Reklama:
Big Boy Slaný karamel & Mr. Perníček 1+1!
Dva populární arašídové krémy za extra výhodnou cenu! Koupíte zde.

Myokiny - hormony svalové tkáně

2.396 zhlédnutí
Ronnie.cz > Kulturistika a fitness > Trénink

Myokiny jsou na poli vědy poměrně mladý termín, který představil v roce 2003 švédský vědec Bengt Saltin jako "myokine". Myokiny jsou peptidové molekuly patřící mezi tzv. cytokiny. Cytokiny mají v lidském organismu mnoho důležitých a nezastupitelných funkcí, mezi které patří například obranyschopnost, regulace imunitního systému, dělení buněk, buněčná regulace růstu a mnoho dalších. Myokiny jsou syntetizovány během svalových kontrakcí ve svalových buňkách v tzv. myocytech. Složitými mechanismy se následně podílejí na regulaci metabolismu, a to nejen svalového, ale i metabolismu jiných orgánů, včetně mozku a tukové tkáně. Hypotéza, že kosterní sval produkuje sekretované faktory (myokiny) během cvičení, byla navržena v době, kdy bylo pozorováno, že svalová kontrakce vyvolává fyziologické a metabolické adaptace v jiných orgánech, které nejsou zprostředkovány nervovým systémem. Na obecné úrovni probíhá regulace tkáňového metabolismu cestou autokrinní, kdy buňka ovlivňuje sama sebe, parakrinní, kdy buňka ovlivňuje sousedící buňky a endokrinní, kdy buňka ovlivňuje jiné buňky na dlouhé vzdálenosti.

Důležitým faktorem k produkci myokinů je pravidelná fyzická aktivita - cvičení. Cvičení stimuluje svalovou kontrakci, čímž dochází k uvolnění myokinů a následné regulaci energetické homeostázy na orgánové úrovni. Nyní je již dobře známo, že kosterní sval je prostřednictvím sekrece myokinů schopen komunikovat s několika klíčovými metabolickými orgány zapojenými do kontroly energetického metabolismu. Myokiny jsou tak schopny regulovat mobilizaci lipidů z tukové tkáně, produkci endogenní glukózy v játrech, sekreci inzulínu β-buňkami slinivky břišní nebo aktivovat termogenezi v hnědé tukové tkáni. Výzkumy za několik posledních let potvrzují nejen vliv kosterních svalů na ostatní tkáně prostřednictvím myokinů, ale i přímý vliv kostní tkáně na metabolismus svalu (prostřednictvím tzv. osteokinů) a vliv tukové tkáně na metabolismus svalu (prostřednictvím adipokinů).

Základní charakteristika myokinů

Řadu let je známo, že pravidelná fyzická aktivita (cvičení) pozitivně stimuluje svalovou oxidační kapacitu a oxidaci lipidů. Zvýšení oxidace lipidů během cvičení je doprovázeno zvýšením počtu mitochondrií a aktivity mitochondriálních enzymů. Několik studií také prokázalo zvýšení mitochondriální hustoty a expresi komplexů mitochondriálních respiračních řetězců. Pravidelné cvičení vede ke zvýšení oxidační schopnosti svalů, k větší citlivosti na inzulin, ke zvýšení vytrvalosti či ke svalové hypertrofii. Cvičení vede obecně ke snížení výskytu kardiovaskulárních či metabolických poruch a ke snížení chronických onemocnění.

Jak již bylo řečeno, myokiny jsou syntetizovány ve svalových buňkách jako odpověď na svalovou kontrakci. Celkový počet objevených myokinů je k dnešním dnům mnoho desítek. Obecně se podílejí na zvětšování svalové hmoty, na regulaci svalové hypertrofie, na zvýšení oxidace mastných kyselin nebo na reparačních procesech v rámci regenerace svalů po cvičení. V další části si představíme malý výčet nejdůležitějších myokinů, jejich základní charakteristiku a obecné účinky každého z nich.

Myostatin - růstový diferenciační faktor (growth differentiation factor 8, GDF-8), patří do superrodiny transformujících růstových faktorů beta (transforming growth factor beta,TGF-β). Byl prvním objeveným myokinem, a to v roce 1997. Je hojně exprimován v kosterních svalech, v menší míře také v srdečním svalu a tukové tkáni. Působí autokrinně a inhibuje (blokuje) syntézu svalových proteinů potlačením mTOR signálních drah. Myostatin dále blokuje růst svalové tkáně, tedy svalovou hypertrofii. Myostatin tak udává naši přirozenou fyziologickou hranici pro růst svalů.

Irisin - prekurzorem irisinu je fibronektin typu III protein obsahující doménu 5 (fibronectin type III domain-containing protein 5, FNDC5). Irisin byl objeven v roce 2002. Má přímý pozitivní vliv na svalovou hypertrofii (zvýšením syntézy svalových proteinů) vyvolanou cvičením. Irisin působí také na lipolýzu v tukové tkáni a na zvýšenou termogenezi hnědé tukové tkáně.

Interleukin 6 (IL-6) - byl objeven v roce 2000 a patří mezi nejstudovanější myokiny. Je silně produkován při svalové práci a krátce po ní. IL-6 působí během cvičení jako "senzor energie" v kosterním svalu, což podporuje zvýšení produkce glukózy v játrech a zvýšené vychytávání glukózy ve svalových buňkách. Kosterní svalstvo komunikuje prostřednictvím IL-6 s centrálními i periferními orgány (slinivka břišní, játra).

Mozkový neurotrofický faktor - také abreneurin (brain-derived neurotrophic factor, BDNF), je členem neurotrofinové rodiny růstových faktorů. Poprvé byl objeven v roce 1982 v mozku prasete. BDNF se podílí na mnoha pochodech, jako je buněčná morfologie, diferenciace a přežití specifických buněčných populací. Dále má vliv na tvorbu synaptické plasticity a je důležitý při regeneraci poškozené svalové tkáně po cvičení.

Interleukin 15 (IL-15) - byl objeven v roce 1997 jako růstový faktor T-buněk. Podílí se na absorpci glukózy ve svalových buňkách. Dále se podílí na spotřebě tuků (oxidaci) během svalové práce.

Myonektin (CTRP15) - byl objeven v roce 2012. Jedná se tedy o mladý myokin, jehož funkce musí být ještě detailně prozkoumány. Myonektin se uvolňuje při svalové kontrakci do krve, kde působí podobně jako inzulin - podporuje absorpci mastných kyselin do buněk zvýšenou expresí transportních genů mastných kyselin (CD36, FATP1 a další). Myonektin hraje pravděpodobně důležitou roli při zvětšování svalové hmoty zvýšením syntézy proteinů a inhibicí (blokací) degradace proteinů. V játrech podporuje glukoneogenezi, tedy novotvorbu glukózy z necukerných prekurzorů, kterými jsou glukogenní aminokyseliny, glycerol či laktát.

Dekorin - jedná se o proteoglykan patřící do malé na leucin bohaté proteoglykanové rodiny (SLRP). Mezi myokiny byl zařazen teprve v roce 2014. Během svalové kontrakce se vylučuje do kosterních svalů a hraje důležitou roli v jejich růstu (autokrinní regulace). Mechanismus účinku dekorinu je přímá vazba a deaktivace myostatinu (GDF-8), který je silným inhibitorem růstu svalů (viz výše).

Fibroplastový růstový faktor 21 (fibroblast growth factor, FGF21) - jedná se protein s rozsáhlými fyziologickými funkcemi, které zahrnují velmi složité buněčné pochody a regulace. FGF21 se podílí na procesech, jako je embryonální vývoj, morfogeneze, růst buněk, oprava tkání a mnohé další. Tento protein se řadí také mezi hepatokiny. Jde tedy o hormon vylučovaný játry, který reguluje příjem jednoduchých cukrů a preferenci sladkých jídel v jídelníčku. To se děje přes signalizaci FGF21 receptorů v hypotalamu. Určité polymorfismy v genu FGF21 jsou spojovány s chutí na sladká jídla a nutností velkého příjmu cukrů. FGF21 stimuluje absorpci glukózy v tukové tkáni, čímž se snižuje hladina glykémie v krvi.

Osteonektin (SPARC) - myokin, který se pravděpodobně podílí na opravě a regeneraci poškozeného svalu po cvičení. Dále se podílí na mineralizaci kostí a na tvorbě minerálních krystalů.

Stručný přehled nejdůležitějších myokinů a jejich působení

Myostatin (růstový diferenciační faktor, GDF-8):

  • blokuje syntézu svalových proteinů
  • blokuje růst svalové tkáně (hypertrofie)
  • podporuje svalovou atrofii

Irisin:

  • má pozitivní vliv na svalovou hypertrofii
  • zvyšuje oxidaci mastných kyselin

Interleukin (IL-6):

  • absorbuje glukózu do buněk
  • podporuje svalovou atrofii
  • zvyšuje oxidaci mastných kyselin

Mozkový neurotrofický faktor (BDNF):

  • regeneruje poškozené tkáně
  • podílí se na synaptické plasticitě
  • zvyšuje oxidaci mastných kyselin

Interleukin 15 (IL-15):

  • absorbuje glukózu do svalových buněk
  • zvyšuje metabolismus tuků
  • podporuje svalovou atrofii
  • podílí se na myoblastické diferenciaci

Osteonektin (SPARC):

  • oprava a regenerace svalové tkáně
  • mineralizace kostí

Fibroplastový růstový faktor 21 (FGF21):

  • embryonální vývoj, růst buněk, oprava tkání
  • mitochondriální biogeneze
  • podporuje růst svalové tkáně

Dekorin:

  • podporuje růst svalové tkáně
  • přímá blokace myostatinu (GDF-8)

Myonektin (CTRP15):

  • mitochondriální biogeneze
  • absorbuje mastné kyselin do buněk
  • syntéza svalových proteinů a blokace jejich degradace

Působení myokinů na jiné tkáně a orgány

Bílá a hnědá tuková tkáň

Mezi myokiny, které působí na tukovou tkáň, patří interleukin 6 (IL-6), fibroplastový růstový faktor 21 (FGF21), irisin a myonektin (CTRP15). Hladiny cirkulujícího IL-6 se výrazně zvyšují v reakci na akutní cvičení, a to až 100násobně nad klidovou hodnotu. Zvýšení je pravděpodobně nezávislé na poškození svalových vláken, ale úzce souvisí jak s intenzitou cvičení a délkou samotného cvičení, tak s množstvím svalové hmoty, která podstupuje mechanické zatížení. Několik studií prokázalo zvýšení exprese a sekrece IL-6 v kosterním svalu zejména ve chvíli, kdy jsou vyčerpány zásoby svalového glykogenu. To vedlo k názoru, že IL-6 vylučován kosterním svalem působí jako "metabolický senzor". IL-6 tak může stimulovat lipolýzu v tukových buňkách (adipocytech) a mobilizovat tukové zásoby jako náhradu za vyčerpanou glukózu z glykogenových zásob. Nedávné studie prokázaly, že IL-6 je nezbytný ke snížení celkové hmotnosti viscerální tukové tkáně, a to v reakci na délku a intenzitu cvičení.

Fibroblastový růstový faktor 21 (FGF21) je nový člen rodiny fibroblastových růstových faktorů (FGF), který byl objeven na počátku roku 2000. Cirkulující hladiny FGF21 se zvyšují v reakci na dvoutýdenní vytrvalostní tréninkový program. FGF21 vykazuje stimulační účinky na transport glukózy v tukové tkáni a stimuluje lipolýzu a termogenezi hnědé tukové tkáně. Bylo také prokázáno, že FGF21 reguluje expresi PGC-1α. Jde o koaktivátor, který reguluje geny podílející se na energetickém metabolismu. FGF21 tedy podporuje termogenní účinky a zhnědnutí bílé tukové tkáně. V neposlední řadě zlepšuje citlivosti na inzulín v reakci na pravidelné cvičení.

Několik studií potvrzuje, že se plazmatická hladina irisinu zvyšuje v reakci na 10týdenní vytrvalostní tréninkový program. Další longitudinální studie rovněž potvrzují nárůst hladiny cirkulujícího irisinu v reakci na vytrvalostní trénink. Irisin stimuluje termogenezi a lipolýzu v tukové tkáni, reguluje energetickou rovnováhu a zlepšuje citlivost na inzulin.

Nejméně prostudovaným myokinem, co se do působení na tukovou tkáň týče, je myonektin (CTRP15). Plazmatická hladina myonektinu se zvyšuje v reakci na 8týdenní aerobní cvičební program. Bylo prokázáno, že myonektin na tukovou tkáň cílí, nicméně jeho metabolická role v reakci na svalovou kontrakci nebyla dosud jasně prozkoumána.

Kostní tkáň

Existuje několik myokinů, které mají prokazatelné anabolické účinky na kostní tkáň. Mezi takové myokiny patří například inzulinu podobný růstový faktor 1 (IGF-1, také somatomedin C), fibroplastový růstový faktor 2 (FGF2) a 21 (FGF21) a irisin. IGF-1 je syntetizován převážně játry, kde je jeho vznik regulován růstovým hormonem. Nicméně byl pozorován jeho vznik i ve svalové tkáni, a to krátce po cvičení. Mezi jeho obecné účinky patří stimulační vliv na růst chrupavek, na proliferaci a diferenciaci myoblastů nebo na hematopoézu (krvetvorbu). Zmíněné myokiny mají bez ohledu na různorodý způsob účinku vliv na zvýšenou proliferaci kostních buněk a na zrychlenou kostní tvorbu.

Slinivka břišní

Jediný myokin, kterému je připisováno přímé ovlivnění slinivky břišní (pankreatu), je irisin (FNDC5). Podle studie z roku 2017 se irisin chová jako tzv. pankreatický sekretagog β-buněk. Je tedy zodpovědný za vylučování hormonu inzulínu z β-buněk slinivky. Je zajímavé, že irisin nejen ovlivňuje vylučování inzulinu, ale zlepšuje i jeho biosyntézu a zvyšuje celkovou citlivost slinivky břišní na glukózu.

Játra

Za regulaci jater je zodpovědný interleukin 6 (IL-6) a myonektin (CTRP15). IL-6 má schopnost zvyšovat produkci glukózy v játrech jako odpověď na intenzivní trénink. Myonektin zvyšuje absorpci mastných kyselin v játrech prostřednictvím transportních genů mastných kyselin (FAT, CD36 a další).

Závěr

Přestože výzkumy ohledně myokinů netrvají dlouhou dobu a mnohé fyziologické pochody nejsou ještě zdaleka pochopeny, vliv svalových myokinů na fungování lidského organismu je zjevný. Studie jasně dokazují vztah mezi příznivým účinkem myokinů a pravidelným několikatýdenním cvičením, které opakovaně stimuluje svalové kontrakce, čímž podněcuje svalové buňky k tvorbě a sekreci výše zmíněných myokinů, které příznivě ovlivňují a složitými mechanismy regulují jiné tkáně a orgány lidského těla. Mají vliv na energetický metabolismus, zasahují do metabolismu glukózy i tuků, zvyšují citlivost na inzulín, podporují termogenezi hnědé tukové tkáně, regulují proliferaci kostní tkáně a v neposlední řadě mají významný vliv na tkáň svalovou - regulují myogenezi a svalovou hypertrofii, zvyšují efektivitu oxidace tuků a celkově energetického metabolismu (mitochondriální biogeneze).

V posledních letech je také studován fenomén crosstalk, tedy přímá komunikace mezi buňkami odlišných tkání prostřednictvím rozsáhlé palety různých druhů cytokinů (myokinů, osteokinů, adipokinů). Myokiny jsou také intenzivně studovány v rámci terapeutických přístupů v mnoha patologických stavech, jako je inzulinová rezistence, diabetes mellitus II, sarkopenie či stavy doprovázené svalovou atrofií.


Použité zdroje:
1. Lee, J. H., & Jun, H. S. (2019). Role of Myokines in Regulating Skeletal Muscle Mass and Function. Frontiers in physiology, 10, 42. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00042
2. Kirk, B., Feehan, J., Lombardi, G. et al. (2020). Muscle, Bone, and Fat Crosstalk: the Biological Role of Myokines, Osteokines, and Adipokines. Curr Osteoporos Rep. https://doi.org/10.1007/s11914-020-00599-y 3. Guo, B., Zhang, Z., Liang, C. et al. (2017). Molecular Communication from Skeletal Muscle to Bone: A Review for Muscle-Derived Myokines Regulating Bone Metabolism. Calcif Tissue Int 100, 184-192. https://doi.org/10.1007/s00223-016-0209-4
4. Laurens, C., Bergouignan, A., & Moro, C. (2020). Exercise-Released Myokines in the Control of Energy Metabolism. Frontiers in physiology, 11, 91. https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00091
5. Leal LG, Lopes MA and Batista ML Jr (2018). Physical Exercise-Induced Myokines and Muscle-Adipose Tissue Crosstalk: A Review of Current Knowledge and the Implications for Health and Metabolic Diseases. Front. Physiol. 9:1307. doi: 10.3389/fphys.2018.01307
6. Seldin, M. M., Peterson, J. M., Byerly, M. S., Wei, Z., and Wong, G. W. (2012). Myonectin (CTRP15), a novel myokine that links skeletal muscle to systemic lipid homeostasis. J. Biol. Chem. 287, 11968-11980. doi: 10.1074/jbc.M111.336834
7. Roca-Rivada, A., Castelao, C., Senin, L. L., Landrove, M. O., Baltar, J., Belen Crujeiras, A., et al. (2013). FNDC5/irisin is not only a myokine but also an adipokine. PLoS ONE 8:e60563. doi: 10.1371/journal.pone.0060563
8. Lee JH and Jun H-S (2019) Role of Myokines in Regulating Skeletal Muscle Mass and Function. Front. Physiol. 10:42. doi: 10.3389/fphys.2019.00042
9. El Shafey, N., Guesnon, M., Simon, F., Deprez, E., Cosette, J., Stockholm, D., et al. (2016). Inhibition of the myostatin/Smad signaling pathway by short decorin-derived peptides. Exp. Cell Res. 341, 187-195. doi: 10.1016/j.yexcr.2016.01.019
10. Kaji H. (2016). Effects of myokines on bone. BoneKEy reports, 5, 826. https://doi.org/10.1038/bonekey.2016.48
11. Eckel, J. Myokines in metabolic homeostasis and diabetes. Diabetologia 62, 1523-1528 (2019). https://doi.org/10.1007/s00125-019-4927-9
12. Huh, J. The role of exercise-induced myokines in regulating metabolism. Arch. Pharm. Res. 41, 14-29 (2018). https://doi.org/10.1007/s12272-017-0994-y
13. Cornish, S.M., Bugera, E.M., Duhamel, T.A. et al. A focused review of myokines as a potential contributor to muscle hypertrophy from resistance-based exercise. Eur J Appl Physiol 120, 941-959 (2020). https://doi.org/10.1007/s00421-020-04337-1


Líbil se Vám článek?
Sdílejte ho na Facebook. Děkujeme.

Související články:

Diskuse k článku:
Reklama:
Uživatelské jméno:
Heslo:
Text:
...
Upozornit na novou odpověď e-mailem.
Před napsáním příspěvku nepřehlédněte pravidla diskusí. Děkujeme za jejich dodržování.

Zobrazit všechny příspěvky







Jméno: pamatovat
Heslo:
NOVÉ INZERÁTYbazar Přenechám fitness centrum v Unho...
Přenechám ze zdravotních důvodů nově zrekonstruované plně vybavené fitness centrum v Unhošťi u Kl...
práce Řidič & skladník v Ronnie.cz
Sportovní obchod Ronnie.cz hledá nové kolegy(ně) na pozice řidič & skladník. Větší díl práce tvoří rozvážení zboží do fitness center a obchodů (pick-up, dodávka), menší díl práce je pak ve skladu (Praha 10 - Vršovice) při naskladňování nebo vyskladňování zboží, kompletaci velko- i maloobchodních zásilek apod.
práce Nabídka práce osobni trenérka / trené...
Nový prémiový Fitclub Santinka v Praze 6 hledá do týmu osobní trenérku nebo trenéra. Máte znalost...
seznamka sebeobrana
hledám spolucvičence na cvičení sebeobrany. Kohokoliv - muž, žena, fit nebo bez kondice. Základy....
bazar 17ks Star Trac Spinner NXT
Nabízíme k prodeji 17ks spinningových kol Star Trac NXT. Stav je dobrý, ale některé díly jsou op...



Erasport, s. r. o. • Svahová 1537/2, 101 00 Praha 10 - Vršovice • IČ: 29052131, DIČ: CZ29052131 • Kontaktní údajeZásady ochrany osobních údajů
Copyright © 2010-2022 Erasport, s. r. o. • Copyright © 2001-2022 Ronnie.cz • Ronnie.cz je registrovaná ochranná známka. • Historie změn
Publikování nebo další šíření obsahu serveru Ronnie.cz je bez písemného souhlasu společnosti Erasport, s. r. o. zakázáno.
Vyhledávání:
RSS     Internetový magazín  ::   Sportovní obchod  ::   Fitness TV  ::   Lidé  ::   Diskusní fórum  ::   Fitness akademie