Các gen liên quan đến tăng trưởng và tái tạo cơ bắp
Tăng trưởng và tái tạo mô cơ có thể đạt được bằng cách tăng biểu hiện của các gen có tác động kích thích, chẳng hạn như yếu tố tăng trưởng insulin tương tự (IGF-1), và bằng cách ức chế các gen thường đóng vai trò ức chế quá trình tăng trưởng, ví dụ myostatin.
Cơ bắp IGF-1 (mIGF-1) : Đồng dạng cơ bắp cụ thể của yếu tố tăng trưởng insulin tương tự (mIGF-1) đóng vai trò rất quan trọng trong việc tái tạo cơ bắp. Gen IGF-1 có nhiệm vụ sửa chữa cơ bắp, khi, trong quá trình tập luyện, nó trải qua chấn thương vi mô.
Myostatin : Myostatin là một protein được phát hiện vào năm 1997 trong các nghiên cứu về sự biệt hóa và tăng sinh tế bào. Để hiểu chức năng thực sự của nó là gì, những con chuột được ghép nối trong đó gen mã hóa myostatin bị ức chế.
Con cái đồng hợp tử (mang cả hai gen đột biến) có sự phát triển cơ bắp vượt trội so với chuột dị hợp tử (mang chỉ một gen đột biến) và gen bình thường. Kích thước cơ thể cao hơn 30%, cơ bắp xuất hiện phì đại và trọng lượng lớn gấp 2 hoặc 3 lần so với chuột lang tự nhiên. Sau đó, phân tích mô học cho thấy sự gia tăng cả về kích thước của các tế bào cơ riêng lẻ (phì đại) và số lượng của chúng (tăng sản). Đồng thời có sự giảm nhẹ mô mỡ, trong khi khả năng sinh sản và thời gian sống gần như không thay đổi.
Năm 2004, khi nghiên cứu một đứa trẻ 5 tuổi người Đức có sự phát triển bất thường về sức mạnh và khối lượng cơ bắp, sự hiện diện của đột biến gen mã hóa myostatin đã được xác định lần đầu tiên ở người. Ảnh hưởng đến biểu hiện kiểu hình giống hệt như đã thấy ở chuột thí nghiệm và ở các giống gia súc được nghiên cứu, đến nỗi sức mạnh cơ bắp của trẻ tương đương hoặc thậm chí cao hơn so với người trưởng thành. Một khía cạnh rất thú vị là mẹ của đứa trẻ, người mà ông được thừa hưởng một trong hai alen đột biến, là một vận động viên chạy nước rút chuyên nghiệp và một số tổ tiên của ông được nhớ chính xác vì sức mạnh phi thường của họ.
Myostatin là một loại protein tương tác với sự phát triển cơ bắp, ức chế nó; nó chủ yếu được sản xuất bởi các tế bào cơ xương và hành động của nó được điều chỉnh bởi sự hiện diện của một chất ức chế gọi là follistatin. Mức độ follistatin càng cao, mức độ myostatin càng thấp, sự phát triển cơ bắp sẽ càng lớn. Dường như follistatina có thể tương tác với các tế bào vệ tinh bằng cách kích thích sự tăng sinh của các tế bào cơ mới (tăng sản). Thông thường sự gia tăng khối lượng cơ là do sự gia tăng duy nhất về kích thước của các tế bào (phì đại), trong khi tăng sản nhẹ chỉ có thể xảy ra trong trường hợp đặc biệt (chấn thương cơ).
Gần đây, phương pháp ức chế myostatin trong điều trị bệnh lý loạn dưỡng cơ ở mô hình động vật đã thu hút sự quan tâm đặc biệt; cả tiêm trong màng bụng của một chất ức chế myostatin và xóa gen myostatin cụ thể đã được thực hiện, dẫn đến sự cải thiện bệnh lý loạn dưỡng cơ. Nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào nghiên cứu và phát triển những tiềm năng này, nhưng vẫn còn nhiều giả thuyết và một vài điều chắc chắn. Các nghiên cứu về vai trò của myostatin trong cơ thể con người rất ít, thường không thống nhất và vẫn đang chờ xác nhận. Trên thực tế, sự tăng trưởng cơ bắp là kết quả của sự cân bằng tinh tế giữa các yếu tố đồng hóa và dị hóa và một loại hormone duy nhất, một gen hoặc một chất cụ thể là không đủ để ảnh hưởng đáng kể đến nó. Để xác nhận điều này, có những nghiên cứu trong tài liệu cho thấy rằng không có sự khác biệt quan trọng về khối lượng cơ giữa các đối tượng bình thường và những người khác bị thiếu hụt myostatin.
Hormon tăng trưởng (somatotropin - GH): GH hoặc somatotropic là một protein (một peptide tuyến tính bao gồm 191 axit amin) được sản xuất bởi các tế bào somatotrope của tuyến yên trước. Nó có chất thải xung, với các đỉnh thường xuyên hơn và rộng hơn trong những giờ đầu tiên của giấc ngủ.
Hoạt động thể thao là một kích thích mạnh mẽ cho việc tiết hormone tăng trưởng. Trong các bài tập dài hạn, đỉnh bài tiết được quan sát trong khoảng từ 25 đến 60 phút, trong khi trong trường hợp căng thẳng yếm khí thì đỉnh này được ghi lại từ cuối ngày thứ 5 đến phút thứ 15 của sự phục hồi.
Với cùng một nỗ lực thể chất, bài tiết GH sẽ lớn hơn:
- ở nữ so với nam
- ở người trẻ tuổi so với người già
- ở những người ít vận động
Sự tiết GH trong quá trình tập luyện thể chất bị ảnh hưởng bởi:
- cường độ '
Một phản ứng GH đáng kể đối với tập thể dục đã được quan sát đối với các bài tập cường độ thấp (50% VO2max) và trở nên tối đa xung quanh ngưỡng yếm khí (70% VO2max). Sự gia tăng hơn nữa về cường độ không gây ra bất kỳ sự gia tăng đáng kể nào trong đỉnh bài tiết. Phản ứng lớn nhất của GH đối với cam kết thể chất được quan sát thấy trong quá trình tập luyện với nhu cầu lớn về quá trình đường phân kỵ khí và sản xuất sữa mẹ lớn (ví dụ như xây dựng cơ thể). Bài tiết GH tỷ lệ nghịch với thời gian phục hồi và tỷ lệ thuận với thời gian tập luyện.
- ĐÀO TẠO
Phản ứng của GH đối với tập thể dục có liên quan nghịch với mức độ đào tạo. Ở cùng một cường độ tập thể dục, một đối tượng được đào tạo tạo ra GH ít hơn nhiều so với một đối tượng không điều kiện, vì lượng đường trong máu (tỷ lệ của sữa mẹ trong tuần hoàn) thấp hơn.
Tác dụng của GH là một phần trực tiếp, chẳng hạn như tác dụng gây bệnh tiểu đường và lipolytic, và một phần qua trung gian bởi các yếu tố insulin tương tự: Yếu tố tăng trưởng Insulin (IGF-1, IGF-2).
- NHIỆT
Phản ứng trong bài tiết GH đối với sự thay đổi nhiệt độ môi trường tỷ lệ thuận với sự giảm nhiệt độ.
Trục GH-IGF hoạt động sinh lý trên chuyển hóa glycolic, xác định tăng đường huyết; về sự trao đổi chất protictic, tăng sự hấp thu tế bào của các axit amin và tăng tốc độ phiên mã và dịch mã của mRNA, do đó ủng hộ quá trình đồng hóa protein và sự phát triển của khối cơ; cuối cùng nó cũng hoạt động trên chuyển hóa lipid, xác định lipolysis với sự gia tăng các axit béo tự do và cơ thể ketone.
Các tác dụng phụ liên quan đến việc sử dụng lượng GH cao là rất nhiều: bệnh cơ, bệnh lý thần kinh ngoại biên, ứ nước, phù, hội chứng ống cổ tay, đau khớp, dị cảm, viêm tuyến tiền liệt, tăng huyết áp nội sọ lành tính, huyết tương tăng cholesterol và triglyceride, bệnh động mạch vành, bệnh cơ tim và bệnh cơ tim. Tác dụng cơ xương và tim liên quan đến quản trị GH có thể không hồi phục, thường là ngay cả sau khi rút hormone. Điều quan trọng cần nhớ là GH có thể gây ra sự hình thành tân sinh, đặc biệt là ở ruột kết, da và máu.
Chiến lược phát hiện doping di truyền
Việc đưa doping di truyền của Cơ quan chống doping thế giới (AMA) vào danh sách các chất và phương pháp bị cấm đã dẫn đến khó khăn trong việc phát triển các phương pháp để phát hiện ra nó, vì cả gen chuyển và protein biểu hiện sẽ là rất có thể không thể phân biệt với các đối tác nội sinh của họ.
Mẫu lý tưởng để phát hiện doping di truyền nên dễ dàng truy cập bằng cách rút tiền không sử dụng phương pháp xâm lấn; hơn nữa, cuộc khảo sát không chỉ phản ánh tình hình tại thời điểm thu thập mà còn phản ánh cả thời gian sớm hơn. Các chất lỏng cơ thể (máu, nước tiểu và nước bọt) đáp ứng điểm đầu tiên, vì vậy phương pháp đã phát triển nên áp dụng cho ít nhất một trong các mẫu này. Các phương pháp phát hiện phải cụ thể, nhạy cảm, khá nhanh, có khả năng hiệu quả về chi phí và nên cho phép phân tích quy mô lớn.
Ý nghĩa pháp lý liên quan đến việc sử dụng bất kỳ phương pháp nào cho phép theo dõi doping đối với vận động viên là ở chỗ có thể, một phương pháp trực tiếp xác định rõ ràng tác nhân doping sẽ luôn được ưu tiên đối với phương pháp gián tiếp, đo lường sự thay đổi xảy ra trong tế bào, trong các mô hoặc trong toàn bộ sinh vật do doping. Về pha tạp di truyền, việc phát hiện gen chuyển, protein chuyển gen hoặc chính vec tơ sẽ là một cách tiếp cận trực tiếp, nhưng cơ hội sử dụng phương pháp này là tối thiểu, như trong trường hợp phát hiện các hormone peptide bị cấm như erythropoietin và somatotropin. Cách tiếp cận gián tiếp (hộ chiếu sinh học) thay vào đó cung cấp độ tin cậy nhất định trong kết quả thử nghiệm, dựa trên mô hình thống kê, do đó cởi mở hơn với kiểm soát pháp lý. Hơn nữa, một thỏa thuận chưa đạt được giữa các nhân vật quan trọng của cộng đồng thể thao về mức độ tin cậy chấp nhận được.
Tài liệu tham khảo:
- Cơ chế tác dụng của Vanadi: chất bắt chước insulin hay chất tăng cường insulin? [Can J Physiol Pharmacol 2000 tháng 10; 78 (10): 829-47]
- Vanadi và bệnh tiểu đường: đặc tính insulinomimetic tụy và ngoại biên - [Ann Pharm Fr 2000 Oct; 58 (5): 531]
- Tác dụng của vanadi đối với việc sử dụng glucose não khu vực ở chuột - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. Tháng 8 năm 1993; 54 (2): 407-9]
- Ức chế gluconeogenesis bằng vanadi và metformin trong ống thận-vỏ được phân lập từ thỏ kiểm soát và bệnh tiểu đường - Kiersztan A et al. - [Dược phẩm sinh hóa. 1 tháng 4 năm 2002; 63 (7): 1371-1382].
