физиология

Скелетные мышечные ткани: только биомеханический двигатель или даже важный эндокринный орган?

Доктор Чезаре Сквиллаче, доктор философии

В настоящее время все научные круги широко признают, что регулярные физические упражнения определяют физиологический защитный ответ на многие причины смертности и контрастируют с такими воспалительными явлениями, как атеросклероз и резистентность к инсулину. Выполнение регулярных упражнений позволяет скелетным мышцам не только сокращаться, но также выделять и влить в кровоток противовоспалительный цитокин: IL-6 (интерлейкин 6). Научные данные показывают, что он стимулирует выработку и высвобождение других циркулирующих цитокинов, таких как IL-1ra (антагонист рецептора интерлейкина-1) и IL-10 (интерлейкин 10); он также ингибирует выработку провоспалительных интерлейкинов, таких как TNF-α (альфа-фактор некроза опухоли). IL-6 облегчает обмен липидов, стимулирует липолиз и бета-окисление.

Существуют многочисленные исследования, в которых подчеркивается, что регулярные физические упражнения вызывают подавление TNF-α, обеспечивая защиту от инсулинорезистентности, вырабатываемой самим цитокином. Недавно IL-6 был определен как первый « миокин », продуцируемый и высвобождаемый отдельными волокнами скелетных мышц после их сокращения, оказывая влияние и на другие органы тела.

Мы знаем, что скелетные мышцы - самый большой орган в организме человека; Открытие того факта, что простое сокращение мышц приводит не только к биомеханическому ответу, но и к производству противовоспалительных цитокинов, открывает новые парадигмы: скелетная мышца является эндокринным органом, который посредством сокращения стимулирует производство и высвобождение цитокины, которые могут влиять на обмен веществ и изменять их продукцию в тканях и органах (рисунок 1).

Рис.1. Ткань скелетных мышц должна рассматриваться как важный эндокринный орган, который экспрессирует и высвобождает цитокины (также называемые миокинами) в кровеносном русле и потенциально влияет на метаболизм и воспалительный статус в тканях и органах (из Pedersen BK, 2006).

Во время сепсиса и в экспериментальных моделях каскад цитокинов включает TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-ra, sTNF-R и IL-10. Первые два цитокина, по-видимому, являются TNF-α и IL-1ß, продуцируемыми локально. Эти цитокины классически признаны провоспалительными. Они же стимулируют выработку IL-6, который был классифицирован как с про, так и с противовоспалительным действием. Цитокины, вырабатываемые во время упражнений, отличаются от тех, которые присутствуют после инфекций. Тот факт, что классические провоспалительные цитокины, TNF-α и IL-1ß, в целом не увеличиваются при физической нагрузке, указывает на то, что каскад цитокинов, вызванный физической нагрузкой, отличается от каскада, вызванного обычной инфекцией.

Первым цитокином, высвобождаемым в кровоток во время тренировки, является ИЛ-6. Уровни кровообращения одного и того же увеличиваются в геометрической прогрессии (в 100 раз больше) в ответ на физическую нагрузку и уменьшаются в период после физической нагрузки (рисунок 2).

Рис. 2 Во время хронического воспалительного состояния, вызванного системной инфекцией (sx), цитокиновый каскад в течение первых нескольких часов представлен TNF-α, IL-6, IL-1ra, sTNF-R и IL-10., Цитокины в ответ на упражнение (dx) не включают TNF-α, но показывают заметное увеличение IL-6, за которым следуют IL-ra, sTNF-R и IL-10. Нет данных о повышении уровня С-реактивного белка (ПЦР) (из Pedersen BK, 2006).

Таким образом, мы можем сказать, что выполнение регулярных физических упражнений вызывает противовоспалительный ответ, который выражается в продукции важного цитокина, такого как IL-6. Он действует на разные ткани и в то же время стимулирует выработку IL-ra и IL-10, ингибируя провоспалительный цитокин TNF-α. Таким образом, скелетные мышцы, благодаря простому мышечному сокращению, производят и высвобождают «миокины», которые обеспечивают полезное воздействие физических упражнений и играют основополагающую роль, защищая и противопоставляя состояние хронического воспаления, например, при сердечно-сосудистых заболеваниях и диабете типа. 2.

библиография

Brandt C, Pedersen BK., 2010, Biomed Biotechnol . Роль миокинов, вызванных физическими упражнениями, в гомеостазе мышц и защите от хронических заболеваний .

Helmark IC, Mikkelsen UR, Børglum J, Rothe A, Petersen MC, Andersen O, Langberg H, Kjaer M., 2010 , Упражнения повышают уровни интерлейкина-10 как внутрисуставно, так и перисиновально у пациентов с остеоартрозом коленного сустава: Арандомизированное контролируемое исследование, Arthritis Res Ther.

Педерсен Б.К., февраль М., 2005 , Мускульный интерлейкин-6 - возможная связь между скелетными мышцами, жировой тканью, печенью и мозгом, Brain Behav Immun.

Педерсен Б.К., 2006, Essays Biochem, противовоспалительный эффект физических упражнений: его роль в борьбе с диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями .

Педерсен Б.К. 2009 , Болезненное отсутствие физической активности - и роль моих мышц в мышцах - жирные перекрестные разговоры ., J. Physiol.

Педерсен Б.К., 2011, Миокины, вызванные физической нагрузкой, и их роль в хронических заболеваниях .

Мозг Поведение Иммун.