mężczyzn z ponad 3-letnim doświadczeniem na sali treningowej, którym podawano kwas ursolowy w porównaniu z grupą placebo.

Kreatyna a mięśnie

Niektóre dowody sugerują, że popularna, ergogeniczna kreatyna może również stymulować sygnalizację mTORC1. W badaniu uczestnicy otrzymywali placebo lub kreatynę przez 5 dni. Następnie pobrano biopsję mięśni w czasie spoczynku, bezpośrednio po wysiłku, 24 i 72 godziny później. Określono fosforylację kinazy Akt w miejscu seryny 473 i treoniny 308, a także fosforylację 4E-BP1 i S6K1.

Co zaskakujące, suplementacja kreatyną zmniejszyła fosforylację Akt w treoninie 308 podczas spoczynku, gdy nie zaobserwowano takiego wpływu natychmiast, 24 i 72 godziny po ćwiczeniach. Fosforylacja Akt w serynie 473 była niezmieniona we wszystkich punktach czasowych. Podobne wyniki uzyskano dla fosforylacji 4E-BP1 i S6K1: fosforylacja 4E-BP1 wykazała spadek 24 godziny po treningu, podczas gdy pozostała niezmieniona we wszystkich innych punktach czasowych, a fosforylacja S6K1 pozostała taka sama we wszystkich punktach czasowych.

Niemniej jednak ekspresja mRNA ciężkich łańcuchów miozyny typu IIA wykazała wzrost bezpośrednio po wysiłku, a ekspresja mRNA kodującego ciężkie łańcuchy miozyny typu 1 wykazała wzrost podczas odpoczynku po suplementacji kreatyną w porównaniu z grupą kontrolną. Warto zauważyć, że wzrost ekspresji mRNA kodującego IGF-I zaobserwowano również 24 godziny po treningu w grupie otrzymującej kreatynę.

Wyniki te sugerują, że kreatyna może aktywować mTORC1 poprzez zwiększenie aktywności IGF-I podczas spoczynku, ale nie wzmacnia dalej sygnalizacji mTORC1 w kolejnych godzinach po wysiłku. Co ciekawe, badanie kliniczne wykazało również, że suplementacja kreatyną wzmacnia wywołany wysiłkiem fizycznym spadek miostatyny w surowicy. Chociaż w tym badaniu nie zmierzono żadnych markerów szlaku mTORC1, może być tak, że spadek miostatyny w surowicy przyczynia się do zwiększenia poziomu fosforylacji Akt, a tym samym aktywności mTORC1.

Stymulacja ścieżki mTOR

Ścieżka sygnałowa mTORC1 jest molekularnym przełącznikiem pomiędzy stanami anabolizmu, a katabolizmu mięśniowego. Stymulacja tej ścieżki powoduje nasiloną syntezę białek mięśniowych prowadzącą do wzrostu masy tej tkanki. Istnieją substancję, które mogą wzmocnić sygnalizację mTORC1 u ludzi, pogłębiając przemiany zachodzące w ich ciałach, spowodowane treningiem siłowym. Warto rozważyć przetestowanie tych środków, aby sprawdzić, czy nie polepszą one wyników na sali treningowej.


_____________________

Autor: Tomasz Domoradzki