Скелетните мускули представляват 35-40% от телесната маса, като този процент при мъжете е 40-45%, а при жените – 28-35%. Доброто състояние на скелетната мускулатура е една от задачите на нашия живот. Добрата координация и мускулната сила могат да бъдат постигнати и с тренировки, което е желателно, тъй като при съкращаване мускулите секретират миокини, които поддържат в добро състояние редица структури на човешкото тяло. Миокините комуникират с редица тъкани и органи, включително и с главния мозък. В последните години се натрупа информация, че освен известната двигателна функция, скелетната мускулатура има и други жизнено важни значения за нашия организъм. Съществува афоризъм, че мускулите си отмъщават, когато ги игнорираме.
Скелетните мускули са силно васкуларизирани структури, които освен контрактилни способности имат и секреторни възможности. В действителност мускулите секретират не само аминокиселини /в случаите на повишени енергийни нужди, като те достигат черния дроб, където да се осъществи гликонеогенезата/, но секретират също така миокини / гр. mys– мускул и kinema – движение/, които се транспортират до редица тъкани и органи в човешкото тяло.
Концепцията за миокините бе въведана, за да се опишат предполагаемите цитокини, които се синтезират и секретират от мускулните влакна, като имат ендокринен ефект. Оттогава техният брой съществено нарасна, като класификацията им стана доста трудна. Не всички миокини се произвеждат само от мускулните влакна (клетки), като такива се секретират и от сателитните клетки, фибробластите, макрофагите, ендотелните клетки и други, които се намират в скелетните мускули.
Съвременната дефиниция на миокини е „цитокини или пептиди, които се секретират от мускулните клетки на скелетните мускули, които попадат в кръвообращението и осъществяват автокринна, паракринна и ендокринна сигнализация”. Някои миокини се секретират и от други структури на човешкото тяло, но все пак основният източник на миокини са напречнонабраздените скелетни мускулни клетки. Засега са описани повече от 3000 миокини, някои от които имат дълга еволюционна история, започваща от Drosophila melanogaster.
Миокините са едни от големия брой цитокини или други малки протеини и протеогликани, които се синтезират и секретират от мускулните клетки в отговор на тяхното съкращение. Те имат автокринен, паракринен и ендокринен ефект. Рецептори за миокините се намират в мускулите, костите, миокарда, мастната тъкан, панкреаса, черния дроб, имунокомпетентните клетки, невроните на мозъка. Това показва, че миокините имат множество функции. Те участват в регенерацията на тъканите, имуномоделирането, клетъчното сигнализиране, клетъчното ди-
ференциране и други.
През 2003 г. датската лекарка Бенте Педерсен и нейният екип от университета в Копенхаген използват термина миокин, като установяват връзката между физическите упражнения и имунната система посредством цитокиновите механизми. През 2008 г. бе идентифициран миокинът миостатин.
Миокините имат ролята на регулатори за формирането на мускулните типове влакна и поддържане на мускулната маса. Те имат ефект към енергийния метаболизъм, допринасят за патофизиологита на диабет тип 2 и други метаболитни болести. Миокините регулират метаболизма на глюкозата и липидите – например процеса на затлъстяване. Дисфункцията на секрецията на миокини, като апелин, декорин, сестерин, интерлевкин-15 и други, има роля в процеса на стареенето на организма, мускулната атрофия и хроничното възпаление. Миокините осъществяват връзката на скелетните мускули с мозъка, костите, сърцето, кръвоносните съдове, червата, черния дроб, бъбреците, мастната тъка, кожата и други.
Някои миокини като миостатинът осъществяват ефект върху самите мускули. LIF, IL-4, IL-6, IL-7, IL-15 и мускулинът участват в миогенезата и мускулната хи-
пертрофия, докато миостатинът я инхибира. Миостатините забавят стареенето на кожата. IL-6 въздейства върху черния дроб, като оптимизира обмяната в хепатоцитите и с това се повишава активността на имунната система. Миокините трансформират бялата мастна тъкан в кафява, а също така редуцират висцералната мастна тъкан. Ка-
фявата мастна тъкан използва енергия, вместо да я складира като бялата мастна тъкан. Това допринася за стройна фигура на индивида. Миокините въздействат върху кората на надбъбречните жлези, което има позитивно действие върху имунната система. Има данни, че миокините имат потискаща роля при развитието на деменцията и процесите на забравяне. Миокините вземат участие в поддържането структурата на костите и блокиране на остеопорозата, а при панкреаса потискат възпалителните процеси, въздействат върху островите на Лангерханс, като имат съществено значение за разграждането на въглехидратите и техния обмен. Други миокини като остеогенните фактори IGF-1, FGF-2 и FSTL-1 стимулират ендотелната функция на съдовата система, а също така и реваскуларизацията. Има данни, че миокините потискат туморния растеж в червата, простатата и гърдата.
Известно е, че след 30-годишна възраст започват промени в скелетните мускули – саркопения и денервация. Така на всеки 10 години след тази възраст скелетните мускули намаляват с 5%, като след 70-годишна възраст този процес се ускорява. Няма друга възрастова промяна в човешкото тяло като тази в скелетната мускулатура. Този процес в медицината не беше съществено разглеждан и може би в известна степен бе неглижиран. Едва през 2016 г. Световната здравна организация прие саркопенията като отделно заболяване, изразяващо се в намаляване размера на скелетните мускули и тяхното структурно преустройство. На мястото на загиналите мускулни влакна прораства мастна тъкан, намалява броят на кръвоносните съдове, има атрофия и загуба на невромускулните синапси. Част от загубата на тези синапси, съответно на мускулните клетки или влакна, се дължи на смъртта на мотоневроните в гръбначния мозък. Според едно виждане за напречнонабраздената скелетна мускулна тъкан „няма друга тъкан в човешкото тяло, която така бързо да изчезва, както нашата мускулатура“. Активността на скелетните мускули се контролира от трансмитера ацетилхолин, който има роля на сигнална молекула.
Физическите упражнения са един от начините, които предпазват от мускулна атрофия. Физическата активност би мог-
ла да се раздели на два основни типа: аеробна или за издръжливост, и аеробна или за сила. Първият тип използва предимно червените мускулни влакна, които са с повишена възможност за аеробен метаболизъм и по-добра възможност за резистиране на умората, в резултат на по-големия брой митохондрии и кръвоносни съдове. Вторият основен вид физическа активност води до хипертрофия на мускулните влакна или клетки, което се дължи на повишен синтез на контрактилни протеини, което води до повишаване на силата.
Установено е, че аеробните упражнения при хората водят до структурни промени в мозъка. Физическите упражнения активират модификацията на хистоните и протеиновия синтез, което повлиява позитивно на настроението и когнитивните възможности, подобрява апетита. Редовните физически упражнения се свързват с по-добрия сън, което вероятно се повлиява от мускулния миокин – секретом. Добре известно е, че рисковите фактори – заседнал живот и затлъстяване, са свързани с намаляване на мускулните съкращения, смутен енергиен метаболизъм и инсулинова резистентност.
От цялата събрана информация, пред нас стои въпросът трябва ли да спортуваме, за да запазим и подобрим структурата и функцията на нашия организъм. Според мен отговорът е абсолютно да. Доскоро се приемаше, че този, който иска да бъде в добра физическа форма, е достатъчно да прави джогинг, плуване, колоездене. Силовата тренировка се приемаше като нещо досадно или като необходимо зло, или бе отхвърляна. По-скоро тя не беше необходимост за запазване на здравето. Това положение бе оставено
за преосмисляне. През 2011 г.
британското министерство на здравеопазването препоръчва силовите тренировки задължително да влязат в схемите за профилактика срещу болестите в седмичните фитнес тренировки. Световната здравна организация препоръчва съответни силови тренировки за деца от 5- до 17-годишна възраст, а при по-възрастните – най-малко два пъти на седмица. В научното списание New scientist в началото на 2020 г. излезе статия „Тренировката – ново мислене“, в която се отбелязва, че из-
дръжливостта не е всичко, а новото са силовите тренировки. Установено е, че 80- до 90-годишни хора, в резултат на силови тренировки, са постигали мускулен растеж. Принципът е, че колкото повече се тренират мускулите, формирането на по-голяма мускулна маса води до повишена секреция на миокини.
Специалистите приемат, че три дни тренировка на седмица са достатъчни, като два дни да бъде за издръжливост, и един път – силова тренировка, а следващата седмица обратно – два дни силова тренировка и един ден – тренировка за издръжливост. Тренировките не трябва да водят до изтощение. Натоварването трябва да отговаря на нивото на физическото състояние.
Значението на редовната фи-
зическа активност за превенция и лечение на хронични дегенеративни болести е добре известно. Очевидно е, че регулярната физическа активност има съществено значение при терапията на прогресията на сърдечно-съдови заболявания, тумори, невродегенеративни болести, психиатрични болести, както и хронични белодробни болести. За превенция на неинфекциозните заболявания Световната здравна организация е разработила „Глобални препоръки на физическа активност за човешкото здраве“. Сегашните ни познания са значително повече от информацията за молекулните промени в съкращаващите се мускули, че се повишава окислителният им капацитет и се по-
вишават тяхната сила и издръжливост, за чието постигане бяха необходими десетилетия. В далечната 1961 г. например бе установено наличието на хуморални фактори, които се отделят в кръвта след физическо натоварване при кучета.
Има достатъчно данни, които демонстрират, че когнитивната функция може да бъде подобрена и запазена посредством редовни физически упражнения. Съществен фактор в този случай е BDNF (Brain Derived Nerve
Factor), който се отнася до си-
напсната пластичност, преживяването на невроните и диференцирането на мозъка. Многократно е установявано, че в резултат на активна физическа дейност се е повишавало нивото на този фактор. Физическата тренировка води до повишаване на иРНК за CTSB (catepsin B) в скелетните мускули, което също е свързано с когнитивната функция.
Редовната физическа активност се препоръчва за намаляване риска от развитието на различни тумори. Експериментални изследвания показват, че миокините, секретирани от скелетните мускули при физическото им натоварване, може да инхибират пролиферацията на раковите клетки. Това води до активация на лимфоцитите-убийци, които имат централна роля за намаляване на туморния растеж. Миокините IL-6 и IL-15 регулират матурацията и преразпределението на този вид лимфоцити.
Въз основа на сегашните ни познания за секреторната активност на скелетните мускули и комуникацията им с много структури на тялото, както и за връзките посредством миокините между самите скелетни мускули, сега се приема, че тази в основата си ендокринна сигнализация обяснява ефекта на физическата активност за целия организъм. Цялата секреторна активност на скелетните мускули все още не е изцяло разбрана. Миокините, метаболитите, липидите и РНК молекулите добавят големи възможности за комуникация между органите и системите в човешкото тяло. Добрите познания в тази област ще бъдат от съществено значение за лечението на някои заболявания.
Вие сте в: Начало // Всички публикации // Мускули и миокини
Мускули и миокини