fizjologia wysiłku
1. Endokrynalna funkcja mięśni szkieletowych
Mięsnie szkieletowe działają jako narząd endokrynny, czyli wydzielający substancje biologicznie czynne: miokiny (hormony, cytokiny) w odpowiedzi na skurcz. Wpływają na inne tkanki i narządy
Miokiny: ich funkcje
Parakrynna- działanie na sąsiednie komórki
Autokrynna- na sam mięsień
Exerkiny
Pro i przeciw zapalne odziaływanie wysiłku fizycznego:
Kluczowe znaczenie ma intensywność, czas i regularność wysiłku
Prozapalne:
↑ poziom kinazy kreatynowej (CK)
↑ stresu oksydacyjnego (ROS)
Aktywacja osi HPA (kortyzol)
Okno immunopresji (↓ limfocytów, odporności)
Przeciwzapalne:
Wzrost poziomu miokin: IL-6, IL-10, IL-1ra
Spadek poziomu cytokin prozapalnych: TNA-𝝰, IL-1𝝱, CRP
Redukcja tkanki tłuszczowej
Poprawa funkcji mitochondriów i zmniejszenie ROS
Regulacja układu immunologicznego: ↑ liczby komórek Treg, przesunięcie równowagi z Th1 (prozapalnych) do Th2 (przeciwzapalnych)
IL-6: przeciwzapalna (tylko podczas wysiłku, inaczej przy stanach zapalnych immunologicznych)
↑ rozpad tłuszczu
↑ insulinowrażliwość
SPARC: (osteonektyna) Biomarker aktywności fizycznej
Adhezja komórek (różnicowanie, migracje) --> antynowotworowe
Reguluje remodeling macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM)
MOTS-C: mitochondrialny peptyd sygnałowy (jak hormon)
↑ insulinowrażliwość (regulacja metabolizmu glukozy i lipidów)
Wspomaga adaptację mięśni do wysiłku
Chroni przed zesp. Metabolicznym i otyłością --> długowieczność
AMYREL: amylaza ślinowa i trzustkowa (AMY1A)
??????????
BDNF: neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego
Wspiera neuropatyczność i metabolizm tłuszczów
Miostatyna: regulator
Hamuje wzrost masy mięśniowej
Folistatyna: potencjał w sarkopenii i dystrofii mięśniowej?
↑ masy mięśniowej (↓ działanie miostatyny)
Proliferacja komórek i regeneracja tkanek
Reguluje działanie hormonów FSH (uk. Rozrodczy)
IGF-1:
↑ i różnicowanie komórek mięśniowych (działanie anaboliczne)
Reguluje regenerację
Działa synergicznie z hormonem wzrostu GH
Znaczenie: terapia karłowatości, sarkopenii, może odgrywać rolę w nowotworzeniu
Białko folistatyno podobne:
Osteokalcyna:
Hormon kości (metabolizm glukozy i tłuszczów)
↑ wydzielanie insuliny i insulinowrażliwość
Może wpływać na pamięć
Znaczenie: powiązana z chorobami metabolicznymi i osteoporozą. Badania w kierunku terapii hormonalnych i przeciwstarzeniowych
Resystyna:
Źródłem gł. Makrofagi
↑ insulinooporność (prozapalna adipokina)
Otyłość, cukrzyca typu 2, choroby układu sercowo-naczyniowego
Działa na poziomie wątroby i tkanek obwodowych zakłócając sygnalizację insulinową
Znaczenie: biomarker stanów zapalnych
Irisina: wspiera odchudzanie
Zamiana białej tkanki tłuszczowej w brunatną WAT --> BAT-like
↑ termogeneza i wydatek energetyczny
↑ insulinowrażliwość
Neuro i kardioprotekcyjna (BDNF)
SDF1a: (CXCL12)
Regeneracja mięśni (zwłaszcza po urazie)
Chemoatrakant (przyciąga komórki macierzyste i progenitorowe)
Andiogeneza (gojenie ran, migracja komórek)
Znaczenie: rola w rozwoju niektórych nowotwotorów (tworzenie przerzutów), potencjalne zastosowanie w medycynie regeneracyjnej
ANP: mechanizm działania (wpływ 1 wysiłku i systematycznego)
Wydzielany przez kardiomiocyty przedsionków serca (odp. na ↑ ciśnienie)
ANP --> receptor NPR-A --> e: cyklaza guanylowa --> ↑cGMP (efekt biologiczny)
Działanie:
Diureza (↑ wydalanie wody, ↓V krwi)
↑ wydalanie Na z moczem
Hamowanie ukłądu RAA (renina-angiotensyna-aldosteron) ↓ retencji Na i H2O
Pobudzenie lipolizy w adipocytach (szlak cGMP)
Pojedynczy wysiłek | Systematyczny wysiłek |
|
|
Zmiany adaptacyjne indukowane zimnem (rola BAT, IRF-4, KYNA- kwasu kinureninowego, miostatyny)
Aktywacja układu nerwowego, hormonalnego i mięśniowo-tłuszczowego
BAT: centrum termogenezy bezdrżeniowej
↑ UCP1, proliferacja komórek BAT, możliwa konwersja do beżowej tkanki tłuszczowej
Zawiera mitochondria z termogeniną (UCP1), rozprzęgając łańcuch oddechowy
Energia nie wytwarza ATP, tylko ciepło
Pod wpływem zimna aktywowany jest układ współczulny
Noradrenalina --> receptory 𝝱3-adenergiczne --> aktywacja BAT
IRF-4: czynnik transkrypcyjny, wzmacnia odpowiedź BAT i mięśni ułatwiając adaptację
indukowany w:
Mięśniach: ↑ PGC-1𝝰 (poprawia metabolizm energetyczny i funkcje mitochondrialne)
Adipocytach: współdziała z PPAR𝝲 (↑ UCP1)
KYNA: neuroprotekcyjny, produkt metabolizmu Tryptofanu
Zimno i wysiłek fizyczny zwiększa przekształcanie KYN -> KYNA
Efektem jest zmniejszenie stresu zimna na układ nerwowy, brak depresji
Miostatyna: (GDF-8) Hamuje rozwój mięśni (proliferację i różnicowanie komórek mięśniowych)
Ekspozycja na zimno obniża poziom miostatyny
↓ miostatyny = ↑ mięśni, wydolności, ciepłoprodukcji, PGC-1𝝰, indukcja BTT --> WAT
Biała i brunatna tkanka tłuszczowa: rola metaboliczna i wpływ wysiłku fizycznego
Adiponektyna, leptyna, resystyna, MCP-1, TNF, IL-1, IL-6, adipokiny
"Browning" białej tkanki tłuszczowej (beżowa tkanka tłuszczowa)
Wysiłek fizyczny + zimno = produkcja beżowych adipocytów
Efekt: ↑ wydatek energetyczny, ↓ masa ciała, ryzyko insulinooporności i zesp. Metabolicznego
Adiponektyna: WAT
↑ insulinowrażliwość, (↓ glukozy i lipidów we krwi), przeciwzapalne i antymiażdżycowe
Wysiłek zwiększa poziom Adiponektyny
Leptyna: WAT
Regulacja apetytu i sytości (działa na podwzgórze)
Wysoki poziom leptyny w otyłości --> leptynooporność
Wysiłek obniża poziom leptyny u osób z nadmiarem tkanki tłuszczowej, poprawia na nią wrażliwość
IL-6: WAT (prozapalne) mięśnie (miokina- przeciwzapalne indukuje IL-10)
Wysiłek krótkotrwały: wzrost IL-6 z mięśni korzystny
Długoterminowy: zmniejszenie zapalnej IL-6 z WAT
Resystyna: WAT, makrofagi
Sprzyja insulinooporności
Działa prozapalnie
Wysiłek fizyczny obniża poziom resystyny, poprawiając wrażliwość na insulinę
MCP-1: WAT (otyłość)
Rekrutuje makrofagi do tkanki tłuszczowej
Prozapalny
Wysiłek zmniejsza ekspresję MCP-1, redukując naciek zapalny WAT
TNF-𝝰: WAT, makrofagi
Insulinooporność
Prozapalna
Wysiłek długoterminowo obniża poziom TNF, sprzyja to wyciszaniu stanu zapalnego w WAT
IL-1𝝱: WAT, makrofagi
Insulinooporność
Prozapalna
Wysiłek zmniejsza ekspresję IL-1𝝱 w tkance tłuszczowej
Wpływ temperatury otoczenia w czasie snu na zdrowie
Hartowanie przez niedokrwienie
Sposób na zmniejszenie uszkodzenia tkanek oraz stanu zapalnego indukowanego intensywnym wysiłkiem fizycznym
Rola HIF-1𝝰, ferrytyny, EPO, miokin