физиология

Скелетна мускулна тъкан: само биомеханичен двигател или дори важен ендокринен орган?

От д-р Cesare Squillace, д-р

Сега е широко прието от цялата научна общност, че редовните физически упражнения определят физиологичната защита на много от причините за смъртност и контраст на възпалителни явления като атеросклероза и инсулинова резистентност. Извършването на редовно упражнение позволява на скелетните мускули не само да се свиват, но и да секретират и изливат в кръвния поток противовъзпалителен цитокин: IL-6 (интерлевкин 6). Научните доказателства показват, че той стимулира производството и освобождаването на други циркулиращи цитокини като IL-1ra (интелеукин-1 рецепторен антагонист) и IL-10 (интерлевкин 10); освен това, той инхибира производството на про-възпалителни интерлевкини като TNF-a (тумор некрозисфактор-алфа). IL-6 улеснява липидния оборот, стимулира липолизата, както и бета-окислението.

Съществуват многобройни изследвания, които подчертават, че редовната физическа активност предизвиква потискане на TNF-α, като осигурява защита срещу инсулиновата резистентност, генерирана от същия цитокин. Неотдавна IL-6 е дефиниран като първият " миохин ", произведен и освободен от отделните скелетни мускулни влакна след тяхното свиване, упражняващ своите ефекти и върху други органи на тялото.

Знаем, че скелетният мускул е най-големият орган в човешкото тяло; откритието, че простата мускулна контракция се превръща не само в биомеханичен отговор, но и в производството на противовъзпалителни цитокини, се отваря към нови парадигми: скелетният мускул е ендокринен орган, който чрез свиване стимулира производството и освобождаването на цитокини, които могат да повлияят метаболизма и да променят тяхното производство в тъканите и органите (Фигура 1).

Фигура 1 Скелетната мускулна тъкан трябва да се счита за важен ендокринен орган, който експресира и освобождава цитокини (наричани още миохини) в кръвния поток и потенциално влияят на метаболизма и възпалителния статус в тъканите и органите (от Pedersen BK, 2006).

По време на сепсисните условия и в експерименталните модели, цитокиновата каскада включва TNF-a, IL-1ß, IL-6, IL-ra, sTNF-R и IL-10. Първите два цитокина са TNF-a и IL-1ß, произведени локално. Тези цитокини са класически признати като про-възпалителни. Същите стимулират производството на IL-6, което е класифицирано както с про, така и с противовъзпалително действие. Произведените по време на тренировка цитокини се различават от тези, присъстващи след инфекции. Фактът, че класическите про-възпалителни цитокини, TNF-a и IL-1ß, като цяло не се увеличават с упражнения, показва, че цитокиновата каскада, индуцирана от упражненията, се различава от тази, предизвикана от обща инфекция.

Първият цитокин, освободен в циркулационния поток по време на тренировка, е IL-6. Циркулиращите нива на същото нарастват експоненциално (100 пъти повече) в отговор на упражненията и намаляват в периода след упражняване (Фигура 2).

Фиг. 2 По време на хронично възпалително състояние, причинено от системна инфекция (sx), цитокиновата каскада в първите часове е представена от TNF-a, IL-6, IL-1ra, sTNF-R и IL-10., Цитокините в отговор на упражняване (dx) не включват TNF-a, но показват значително увеличение на IL-6, което е последвано от IL-ra, sTNF-R и IL-10. Не се повишават нивата на С-реактивния протеин (PCR) (от Pedersen BK, 2006).

Обобщавайки, можем да кажем, че извършването на редовни физически упражнения генерира противовъзпалителен отговор, който възниква чрез производството на важен цитокин като IL-6. Той действа върху различни тъкани и в същото време стимулира производството на IL-ra и IL-10, инхибирайки про-възпалителния цитокин TNF-α. Затова скелетната мускулатура, чрез проста мускулна контракция, произвежда и освобождава "миохини", които медиират благоприятните ефекти на физическите упражнения и играят основна роля, защитавайки и противодействащи на състоянието на хронично възпаление, подобно на това при сърдечно-съдови заболявания и при диабет тип 2.

библиография

Brandt C, Pedersen BK., 2010, Ролята на индуцираните от упражнения миокини в мускулната хомеостаза и защитата срещу хронични заболявания, J Biomed Biotechnol.

Хелмарк IC, Mikkelsen UR, Børglum J, Rothe A, Petersen MC, Andersen O, Langberg H, Kjaer M., 2010 , Упражнението увеличава нивата на интерлевкин-10 както интраардикуларно, така и пери-синовиално при пациенти с остеоартрит на коляното: артромизирано контролирано проучване, Arthritis Res Ther.

Pedersen BK, февруари М., 2005 , Мускулно-произведен интерлевкин-6 - възможна връзка между скелетните мускули, мастната тъкан, черния дроб и мозъка, Brain Behav Immun.

Pedersen BK, 2006, Противовъзпалителният ефект на упражнението: неговата роля при диабета и контрола на сърдечносъдовите заболявания, есета Biochem.

Pedersen BK. 2009 , Болестта на физическата неактивност - и ролята на миокинезина - мускулна кръстосана реч ., J Physiol.

Pedersen BK., 2011, Упражнение-индуцирани миокини и тяхната роля при хронични заболявания .

Brain Behav Immun.