Miostatyna jest zarówno charakterystycznym białkiem, jak i hormonem o tkankowej specyfice. Miostatyna jest jednym z czynników różnicowania wzrostu -8 (GDF-8), który ma negatywny wpływ na rozwój mięśni szkieletowych oraz tkanki mięśniowej.

Po raz pierwszy miostatyna została opisana przez McPerrona oraz jego ziomków ;) , którzy odkryli zmiany genu miostatyny, prowadzące do hipertrofii u myszy. Podobne efekty wykazano u innych zwierząt: bydła, psów, a także u ludzi.

Miostatyna najliczniej występuje w mięśniach szkieletowych, a jej ekspresję odnotowuje się w mięśniu sercowym oraz tkance tłuszczowej. Jest syntezowana jako prekursorowe,  nieaktywne białko, które aby osiągnąć dojrzałą formę, wymaga dwuetapowego rozszczepienia proteolitycznego (rozkładu wiązania tego białka).

Regulacja i hamowanie miostatyny

          Na regulację miostatyny, ma wpływ wiele mechanizmów, do których należy m.in.: insulinopodobny czynnik wzrostu 1 (IGF-1, insulin-like growth factor 1 ), hormony tarczycy, a także dieta, czy wysiłek fizyczny.

            Anaboliczne hormony, do których zaliczyć można IGF-1 i hormony tarczycy, wpływają na stymulację rozrostu tkanki mięśniowej. Oczywiście, przy jednoczesnym zestawieniu innych czynników, powodują rozbudowanie tkanki mięśniowej. Niemniej jednak w nadmiernej hipertrofii, dla których niejednokrotnie jest ona celem treningowym, miostatyna, mając działanie hamujące nadmiar produkcyjny komórek mięśniowych, będzie czynnikiem ograniczającym budowanie muskulatury. Jest to normalne, ponieważ w organizmie musi zostać zachowana równowaga. Tak więc jeżeli dany czynnik działa stymulująco, to inny czynnik będzie działał hamująco.

            Oprócz hamowania wzrostu mięśni, miostatyna kontroluje białka morfogeniczne kości oraz fibroblasty, stymulując resorpcję kości i syntezę białek macierzy pozakomórkowej, takiej jak kolagen. Jednym z powodów spowalniającej funkcji miostatyny na wzrost mięśni i kości w porównaniu z silną aktywnością fibrynogenną, jest to, że ścięgna rosną wolniej niż kości i mięśnie, dlatego właśnie miostatyna przejściowo hamuje ich wzrost. Zatem jej funkcja jest uzasadniona,  ponieważ w takim schemacie ścięgna mogą nadążyć ze swoim wzrostem i zagwarantować stabilność układu kostno-stawowego i mięśniowego. Dlatego blokowanie miostatyny (genetycznie lub farmakologicznie) może wiązać się z nierównomiernym wzrostem mięśni i kości w porównaniu z wzrostem ścięgien i macierzą pozakomórkową, czego efektem w późniejszym czasie będzie niestabilność stawów i zmniejszona masa wielu narządów, w tym płuc i śledziony. W badaniach na modelu zwierzęcym, po zabiegach blokowania miostatyny, odnotowano pogorszenie czynności, które były mierzone poprzez siłę uchwytu i ćwiczeń na bieżni, a to właśnie identyfikuje patologię stawu skokowego, obejmującą anomalie kości, ścięgien, tkanki łącznej stawowej i płynu maziowego. Długotrwałe konsekwencje blokowania miostatyny, szczególnie w przypadku młodych osobników mogą być wyniszczające dla organizmu.

            Istnieją również badania, które potwierdzają znaczny przyrost masy mięśniowej przy stosowaniu blokerów miostatyny. Niemniej jednak badania te wykazały, że hamowanie miostatyny wprawdzie prowadzi do hipertrofii ale nie do poprawy wytrzymałości ani siły mięśniowej, a to za sprawą zmniejszonej sygnalizacji AMPK (enzymu stymulującego m.in. oksydację kwasów tłuszczowych w mięśniach i wychwyt glukozy) i wynikającą z tego utratą zdolności oksydacyjnej.

Poziomy miostatyny w wysiłku fizycznym

Odnosząc się do wysiłku fizycznego i jaki on ma wpływ na stężenia miostatyny, tu niestety nie ma  jednoznacznego potwierdzenia, czy ćwiczenia powodują jej zwiększenie czy obniżenie. Otóż istnieją badania, które wskazują, że bezpośrednio  po treningu następuje znaczny spadek miostatyny w surowicy, inne badania donoszą, że poziom miostatyny gwałtownie wzrasta po różnych rodzajach ćwiczeń, jak trening oporowy czy treningi o wysokiej intensywności, a dopiero później jej poziom spada. Odnotowano także, że spadek miostatyny rozpoczyna się zaraz po wysiłku i powraca do wartości wyjściowej po ok 24h.  Opisano również, że poziomy białka miostatyny w mięśniach i osoczu zmniejszają się po ćwiczeniach aerobowych. Wyniki te pokazują, że trening wpływa na poziom miostatyny na różne sposoby, w zależności od czasu między ćwiczeniami, a pomiarem stężeń. Dlatego do prawidłowego pomiaru miostatyny najlepiej będzie przerwanie treningu fizycznego na jeden dzień.

Autor: Marta Majcherczyk

Bibliografia:

[1] Baczek J., Silkiewicz M., Wojszel Z. Myostatin as a Biomarker of Muscle Wasting and other Pathologies-State of the Art and Knowledge Gaps. Nutrients 2020, 12, 8, 2401.

[2] Hittel D., Axelson M., Sarna N., Sherer J.,Huffman K., Kraus W. Myostatin Decreases with Aerobic Exercise and Associates with Insulin Resistance. Med Sci Sports Exerc. 2010, 42, 11,  2023–2029.

[3] Rybalka E., Timpani C., Debruin D., Bagaric R., Campelj D., Hayes A. The Failed Clinical Story of Myostatin Inhibitors against Duchenne Muscular Dystrophy: Exploring the Biology behind the Battle. Cells. 2020, 9, 12,  2657.

Artykuły z tej kategorii