Гормоны роста для мышц: Гормон роста для мужчин – за и против, зачем нужен, как влияет на мышцы и здоровье — Барагоз — Блоги

Гормон роста для мужчин – за и против, зачем нужен, как влияет на мышцы и здоровье — Барагоз — Блоги

Гормон роста – самый популярный препарат у профессионалов и любителей спорта. Касательно приема и его эффекта есть масса мнений: одни считают его одним из самых эффективных средств для продления жизни, другие утверждают, что он очень вреден для нашего организма. Давайте разбираться.

Механизм действия гормона роста

Гормон роста (соматотропин) – это белок, состоящий из 191-ой аминокислоты. Выработка и секреция данного гормона происходит в передней доле гипофиза (в эндокринной железе). В организме гормон роста производится в наибольшем количестве, чем все существующие гормоны гипофиза (тропные гормоны, стимулирующие синтез и секрецию гормонов периферических эндокринных желёз). Процесс производства длится на протяжении всей жизни: после 20 лет продукция гормона роста начинает уменьшаться на 15% в десятилетие. Уровень гормона достигает пика в раннем детстве, а секреция – в подростковый период (половое созревание, интенсивный линейный рост).

Основные функции гормона роста

Гормон роста ускоряет выработку факторов роста и мышечную массу, а также активно регулирует метаболизм костной ткани человека.

Гормон служит неким дежурным-доктором внутри организма, который угнетает активность ферментов, оказывающих разрушающее действие на аминокислоты. Также регулирует синтез коллагена в костной ткани и коже. Гормон роста увеличивает размер и количества клеток щитовидной железы, надпочечников, печени, половых желёз, вилочковой железы и мышц.

Еще препарат действует на распад жиров, что влияет на рост жирных кислот в крови, которые подавляют влияние инсулина на мембранный транспорт глюкозы.

Физиологические эффекты гормона роста

Гормон роста препятствует развитию большого количества разрушительных процессов в организме человека и стимулирует восстановительные. Многие авторитетные учёные заявляют, что под действием гормона роста происходит омоложение организма на 10-20 лет:

• укрепляется костная система;

• жировые отложения преобразуются в мышцы;

• усиливается иммунитет;

• повышаются умственные способности;

• снижается уровень холестерина в крови;

• увеличивается сексуальная активность.

• Анаболический эффект гормона роста и сопутствующие препараты.

Но если ваша цель – это большой прирост мышечной массы, то понадобится максимальная стимуляция, а это значит, что одного гормона – не хватит. Нужен комплекс препаратов, который помогут не только усилить эффект гормона проста, но и безопасность тела. Существует определённая схема препаратов: гормон роста – анаболические и андрогенные стероиды – инсулин – гормоны щитовидной железы.Запомните: любой прием гормона и подбор препаратов должен проходить под наблюдение профессионального тренера!

Дозировки

Гормон роста является сильнейшим действующим препаратом для активного роста мышечной массы и быстрого уменьшения жировых отложений. Но, чтобы достичь желаемых результатов от приёма данного препарат, обязателен ряд условий, придерживаться которых может не так много людей (достаточно жёсткий график питания, тренировок и инъекций). Итак, что представляет собой курс гормона роста? Конечно же, курс препарата и его дозировка зависят от тяжести физических нагрузок и вида спорта, к примеру, дозировки легкоатлетов достигают 8 ЕД в сутки, что является недостаточным для эффективного набора мышечной массы тяжелоатлета.

Гормон роста – сильнейший действующий препарат для роста массы и сжигания жира. Для наилучшего эффекта нужно придерживаться курсу, распорядка дня, питания и тренировок. Дозировка зависит от тяжести нагрузок и вида спорта. Например, легкоатлеты достигают 8 единиц за сутки, чего мало для набора массы, а для физических показателей как выносливость – вполне достаточно.

Для качков-культуристов минимальная дозировка должна составлять 12-16 единиц, а курс должен быть не менее 3х месяц. Им нужна большая дозировка, потому что рецепторы довольно быстро привыкают к препарату, поэтому колоть его долгое время не следует. После проведённого курса терапии необходим перерыв, равный длине курса.

Конечно же гормон роста не запрещается принимать на протяжении 6 месяцев и более, но исключительно в маленьких дозировках 2-4 единицы в сутки. Однако, добиться при таком режиме гипертрофии и гиперплазии мышечных клеток почти невозможно.

Гормон роста, относясь к анаболическим средствам, способствует более интенсивному протеканию обменных процессов и производству свободных радикалов в организме,

Есть мнение, что прием препарата приводит к сокращению жизни и возникновению массы заболеваний: инфаркт, инсульт, рак и т.д. Что никак не доказано. Многие голливудские звезды такие как Дженифер Энистон (50 лет), Сандре Буллок (55 лет), Деми Мур (56 лет), колют его для омоложения – эффект на лицо.

Чтобы было понятнее мужиком, вот Сильвестер Сталлоне и Жан-Клод Ван Дамм

А вот побочные эффекты вполне реальны: тошнота, головная боль, гипергликемия, повышение внутричерепного давления, развитие сахарного диабета, чрезмерный рост хрящевых костей, что приводит к укрупнению черт лица и увеличению нижней и верхней челюсти. Чтобы избежать местных реакций, следует менять места подкожных инъекций, так как со временем может развиться липоатрофия – сгорание жировой ткани. При открытых зонах роста (до 25 лет) не исключён факт линейного роста тела.

 

 

Объем мускулатуры на связан с естественным уровнем стероидов

Естественные уровни тестостерона и гормонов роста не влияют на рост мускулатуры при силовых нагрузках, установили специалисты. Методика занятий здоровым бодибилдингом, не предусматривающая допинговых инъекций анаболиков, должна быть существенно пересмотрена

Группа физиологов из научно-исследовательского Университета Макмастера (Канада, провинция Онтарио) опровергла один из самых распространенных мифов культуризма — о том, что тестостерон и естественные гормоны роста играют важную роль в наращивании мышечной массы в ходе силовых тренировок.

Таким образом, профессиональные культуристы, которые пробуют «манипулировать» гормонами, тренируясь по специально разработанным персональным схемам, чтобы достичь желаемого результата, впустую тратят свои время, деньги и энергию. То же самое относится к начинающим бодибилдерам и любителям, посвящающим немало времени изучению специальной методической литературы, консультациям со «специалистами» и гормональным тестам.

Согласно результатам двух исследований, опубликованным в двух итоговых статьях в Journal of Applied Physiology

и European Journal of Applied Physiology, стероидные гормоны (физиологически активные вещества, регулирующие процессы жизнедеятельности у животных и человека) не влияют на синтез так называемых «мускульных протеинов» и увеличение мышечной массы.

К стероидным гормонам относятся кортикостероиды, или гормоны коркового слоя надпочечников (кортизон и гидрокортизон, кортикостерон, прегнан, преднизолон, альдостерон), а также половые гормоны андростерон, метилтестостерон и тестостерон (у женщин — эстрон, эстрадиол, эстриол и этинилэстрадиол).

«Среди посетителей спортзалов очень популярно убеждение, что повышенный уровень определенных гормонов после упражнений, например тестостерона, играет ключевую роль в наращивании мускулатуры. Мы показали, что это убеждение неверно», — объясняет выпускник Макмастера Дэниэ Уэст, ведущий автор обеих статей.

В первой серии экспериментов было изучено, как женский и мужской организм реагируют на естественный повышенный уровень тестостерона при интенсивных нагрузках на мышцы ног. Несмотря на 45-кратную разницу в концентрациях тестостерона, мускульные протеины синтезировались у испытуемых с одинаковой скоростью.

«Это важное открытие, поскольку основной вклад в развитие мускулатуры вносят именно новые мускульные протеины»,

— отмечает Уэст.

При искусственном допинге, когда большие дозы тестостерона вводятся в организм извне, этот гормон действительно может оказывать анаболическое действие, ускоряя образование новых мышечных структур у мужчин и женщин. А вот при естественных повышенных концентрациях этого гормона в организме такого эффекта, как показывают эксперименты, уже не наблюдается.

Во втором исследовании был проанализирован гормональный отклик на физические упражнения у 56 молодых мужчин в возрасте от 18 до 30 лет, которые тренировались по пять дней в неделю на протяжении трех месяцев.

Здесь также не было обнаружено никакой корреляции между уровнями тестостерона и гормонов роста с наращиванием силы и ростом мышечной массы, которая у одних почти не изменилась, а у других увеличилась вплоть до 6 кг.

Напротив, к своему удивлению, исследователи обнаружили, что рост мускулатуры положительно коррелирован с концентрациями кортизола, который, как считалось, оказывает эффект, обратный анаболическому, угнетая синтез белков и замедляя образование новых мышечных волокон. В отношении других гормонов никакой зависимости обнаружено так и не было.

«Идея, что правильная программа тренировок должна быть основана на «грамотной» манипуляции естественными уровнями тестостерона и гормонов роста, оказалась ошибочной. Нет никаких опытных свидетельств, подтверждающих правильность этой концепции», — резюмирует профессор факультета кинезиологии (дисциплины, изучающей мышечное движение во всех его проявлениях) Университета Макмастера Стюарт Филлипс.

Таким образом, методика занятий здоровым бодибилдингом, не предусматривающая допинговых инъекций анаболиков, должна быть существенно пересмотрена.

Гормон роста, за и против, всё о гормоне роста

Разновидности добавок, которые повышают выработку гормона роста внутри человеческого организма:

• Препараты соматотропина;
• Добавки тестостерона;
• Средства белкового синтеза;
• ZMA;
• GABA, ГАМК.

Соматотропин на данный момент чрезвычайно популярен среди профессиональных и начинающих спортсменов. Однако, начала появляться информация о побочных явлениях и определенной опасности использования такого препарата – но публикации довольно противоречивы. Некоторые специалисты предполагают, данный гормон выступает одним из наиболее эффективных факторов продления человеческой жизни, другие считают, что он опасен для человеческого организма. В данной статье мы попытаемся разобраться в этом неоднозначном вопросе.
Гормон роста (по-научному — соматотропин) – это особый белок, включающий 191 аминокислоту. Процессы синтеза и секреции данного гормона протекают внутри в эндокринной железы. Из всех имеющихся гормонов гипофиза, соматотропин вырабатывается в максимальной дозировке, а процесс его синтеза является непрерывным в течение жизни (но 20 лет синтез этого гормона начинает снижаться на 15% каждые 10 лет). В то время как максимальный уровень соматотропина наблюдается в раннем детском возрасте, а пиковая секреция приходится на подростковый период.
Осуществляя воздействие на работу внутренних желез, гормон соматотропин существенно ускоряет процессы синтеза факторов роста и мышечных волокон, а также осуществляет регуляцию метаболизма костных клеток.
Гормон роста подавляет активность некоторых ферментов, разрушающих природные аминокислоты, поддерживает процессы синтеза коллагеновых волокон в костях, кожном покрове и других системах органов. Провоцирует увеличение объема и численности клеток щитовидной железы, печени и мышечных тканей.
Этот гормон усиливает интенсивность расщепления липидов, из-за чего в составе крови повышается концентрация полезных жирных кислот, которые препятствуют воздействию инсулина на транспортировку глюкозы.
Гормон роста останавливает разрушающие процессы внутри организма, а также стимулирует регенерацию клеток. Некоторые учёные говорят, что под влиянием соматотропина становится возможным омолодить тело на 10-20 лет:
• укрепление костной системы;
• преобразование подкожного жира в мышцы;
• усиление иммунных возможностей организма;
• повышение умственных активности;
• снижение уровня холестерина в составе крови;
• повышение сексуальной активности.
Соматотропин выступает активным веществом для интенсивного роста мышц и снижения массы подкожного жира. Чтобы получить желаемый эффект от данного препарата, обязательно соблюдать ряд важных условий (жёстко регламентированный график питания, силового тренинга и инъекций). Курс этого препарата и дозировка напрямую зависят от интенсивности тренировок и вида спортивной деятельности (например, норма для легкоатлета составляет 8 ЕД в сутки, что малоэффективно для качественного набора мышечной массы у бодибилдера).
Для профессиональных бодибилдеров дозировка предполагает не меньше 12-16 ЕД, а длительность курса – от 3 месяцев. Гормон роста рекомендуется употреблять в именно так по следующей причине: природные рецепторы в человеческом организме достаточно быстро привыкают к действию препарата, поэтому долгое время колоть препарат неэффективно. После очередного курса терапии нужен перерыв, который равен как минимум длине курса.
Естественно, препарат не запрещено принимать и свыше 6 месяцев, но только в мизерных дозировках (2-4 ЕД в день). Обратите внимание, что получить при этом режиме гипертрофию и гиперплазию мышц практически невозможно.
Для усиленного роста мышечных тканей вашему отелу потребуется интенсивная стимуляция, соматотропин в одиночку здесь не сработает. Необходим комплексный подход к терапии, который включает и другие вещества, способные увеличивать воздействие данного гормона, а также гарантировать полную безопасность для вашего здоровья. Примерная схема препаратов выглядит так: гормон роста – стероидные добавки — гормон инсулин – комплекс гормонов щитовидной железы. Далее следует разобрать препараты отдельно:

• Стероиды характеризуются достаточно мощным анаболическим действием и заметно повышают гипертрофию мышечных волокон, по этой причине их присутствие в комплексе так важно. Стероиды также стимулируют общую гиперплазию клеток, что обеспечивает более быстрые и заметные результаты на практике.

• Инсулин – еще один обязательный ингредиент в данной комбинации, особенно при высоких дозировках соматотропина. Инсулин облегчает нагрузки, которым подвергается поджелудочная железа (под влияние гормона роста она усиливает темпы работы так, что довольно быстро истощает собственные запасы), а также улучшит рост мышечных клеток. Рекомендовано добавлять инсулин примерно по 7-8 ЕД перед употреблением пищи.

• Гормоны щитовидной железы ускоряют метаболические процессы и стимулируют рост мышечных тканей. Их влияние ослабляет воздействие соматотропина на механизмы функционирования железы. Важно помнить, что применение гомона роста в больших дозах может приводить к изменению функционирования щитовидной железы (провоцирует развитие гипотиреоза). Атлеты, которые используют повышенные дозировками соматотропина, должны употреблять трийодтиронин в дозировке 50 мкг/сутки. В то же время большие дозы данного вещества также не рекомендуются, поскольку это обеспечит обратное влияние (потерю массы мышц).
Соматотропин относят к анаболическим соединениям, которые способствуют ускоренному течению обменных процессов, воспроизводству свободных радикалов – такая активность приводит к снижению длительности жизни и появлению большого количества болезней: инсульт, онкологические новообразования и т.д.
Во время применения гормона роста возможны некоторые побочные явления: тошнота, мигрень, гипергликемия, повышение уровня внутричерепного давления, сахарный диабет, увеличение хрящевых тканей, что способствует укрупнению лицевых черт лица и объема челюстей.

Для профилактики подобных реакций, следует изменять места для подкожного введения препарата (со временем возможно развитие липоатрофии – постепенного расщепления подкожного жира). При открытой фазе роста (в период до 25 лет) возможен факт линейного роста организма.
Не следует применять курс соматотропина без применения дополнительных препаратов – это не только снизит возможный эффект, но и спровоцирует целый ряд хронических болезней. Дозы и длительность применения препарата имеют основополагающее значение. По этой причине, следует быть максимально осторожным – доверяйте собственное здоровье только проверенным препаратам и специалистам с опытом!

Дефицит гормона роста у взрослых

Гормон роста контролирует огромное количество физиологических и метаболических процессов на протяжении нашей жизни. Дефицит гормона роста (ДГР), выявленный еще в детстве, может сохраняться и во взрослом возрасте. Кроме того, ДГР у взрослых развивается еще и тогда, когда гипофиз поврежден и не может производить или выделять достаточное количество гормона роста. Это может быть вызвано опухолью гипофиза или гипоталамуса, стать результатом операции или радиационного воздействия, используемого для лечения этих заболеваний.

Недостаточная выработка гормона роста может проявляться в виде ряда физических и физиологических симптомов. Возможно изменение типа комплекции, что может привести к верхнему типу ожирения, пониженной мышечной силе, упадку сил и уменьшению способности переносить физические нагрузки. Показатели холестерина в крови могут стремительно вырасти, что увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Все это может привести к психологическим проблемам, включая депрессию, тревожность и ухудшение памяти, и, как следствие, к социальной изоляции. [1]

При лечении ДГР у взрослых требуются ежедневные инъекции рекомбинантного гормона роста человека, что создает определенные трудности для пациентов и медицинских работников. От пациентов потребуется мотивация на долгосрочное лечение, соблюдение всех указаний по лечению и способность к самоконтролю, а доктора могут испытывать трудности при постоянном мониторинге выполнения пациентами всех предписаний, а также их реакции на лечение.

Мы считаем, что лечение пациента не должно ограничиваться только использованием рекомбинантного гормона роста человека. Мы стремимся повысить качество терапии для взрослых с ДГР и максимально упростить контроль за лечением заболевания, принимая во внимание интересы пациента. Для этого мы разработали удобные технологии, в частности, электронное устройство, способное осуществлять мониторинг инъекций. Мы хотим внести свой вклад в достижение общей цели, которая предполагает повышение эффективности самоконтроля, улучшение результатов лечения и качества жизни пациентов.

 

[1] Ezzat S et al. Eur J Endocrinol 2003; 149:499–509

СТГ (соматотропный гормон), сдать анализ СТГ в Москве, цены в лаборатории ИНВИТРО

Метод определения Твердофазный хемилюминесцентный иммуноанализ.

Исследуемый материал Сыворотка крови

Доступен выезд на дом

Онлайн-регистрация

Соматотропный гормон – гормон роста, стимулятор роста костей, хрящей и большинства мягких тканей и внутренних органов. 

Синонимы: Анализ крови на СТГ; Анализ на гормон роста.
Human Growth Hormone; HGH; Somatotropin. 

Краткая характеристика определяемого аналита Соматотропный гормон 

Выделение соматотропного гормона в кровь происходит импульсами, амплитуда которых максимальна в IV фазе сна. Биологические эффекты гормона роста реализуются через действие другого гормона – соматомедина С (см. тест № 174), который синтезируется в печени и тканях в ответ на действие СТГ. 

Основные эффекты СТГ: стимуляция линейного роста, активация синтеза белка, стимуляция липолиза в жировой ткани, повышение уровня глюкозы крови в результате активации гликогенолиза и снижения поглощения глюкозы периферическими тканями (СТГ – один из контринсулярных гормонов). Вследствие высокой потребности растущих тканей в минеральных веществах под действием СТГ тормозится выведение натрия и калия с мочой, увеличивается всасывание кальция в кишечнике, отмечаются положительные азотистый и фосфорный балансы. Уровень мочевины в крови снижается. 

Значительное влияние на секрецию СТГ оказывает уровень глюкозы крови. После приема пищи уровень гормона резко снижается, а при голодании повышается примерно в 15 раз (вторые сутки). Выделение гормона повышается при стрессе, физической работе, гипогликемии, богатом белками питании, во время глубокого сна. 

Уровень СТГ широко варьирует и в нормальных условиях, поэтому единичное определение его концентрации малоинформативно. Обычно используют среднее значение трехкратных определений в течение 2-3 дней. Более целесообразно измерение СТГ в составе тестов, включающих фармакологические или физиологические стимулы секреции или супрессии гормона роста. Единичное измерение ИФР-1 точнее отражает уровень продукции СТГ (см. тест № 174).

Повышенное выделение СТГ гипофизом в детском возрасте в период роста приводит к гигантизму, а дефицит – к карликовости. Избыток СТГ у взрослых людей, после завершения линейного роста организма, вызывает рост ушей, носа, лицевой части черепа, костей стоп и кистей – акромегалию. 

С какой целью определяют уровень Соматотропного гормона в крови 

Определение уровня соматотропного гормона в крови проводят при подозрениях на нарушения, связанные с его синтезом, а также в качестве дополнительного анализа при исследовании функции гипофиза. 

Что может повлиять на результат исследования Соматотропного гормона 

Нарушение правил подготовки к исследованию может повлиять на результат.

Литература

Соматотропный гормон (Соматотропин, СТГ, Growth hormone, GH)

Исследуемый материал Сыворотка крови

Метод определения Твердофазный хемилюминесцентный иммуноанализ.

Гормон роста, стимулирующий рост костей, мышц и органов.

Пептидный гормон. Вырабатывается соматотрофами передней доли гипофиза под контролем соматостатина и соматолиберина.

Основные эффекты: стимуляция линейного роста, поддержание целостности тканей и уровня глюкозы крови, достаточного для функционирования головного мозга. СТГ ускоряет рост костей и мягких тканей, действуя через инсулиновые факторы роста. Он ускоряет синтез белка, обеспечивая положительные азотистый и фосфорный балансы и снижая уровень мочевины. Вследствие высокой потребности растущих тканей в ионах, тормозится выведение натрия и калия с мочой; всасывание кальция в кишечнике усиливается. СТГ стимулируя расщепление жиров в жировой ткани, мобилизует жирные кислоты и активирует их поглощение из крови мышечной тканью и печенью (где они преобразуются в глюкозу).

На уровень глюкозы крови СТГ оказывает влияние противоположное действию инсулина, т. е. препятствует её поглощению тканями. СТГ действует на иммунную систему, увеличивая количество Т-лимфоцитов. СТГ усиливает потоотделение. СТГ выделяется импульсами, амплитуда которых максимальна в IV фазе сна. После приёма пищи уровень гормона резко снижается, а при голодании повышается примерно в 15 раз (вторые сутки).

Выделение гормона повышено при физической работе, во время глубокого сна, при гипогликемии, при богатом белками питании. Повышенное выделение СТГ гипофизом в период роста приводит к гигантизму, а у взрослых людей — к акромегалии. Пониженное выделение СТГ в период роста приводит к карликовости. У взрослых людей видимые симптомы пониженной секреции гормона отсутствуют.

Пределы определения: 0,05-400 нг/мл

факторы роста напрямую влияют на продолжительность жизни человека uMEDp

В 1990-х годах был совершен локальный переворот в медицине.  Ученые установили, что с возрастом концентрация гормонов в организме снижается. Следовательно, если ее повысить, многих проблем удастся избежать. Тогда эксперименты показали: люди, которым вводили гормон роста, демонстрировали увеличение мышечной массы и плотности костей. При этом жировая прослойка уменьшалась, пишет Live Science.

Позднее результаты эксперимента взяли на вооружение клиники. С помощью гормональной заместительной терапии они обещают омолодить любого. Однако исследование Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна выявило: инъекции гормонов роста могут сократить продолжительность жизни. Человеческий гормон роста способствует выработке инсулиноподобного фактора роста 1 и дегидроэпиандростерона, предшественника эстрогена и тестостерона.

Между тем гормон роста, эстроген и прочие гормоны грозят раком, сердечно-сосудистыми недугами, проблемами с суставами. Что касается инсулиноподобного фактора роста 1, то его низкая концентрация помогает сохранить здоровье. Специалисты проследили за 184 мужчинами и женщинами (средний возраст — 95 лет). Наблюдение продолжалось 11 лет. Продолжительность жизни непосредственно зависела от уровня фактора роста в крови.

Снижение уровня на каждый нанограмм приводило к увеличению продолжительности жизни на неделю. Низкая концентрация в особенности помогала людям, пережившим рак. Через три года после начала эксперимента 75% участников, ранее переживших рак и имевших сниженный уровень фактора роста 1, не умирали. В группе людей с высоким уровнем фактора оставались в живых лишь примерно 25% человек. Еще малая концентрация фактора была связана с низким уровнем сахара в крови.

Кстати, многие долгожители имеют мутацию, которая сохраняет уровень фактора на отметке ниже средней. Эксперименты с грызунами доказали: мыши живут дольше и без рака, если имеют иммунитет против эффектов гормона роста. Притом, люди 50-65 лет, потребляющие в большом количестве животный белок, демонстрируют повышенную концентрацию фактора роста 1, четырехкратное увеличение риска смерти от рака и увеличение смертности на 75%.

Регулирование мышечной массы гормоном роста и IGF-I

Br J Pharmacol. 2008 июн; 154 (3): 557–568.

C P Velloso

¹ Королевский колледж Лондона, Отдел прикладных биомедицинских исследований, Лондон, Великобритания

¹ Королевский колледж Лондона, Отдел прикладных биомедицинских исследований, Лондон, Великобритания

Поступило 31 октября 2007 г .; Пересмотрено 7 марта 2008 г .; Принято к печати 25 марта 2008 г.

Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

Гормон роста (GH) широко используется в качестве лекарственного средства, повышающего производительность.Одним из наиболее ярко выраженных его эффектов является повышение уровня циркулирующего инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I), который в основном имеет печеночное происхождение. Он также индуцирует синтез IGF-I в большинстве непеченочных тканей. Влияние гормона роста на постнатальный рост тела зависит от IGF-I, но начинают выясняться независимые от IGF-I функции. Хотя сообщалось о преимуществах введения GH для тех, кто страдает от дефицита GH, в настоящее время очень мало доказательств, подтверждающих анаболическую роль супрафизиологических уровней системных GH или IGF-I в скелетных мышцах здоровых людей.Могут быть и другие эффекты GH, повышающие производительность. Напротив, гипертрофические эффекты мышечно-специфической инфузии IGF-I хорошо документированы на животных моделях и в системах культивирования мышечных клеток. Исследования, изучающие молекулярные ответы на гипертрофические стимулы у животных и людей, часто указывают на активацию мессенджера РНК IGF-I или иммунореактивность. Циркуляционные / системные (эндокринные) и местные (аутокринные / паракринные) эффекты GH и IGF-I могут иметь различные эффекты на регуляцию мышечной массы.

Ключевые слова: гормон роста, IGF-I, скелетные мышцы, производительность, мышечная масса

Введение

Скелетные мышцы составляют около 40% массы тела человека. Адекватная мышечная масса имеет решающее значение для здоровья, поскольку мышцы выполняют несколько важных функций: движение, дыхание, термогенез, защита внутренних органов, метаболизм глюкозы и жиров. Регулирование мышечной массы представляет интерес для самых разных людей. Есть такие, например, силовые атлеты и бодибилдеры, которые в первую очередь заинтересованы в увеличении своей мышечной массы.Другие озабочены предотвращением потери мышечной массы. Это очень важно для слабых пожилых людей, людей с миопатиями, раком, сепсисом, ВИЧ / СПИДом и другими заболеваниями, людей, страдающих ограниченной подвижностью в результате травм, и космонавтов. Механизмы, регулирующие поддержание мышечной массы, широко изучаются из-за важности этой ткани для здоровья.

Мышцы — это ткань с высокой пластичностью, способная адаптироваться к изменяющимся функциональным требованиям. Повышенная нагрузка на мышцу приводит к увеличению ее массы или гипертрофии, тогда как разгрузка или неиспользование приводит к снижению массы или атрофии.Упражнения, как и питание, являются ключевым регулятором мышечной массы (Rennie et al ., 2004).

Гормональные факторы также важны. Очевидно, что у мужчин мышечная масса больше, чем у женщин. В первую очередь это связано с анаболическим действием тестостерона. Действительно, бодибилдеры уже давно используют анаболические стероиды из-за их сильного воздействия на мышечную массу. Гормон роста (GH) и инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I) играют ключевую роль в регуляции размера тела у растущих животных, но их роль у взрослых менее ясна.IGF-I явно обладает анаболической активностью, но его механизм действия как эндокринного циркулирующего гормона может отличаться от его активности как аутокринного / паракринного фактора роста.

Этот обзор начинается с основного введения в ось GH / IGF-I и механизмы регуляции мышечной массы. Доказательства влияния этих молекул на мышечную массу в моделях человека, животных и клеточных культур исследуются, после чего обсуждается их использование в качестве препаратов, улучшающих работоспособность.

Ось GH / IGF-I

GH или соматотропин представляет собой пептидный гормон, вырабатываемый и секретируемый в основном соматотрофными клетками переднего гипофиза (гипофиза).Секреция GH происходит в пульсирующем режиме и регулируется гипоталамическими гормонами. ГР-рилизинг-гормон индуцирует секрецию ГР, тогда как соматостатин (гормон фактора, ингибирующего высвобождение соматотропина) ингибирует его секрецию (Goldenberg and Barkan, 2007). Кроме того, пептид грелин является мощным стимулятором секреции GH, который синтезируется в гипоталамусе, гипофизе и желудке (Kojima et al ., 1999). На частоту и величину импульсов GH влияют различные стимулы: пол, возраст, ожирение, сон, диета и упражнения.Следовательно, уровни гормона роста в сыворотке сильно варьируются в течение дня.

Рецептор GH (GHR) экспрессируется повсеместно (Frick et al ., 1998), и GH оказывает прямое действие на большинство тканей, включая скелетные мышцы (d’Ercole et al ., 1984; Gostelli-Peter et al. al ., 1994; Jorgensen et al ., 2006). Связывание GH приводит к димеризации двух рецепторов GH, а внутриклеточная передача сигналов включает киназу Janus и сигнальные преобразователи и активаторы пути транскрипции (Stat) (Smit et al ., 1996).

GH стимулирует синтез IGF-I в большинстве тканей (; d’Ercole et al ., 1984; Gostelli-Peter et al ., 1994). Печень является органом, главным образом ответственным за производство сывороточного IGF-I. Введение GH вызывает быструю активацию мРНК и белка IGF-I в печени (Mathews et al ., 1986), и животные с печеночно-специфическими делециями IGF-I показывают только 10-25% уровней IGF-I в сыворотке по сравнению с контрольной группой. (Sjögren и др. ., 1999; Якар и др. ., 1999). В отличие от GH, уровни IGF-I в сыворотке довольно стабильны у здоровых людей и мало изменчивы внутри человека изо дня в день. Уровни IGF-I в сыворотке выше или ниже нормального диапазона с поправкой на возраст являются хорошим индикатором дисфункции GH (Buckway et al ., 2001), хотя необходимо учитывать другие факторы, такие как недоедание и проблемы с печенью, которые влияют на сыворотку. IGF-I. Секреция GH регулируется системой отрицательной обратной связи, в которой повышенный уровень IGF-I в сыворотке подавляет секрецию GH (Berelowitz et al ., 1981; Берманн и др. ., 1994).

Схематическое изображение оси гормона роста (GH) / инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I). GH синтезируется в гипофизе и индуцирует синтез IGF-I в большинстве тканей (печень и мышцы). Печень является основным источником циркулирующего IGF-I (cIGF-I), хотя некоторое количество cIGF-I поступает из других тканей, включая мышцы. cIGF-I является частью цепи отрицательной обратной связи, регулирующей выброс GH. IGF-I синтезируется в мышцах (mIGF-I) в ответ на физическую нагрузку, или GH действует аутокринным / паракринным путем, стимулируя гипертрофию.

Эффекты IGF-I опосредуются главным образом рецептором IGF типа 1 (IGFR1), который обладает тирозинкиназной активностью и передает сигналы через путь фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) / AKT (). IGF-I также связывается с рецептором инсулина (IR), но с гораздо более низким (примерно в 100 раз меньшим) сродством, чем с IGF1R (Pandini et al ., 2002). IR и IGF1R являются димерными трансмембранными рецепторами и могут образовывать функциональные гибриды. Роль гибридных рецепторов в клеточных ответах остается неясной.

Сигнальные пути регулируются инсулиноподобным фактором роста I (IGF-I) и / или упражнениями. Было показано, что упражнения активируют несколько различных путей в мышцах. К ним относятся AKT, MAPK (ERK1, ERK2) и кальциневрин. Упражнения также индуцируют синтез IGF-I в мышцах. IGF-IR передает сигналы во многом теми же путями, что и упражнения. Передача сигналов через фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3K) / AKT имеет особое значение, поскольку это увеличивает синтез белка и ингибирует деградацию белка за счет инактивации факторов транскрипции FOXO.Интересно, что хотя упражнения активируют AKT и вызывают повышенный синтез белка, они также увеличивают деградацию белка (не показано), вероятно, в результате усиленного ремоделирования белка. Если произойдет чистый синтез белка, это приведет к гипертрофии мышц. Таким образом, упражнения и IGF-I частично влияют на мышцы.

Существует шесть IGF-связывающих белков (IGFBP). IGFBP были первоначально выделены из сыворотки и представляют собой белки массой около 30 кДа, способные связывать IGF-I и IGF-II, но не инсулин (Bach et al ., 1993). Большая часть сывороточного IGF-I находится в трехкомпонентном комплексе с IGFBP3 и кислотолабильной субъединицей (ALS). Комплексы IGF-IGFBP могут покидать кровообращение и получать доступ к ткани, если они не связаны с БАС. В сыворотке они увеличивают период полужизни в кровотоке и доставку IGF-I в ткани. В тканях они модулируют действие IGF, поскольку обладают более высоким сродством к IGF, чем рецепторы. IGF высвобождаются путем протеолиза IGFBP или связывания IGFBP с внеклеточным матриксом (Parker et al ., 1998). IGFBP также могут фосфорилироваться, и это влияет на их сродство к IGFs (Kajantie et al ., 2002). IGF-независимые действия были описаны для большинства IGFBP и могут включать внутриклеточную локализацию (Xu et al ., 2004) или связывание интегрина (Jones et al ., 1993).

Механизмы регуляции мышечной массы

Существует два основных механизма увеличения мышечной массы: гипертрофия или увеличение размера миофибрилл и гиперплазия или увеличение количества миофибрилл.Принято считать, что количество волокон в мышце в перинатальном периоде фиксируется (Stickland, 1981). Было высказано предположение, однако, что расщепление миофибрилл происходит, если миофибра становится слишком большой (Antonio and Gonyea, 1993), но об этом не сообщалось у людей. Новые миофибры могут также образовываться в результате слияния сателлитных клеток (см. Ниже), а небольшие мышечные трубки и миофибры, экспрессирующие миогенные маркеры, могут быть обнаружены в мышцах человека после тренировки (Kadi and Thornell, 1999).Тем не менее, все согласны с тем, что увеличение площади поперечного сечения мышц (ППС) в первую очередь связано с увеличением ППС миофибрилл, а не количеством миофибрилл.

Баланс между синтезом и деградацией белка является критическим детерминантом мышечной CSA (Gibson et al ., 1988; обзор у Baar et al ., 2006). Чистый синтез белка приводит к большему содержанию миофибрилл, которые размещаются в более крупных миофибриллах. Значительная гипертрофия миофибрилл также требует увеличения числа миоядер, чтобы поддерживать постоянный миоядерный домен (объем цитоплазмы, поддерживаемый одним ядром).В мышце соотношение ДНК / белок довольно постоянное (Roy et al ., 1999).

Миофибры являются постмитотическими клетками, и их ядра не пролиферируют. Новые миоядра обеспечиваются популяцией, называемой сателлитными клетками (обзор Zammit et al ., 2006). Эти клетки лежат прямо под базальной пластинкой миофибрилл и обычно находятся в состоянии покоя. После активации в результате упражнений или повреждения мышц сателлитные клетки размножаются и сливаются с существующими мышечными волокнами, обеспечивая тем самым новые ядра для гипертрофии и восстановления.Отсутствие пролиферативного ответа сателлитных клеток после γ-облучения мышц ограничивает гипертрофический прирост (Rosenblatt and Parry, 1992).

Существует множество сигнальных путей, участвующих в регуляции мышечной массы (Glass, 2005; Shavlakadze and Grounds, 2006). Центральным игроком, по-видимому, является путь PI3K / AKT, поскольку он активирует синтез белка и ингибирует деградацию белка. Важно отметить, что путь PI3K / AKT активируется при физической нагрузке и находится ниже IGF-I и рецепторов инсулина.И инсулин, и IGF-I могут стимулировать синтез белка в скелетных мышцах (Bolster et al ., 2004).

Существует три изоформы AKT (AKT1, AKT2 и AKT3), и оказывается, что AKT1 важен для регуляции роста, тогда как AKT2 участвует в метаболизме (Cho et al ., 2001). После AKT идет mTOR. Он образует два комплекса с другими молекулами, mTORC1 и mTORC2. Первый участвует в регуляции синтеза белка и чувствителен к рапамицину. Отсюда и название mTOR: m ammalian t arget o f r apamycin.Второй участвует в управлении актиновым цитоскелетом и не чувствителен к рапамицину. Комплекс продолжает активировать регуляторы трансляции 4E-BP1 и p70S6-K. Фосфорилирование 4E-BP1 приводит к высвобождению eIF4E, который необходим для связывания мРНК с рибосомой. Это инициирует перевод. Фосфорилирование p70S6-K увеличивает трансляцию рибосомных и других мРНК, содержащих 5′-тракт олигопиримидинов. Следовательно, mTORC1 может регулировать как биогенез рибосом, так и инициацию трансляции.Он также может активироваться непосредственно незаменимыми аминокислотами, такими как лейцин (Kimball et al ., 1999).

Синтез белка также зависит от энергетического статуса в мышцах, поскольку он является АТФ-зависимым процессом и, следовательно, также регулируется АМФ-зависимой киназой AMPK (Bolster et al ., 2002). Лечение крыс препаратом, активирующим AMPK, приводит к снижению синтеза белка, сопровождающемуся уменьшением активации mTOR, p70S6K и 4E-BP1.

Деградация белка в результате болезни или неиспользования может подавляться активацией AKT.Это происходит потому, что AKT фосфорилирует и тем самым предотвращает ядерную транслокацию транскрипционных факторов семейства FOXO. FOXO1 и FOXO3 регулируют экспрессию двух убиквитиновых протеинлигаз в мышцах: мышечной атрофии F-box или атрогена-1 (MAFbx) и мышечного кольца пальца 1 (MuRF1; Stitt et al ., 2004). Убиквитинлигазы связывают убиквитин с белками, тем самым направляя их на деградацию убиквитин-протеасомой, АТФ-зависимым комплексом протеолиза.

Другой путь деградации белков в скелетных мышцах — это аутофагия, основная деградация белков и органелл под действием лизосомальных ферментов.Механизмы, ответственные за индукцию и регуляцию программы аутофагии, плохо изучены, но, по-видимому, также связаны с факторами транскрипции FOXO, в частности FOXO3. Аутофагия может подавляться AKT, но не рапамицином. Таким образом, FOXO3 контролирует две основные системы распада белков в скелетных мышцах, убиквитин-протеасомный и аутофагический / лизосомный пути (Mammucari et al ., 2007).

GH и IGF-I в регуляции роста тела и мышц

GH регулирует постнатальный рост тела.И у мышей, и у людей дефицит GH или нечувствительность к GH (синдром Ларона, вызванный инактивирующими мутациями гена рецептора GH) минимально влияют на размер при рождении, но приводят к замедлению роста в детстве и подростковом возрасте, что приводит к уменьшению роста (Savage et al ., 1993; Zhou et al ., 1997; Efstratiadis, 1998). Супрафизиологический GH у молодых приводит к гипофизарному гигантизму, тогда как опухоли GH с началом у взрослых вызывают состояние, называемое акромегалией, которое характеризуется чрезмерным разрастанием костной ткани (выпячивание надбровных дуг и нижней челюсти, увеличение конечностей), остеоартритом, синдромом запястного канала, головными болями, кардиомиопатиями. , гипергликемия, гипертония и сахарный диабет (Ayuk and Sheppard, 2006).У мышей увеличение сердца и общее увеличение размера органов являются признаками системной гиперпродукции или введения GH (Kopchick et al ., 1999).

Стимулирующие рост эффекты GH в основном опосредуются IGF-I (Le Roith et al ., 2001; Mauras and Haymond, 2005; Walenkamp and Wit, 2007). Инфузия IGF-I гипофизэктомированным крысам способствует росту в отсутствие GH (Behringer et al ., 1990). Однако мыши с нокаутом IGF-I имеют меньшую задержку роста, чем двойные нокауты IGF-I и GHR, что позволяет предположить, что GH также обладает IGF-I-независимыми эффектами (Lupu et al ., 2001). Есть эффекты, которые нельзя имитировать с помощью инфузии IGF-I. Было продемонстрировано, что введение GH увеличивает продукцию мРНК IGF-I в скелетных мышцах у гипофизэктомированных крыс в 20 раз, тогда как увеличение, наблюдаемое после лечения IGF-I, только в 2,5 раза (Gostelli-Peter et al ., 1994). Это может иметь отношение к регуляции массы скелетных мышц, поскольку аутокринные / паракринные уровни IGF-I, по-видимому, более важны, чем системные / циркулирующие уровни IGF-I, как обсуждается ниже.

IGF-I, в отличие от GH, имеет решающее значение для внутриутробного роста (Baker et al ., 1993; Liu et al ., 1993; Powell-Braxton et al ., 1993). Мыши с нокаутом по IGF-I и IGFIR имеют вес при рождении 60 и 45% от нормы соответственно (Liu et al ., 1993), тогда как мыши с тяжелым дефицитом GH или нечувствительностью к GH имеют нормальный вес при рождении. Нарушения в сигнальном пути IGF-I также приводят к снижению внутриутробного роста, что наблюдается у мышей, дефицитных по Akt1 (Cho et al ., 2001), субстрат-1 рецептора инсулина (IRS-1) и IRS-2 (Araki et al ., 1994; Tamemoto et al ., 1994). Критически важно, что высокие уровни циркулирующего IGF-I, по-видимому, не требуются для внутриутробного роста, поскольку нокауты IGF-I, специфичные для печени, показывают массу тела, аналогичную контрольной группе при рождении и в возрасте до 3 месяцев (Sjögren et al ., 1999. ; Якар и др. ., 1999). Специфический для печени нокаут имеет некоторое снижение постнатального роста по сравнению с дикими типами, но он не такой серьезный, как полный нокаут IGF (Baker et al ., 1993). Это означает, что локально продуцируемый аутокринный / паракринный IGF-I играет важную роль в пре- и постнатальном росте. Однако правдоподобно и другое объяснение. Уровни свободного биодоступного IGF-I в нокаутах печени могут быть такими же, как у животных дикого типа. В этом случае нельзя ожидать, что изменение циркулирующего IGF-I окажет какое-либо влияние.

Инсулин также связывается с IGF-IR, и это может объяснить некоторые из его эффектов, способствующих росту (Kjeldsen et al ., 1991). И наоборот, IGF-I связывается с рецептором инсулина и разделяет его гипогликемический эффект (Schoenle et al ., 1991; Clemmons et al ., 1992). Однако более вероятно, что общие внутриклеточные сигнальные пути или активность гибридных рецепторов ответственны за общие активности IGF-I и инсулина.

Помимо регуляции роста во время развития, активация IGFR1 влияет на пролиферацию и дифференцировку клеток (Liu et al ., 1993). Важность активности IGF-I во время развития отражается в том факте, что нокауты IGF-IR являются эмбриональными летальными и умирают от дыхательной недостаточности (Liu et al ., 1993). В зависимости от генетического фона животных до 15% нокаутов IGF-I доживают до зрелого возраста, но являются бесплодными и задерживаются в росте (Baker et al ., 1993).

Мышечная масса увеличивается пропорционально размеру тела во время фазы роста. Стимулирующие рост эффекты GH и IGF-I у молодых животных и людей хорошо задокументированы, но увеличение мышечной массы обычно пропорционально увеличению размера тела.Грызуны достигают половой зрелости примерно через 6 месяцев, но это не обязательно совпадает с прекращением роста тела. Во многих исследованиях используются животные в возрасте 6–12 недель, что затрудняет разделение эффектов GH и IGF-I на рост тела по сравнению с мышечной массой.

Следовательно, примечательно, что у мышей с нокаутом рецептора GH абсолютная мышечная масса, а также соотношение мышечной массы к массе тела снижены по сравнению с животными дикого типа (Sotiropoulos et al ., 2006).CSA миофибры, но не количество, также было уменьшено, предполагая, что системный GH действительно играет роль в регулировании мышечной массы в этой модели. Поскольку у этих мышей наблюдается снижение циркулирующего IGF-I, а тканевая экспрессия IGF-I, по крайней мере, частично зависит от GH, трудно разделить эффекты двух гормонов. Было показано, что у мышей, лишенных IGF1R конкретно в мышцах, мышцы меньше, чем у их собратьев дикого типа, а также снижена CSA миофибрилл (Kim et al ., 2005a).Введение GH приводит к увеличению мышечной массы и CSA миофибрилл у животных дикого типа, но не к нокауту мышечного IGF1R. Таким образом, эффекты GH на мышцы у животных, вероятно, опосредуются IGF-I.

GH, IGF-I, физические упражнения и мышечная масса у людей

Следует проявлять осторожность при экстраполяции исследований на животных на людей, поскольку видовые различия действительно существуют, но данные, похоже, указывают на схожую роль GH и IGF-I в регуляции послеродового роста. У людей дефицит GH приводит к паттерну роста, аналогичному первичному дефициту IGF-I, что подчеркивает роль GH-зависимой продукции IGF-I (Walenkamp and Wit, 2007).Также интересно отметить, что реакция роста после лечения GH-дефицитных пациентов с GH лучше, чем наблюдаемая после лечения пациентов, страдающих нечувствительностью к GH, с помощью IGF-I (Savage et al ., 2006; Walenkamp and Wit, 2007 ). Это может быть связано с независимыми от IGF-I эффектами GH, как обсуждалось в предыдущем разделе. Альтернативно, низкие уровни IGFBP3, обнаруженные у пациентов, нечувствительных к GH, могут привести к более короткому периоду полужизни IGF-I и, таким образом, к уменьшению эффектов введенного белка.

Люди с дефицитом GH (GHD), как правило, имеют увеличенное количество жира в организме и снижение массы без жира по сравнению с контрольными субъектами. У них также снизилась мышечная сила и толерантность к упражнениям (Ayuk and Sheppard, 2006; Molitch et al ., 2006; Woodhouse et al ., 2006). Было показано, что сила увеличивается у пациентов с GHD после 6 месяцев введения GH (Cuneo et al ., 1991), но изменений CSA миофибрил не наблюдалось (Cuneo et al ., 1992). Это говорит о том, что GH не влияет на мышечную массу у взрослых людей.

Наблюдения за людьми с акромегалией позволяют предположить, что хронические высокие уровни циркулирующего GH и IGF-I могут на самом деле пагубно влиять на мышечную функцию. Хотя у людей с акромегалией большие мышцы, их удельная сила (сила на CSA) меньше, чем ожидалось, и у них часто наблюдаются гистологические признаки миопатии (Nagulesparen et al ., 1976; Woodhouse et al ., 2006). Кроме того, люди с акромегалией, как правило, имеют меньший размер CSA волокон типа II, чем тип I.Это в отличие от населения в целом. Поскольку волокна типа II важны для выработки электроэнергии, это может объяснить их относительную слабость. Сообщалось, что сверхэкспрессия человеческого GH у трансгенных мышей увеличивает процент волокон типа I (Dudley and Portanova, 1987), а у мышей с нокаутом рецептора GH меньше волокон типа I и больше волокон типа II по сравнению с животными дикого типа ( Сотиропулос и др. ., 2006). Взятые вместе, эти наблюдения говорят о скорее отрицательном, чем положительном влиянии длительного супрафизиологического циркулирующего GH (или IGF-I) на выходную мощность и силу.Однако важно помнить, что люди с акромегалией страдают этим заболеванием в течение многих лет и часто имеют другие гормональные нарушения. Следовательно, они не являются лучшей моделью для оценки эффектов супрафизиологического гормона роста у здоровых людей.

В контролируемых испытаниях изучались эффекты приема гормона роста или плацебо в сочетании с упражнениями с отягощениями, известным анаболическим стимулом, на здоровых молодых и пожилых людях. Изучение здоровых пожилых людей представляет интерес, потому что они представляют собой модель дефицита GH, поскольку циркулирующие уровни GH и IGF-I снижаются с возрастом.Хотя причинно-следственная связь еще предстоит продемонстрировать, значительная потеря мышечной массы также связана с увеличением возраста (саркопения). Знаковые исследования Рудмана и др. . (1990, 1991) показали, что введение GH приводит к увеличению безжировой массы тела и снижению соотношения жир / мышцы у пожилых людей. Вопрос в том, связано ли это с увеличением мышечной массы.

Taaffe и др. . (1994, 1996) показали, что у здоровых пожилых мужчин (средний возраст 70 лет).3 года) CSA миофибрил и прирост силы не различались у тех, кто следовал программе тренировок с отягощениями в сочетании с рекомбинантным человеческим гормоном роста (rhGH) или плацебо. В двух других исследованиях, проведенных с участием 31 пожилого мужчины (средний возраст> 70 ​​лет), GH плюс упражнения не оказали эффекта по сравнению с плацебо и упражнениями на увеличение силы, мощности или гипертрофии через 12 недель (Lange et al ., 2002) или 6. месяцев (Hennessey et al ., 2001), администрирование и обучение.

Измерение скорости синтеза и распада белка — это гораздо более чувствительный метод оценки анаболических эффектов введения гормона роста на мышцы, и его преимущество заключается в том, что можно проводить краткосрочные и краткосрочные исследования.Скорость обмена мышечного белка низкая, и изменения мышечной массы за период менее 3 месяцев трудно обнаружить (Rennie, 2003). Следует отметить, что упражнения приводят как к увеличению синтеза, так и к распаду белка, и что именно чистый синтез белка является важным результатом гипертрофии (Rennie et al ., 2004).

Велле и др. . (1996) сообщили о различиях в силе после 12 недель введения GH у пожилых мужчин (средний возраст 66 лет), но не наблюдали различий между группами GH и плацебо с точки зрения средней фракционной скорости распада миофибриллярного белка или средней постабсорбционной фракционной скорости миофибриллярного белка. синтез.Превосходное увеличение синтеза белка в организме наблюдалось как у молодых (средний возраст 23 года; Ярашеский и др. ., 1992), так и у старых (средний возраст 67 лет; Ярашеский и др. ., 1995) нетренированных субъектов, выполняющих упражнения с отягощениями. в комбинации с GH по сравнению с теми, кто принимал плацебо, но, что интересно, этот эффект не отражался в скорости синтеза белка четырехглавой мышцы, что позволяет предположить, что эффекты GH не на мышечной ткани. Ярашеский и др. . (1993) также продемонстрировали отсутствие эффекта от двухнедельного введения GH на скорость синтеза белка четырехглавой мышцы или распад белка во всем организме у молодых опытных тяжелоатлетов (средний возраст 23 года).Данные показывают, что нет положительного эффекта от приема GH в сочетании с программой упражнений для набора мышечной массы.

Однако сообщалось об увеличении синтеза мышечного белка и чистого синтеза белка всего тела у пожилых людей с низким уровнем GH в сыворотке крови после 1 месяца лечения GH или IGF-I (Butterfield et al ., 1997). Никаких измерений размера или функции мышц не проводилось. Повышенный синтез мышечного белка также наблюдался у молодых, здоровых мужчин после приема GH в состоянии покоя и после ночного голодания (Fryburg et al ., 1991; Фрайбург и Барретт, 1993). Поскольку тренировка может повлиять на синтез белка на срок до 72 часов (Rennie et al ., 2004), возможно, что в исследованиях, в которых используются протоколы упражнений, стимул к физической нагрузке маскирует любые эффекты приема гормона роста.

Несмотря на наблюдения влияния GH и IGF-I на синтез белка, факт остается фактом: у здоровых субъектов не наблюдается увеличения мышечной массы после длительного приема GH, поэтому какие-либо преимущества вряд ли будут связаны с увеличением мышечной массы. .В группах GH плюс упражнения уровни циркулирующего IGF-I и масса без жира были постоянно увеличены по сравнению с группами плацебо. Таким образом, можно экстраполировать, что увеличение циркулирующего IGF-I также не повлияет на мышечную массу здоровых людей. Введение IGF-I резко активирует синтез мышечного белка (Fryburg et al ., 1995), но, как и в случае с GH, одногодичное введение не привело к увеличению безжировой массы тела (Friedlander et al ., 2001). Воздействие GH на безжировую массу может быть связано с задержкой воды, которая является известным побочным эффектом введения GH, или с увеличением мягких тканей из-за стимулирующих эффектов GH на синтез коллагена.

Несмотря на отсутствие доказательств анаболической активности GH у здоровых людей, есть доказательства антикатаболической активности GH, а также IGF-I. В исследовании, сравнивающем инфузию IGF-I с GH, было продемонстрировано, что оба агента уменьшают отрицательный баланс азота во время ограничения калорийности у людей.Однократная доза GH вводилась в течение 24 часов, тогда как IGF-I вводился непрерывно в течение 16 часов каждый день. Концентрации IGF-I в сыворотке были в три раза выше у субъектов, получавших IGF-I, по сравнению с теми, кто принимал GH, но лечение было одинаково эффективным в снижении отрицательного баланса азота. Это предполагает, что лечение GH было более эффективным (Clemmons et al ., 1992), что соответствует GH, имеющему как опосредованные IGF-I, так и прямые эффекты. Альтернативно, это может быть связано с ингибированием по отрицательной обратной связи высвобождения эндогенного GH или с аутокринным / паракринным действием тканевого IGF-I в группе лечения IGF-I.Примечательно, что ни GH, ни IGF-I не приводили к положительному балансу азота.

Последующее исследование было выполнено для сравнения лечения IGF-I отдельно и в сочетании с GH (Kupfer et al ., 1993). Протоколы были идентичны, как и эффекты самого IGF-I, но комбинация IGF-I и GH была намного более эффективной, что привело к положительному балансу азота в течение 2 дней после начала лечения. Синтез мышечного белка не измерялся, поэтому еще предстоит установить, применимы ли эти эффекты к мышцам или другим тканям.Влияние GH в сочетании с IGF-I на синтез белка и применимость для лечения заболеваний, связанных с катаболизмом, особенно тех, для которых лечение GH само по себе оказалось неэффективным, еще предстоит определить.

Комбинированная инъекция IGF-I / IGFBP3 также, по-видимому, очень эффективна для увеличения чистого белкового баланса в ноге у ожоговых пациентов с катаболическим действием, но неэффективна у некатаболических пациентов (Herndon et al ., 1999). У тренированных на выносливость спортсменов было показано, что введение ГР в течение 1 и 4 недель снижает окисление лейцина во время упражнений на 50% и увеличивает скорость неокислительного удаления лейцина в состоянии покоя (мера синтеза белка) и во время упражнений (Healy и др. ., 2003). Это может быть полезно для экономии белка у спортсменов на выносливость, но специфический для мышц эффект не был определен.

Таким образом, нормальная функция GH / IGF-I действительно играет роль в развитии и поддержании мышечной массы, как было собрано из данных, полученных у пациентов с дефицитом GH, ожоговых пациентов, животных с гипофизэктомией и животных моделей, в которых рецептор GH и IGF -ИР активность отсутствует. Однако введение GH или IGF-I не имеет доказанных преимуществ для мышечной массы у здоровых субъектов, у которых функция GH в норме ().В большинстве исследований на животных GH вводят, пока животные еще растут, и это может искажать результаты по сравнению с введением взрослым животным. Кроме того, необходимо учитывать видовые различия между грызунами и людьми в функционировании оси GH / IGF-I. Исследования с трансгенными животными и животными с нокаутом также осложняются тем фактом, что может быть затронуто эмбриональное развитие ткани, и это может иметь различные последствия для изменения экспрессии генов после того, как животное достигнет зрелости.

Обзор эффектов различных уровней гормона роста (GH), циркулирующего IGF-I (cIGF-I) и IGF-I, синтезированного в мышцах (mIGF-I), на мышечную массу и / или производительность. У здоровых людей супрафизиологический GH и cIGF-I не влияют на мышечную массу. Напротив, супрафизиологические уровни mIGF-I увеличивают мышечную массу и могут играть роль в гипертрофической адаптации к упражнениям. Дефицит GH или IGF-I приводит к снижению мышечной массы.

Аутокринные и паракринные эффекты IGF-I

Прямая инфузия GH или IGF-I в мышцу крысы действительно приводит к увеличению массы, что свидетельствует о том, что для гипертрофии важны местные аутокринные / паракринные, а не системные эндокринные эффекты ( Адамс и МакКью, 1998).Инфузия GH также приводит к увеличению количества белка IGF-I в инфузированной мышце, поэтому вполне вероятно, что гипертрофические эффекты GH опосредуются местно продуцируемым IGF-I.

В поддержку этого есть веские доказательства того, что эффекты GH в кости опосредуются местно продуцируемым IGF-I. GH стимулирует рост продольной кости при инъекции непосредственно в проксимальные эпифизарные пластинки большеберцовой кости у гипофизэктомированных крыс, но только на стороне инъекции (Isaksson et al ., 1982).Коинфузия антисыворотки против IGF-I вместе с GH в артериальное кровоснабжение задней конечности полностью устраняет эффект GH (Schlechter et al ., 1986). Обработка GH также увеличивает количество IGF-иммунореактивных клеток и экспрессию информационной РНК IGF-I в пролиферативной зоне пластинки роста.

Упражнения с отягощениями — это анаболический стимул, к которому почти всегда существует гипертрофическая адаптация. В моделях на животных компенсаторная гипертрофия тренируемой мышцы сопровождается увеличением продукции мРНК IGF-I и пептида IGF-I, особенно в тренируемой мышце, и это предшествует увеличению мышечной ДНК и содержания белка (Adams and Haddad, 1996).Повышение уровня IGF-I также наблюдается в мышцах после индуцированной растяжением гипертрофии миофибрилл (Czerwinski et al ., 1994) и во время регенерации мышц после травмы (Levinovitz et al ., 1992). Коулман и др. . (1995) впервые сообщили, что экспрессия IGF-I под контролем мышечного промотора у трансгенных мышей приводит к значительной гипертрофии, ограниченной мышечной тканью, без влияния на циркулирующие уровни IGF-I или размер тела. Существуют и другие мышечно-специфичные трансгены IGF-I, и было показано, что мышечно-специфическая сверхэкспрессия IGF-I предотвращает возрастную атрофию и улучшает миопатические фенотипы (Musaro et al ., 2001, Шавлакадзе и др. ., 2005).

Местная регуляция IGF-I, по-видимому, также увеличивает реакцию на тренировку с отягощениями даже у животных с нормальным статусом GH. У крыс прямая инъекция в мышцу аденовирусного вектора, кодирующего IGF-I, в сочетании с тренировкой с отягощениями увеличивала как массу, так и производство силы по сравнению с лечением отдельно (Lee et al ., 2004). Инъекции векторов IGF-I также предотвращали потерю мышечной массы после периода детренированности.Тем не менее, упражнения с отягощениями должны были иметь дополнительные эффекты для повышения локальной выработки IGF-I, поскольку они были более эффективны, чем IGF-I, в увеличении мышечной массы. Действительно, недавняя статья показала, что механическая стимуляция может вызывать гипертрофию у мышей MKR, которые сверхэкспрессируют доминантно-отрицательный рецептор инсулина, особенно в скелетных мышцах, которые ингибируют передачу сигналов IR или IGF1R (Spangenburg et al ., 2008). Это удивительно, но не совсем неожиданно, поскольку существуют другие пути, которые регулируются мышечной активностью и могут приводить к передаче сигналов AKT.Фосфорилирование AKT также не нарушалось у мышей MKR в ответ на перегрузку.

Гистологические наблюдения показывают, что физические упражнения и IGF-I имеют разные механизмы действия (Lee et al ., 2004). IGF-I стимулирует слияние сателлитных клеток с существующими волокнами, что определяется увеличением количества миофибрилл с ядрами, расположенными в центре, а не на периферии. Само по себе упражнение с сопротивлением не приводит к заметному увеличению числа ядер, расположенных в центре. Центрально расположенные ядра считаются показателем недавно слитых ядер или образования новых миофибрилл.По мере созревания миофибры ядра перемещаются к периферии клетки. Таким образом, возможно, что упражнения не вызывают заметной активации и слияния сателлитных клеток или что упражнения важны для созревания волокон и периферической локализации / созревания миофибрилл. С другой стороны, стойкое повышение уровня IGF-I может фактически задерживать созревание миофибрилл.

Сопоставимые исследования на людях по понятным причинам не проводились. Однако есть несколько сообщений об активации мРНК IGF-I после упражнений с отягощениями (Bamman et al ., 2001; Хамид и др. , 2003, 2004; Kim et al ., 2005b). В одном исследовании также наблюдалась повышенная иммунореактивность IGF-I, но использованное антитело перекрестно реагирует с IGF-II, поэтому результаты могут быть неспецифичными (Fiatarone-Singh et al ., 1999). Чистое высвобождение IGF-I мышцами во время упражнений на выносливость наблюдалось у людей путем измерения различий в концентрациях гормонов в артериальных венах (Brahm et al ., 1997).

В соответствии с аутокринно-паракринной теорией действия IGF-I, эндокринологический статус животных и людей, по-видимому, не влияет на способность мышц к гипертрофии после упражнений.Гипофизэктомированные крысы, у которых было снижено количество циркулирующих GH и IGF-I, способны к гипертрофии в той же степени, что и контрольные (DeVol et al ., 1990). Люди с дефицитом GH или очень пожилые люди с низким GH и IGF-I также адаптируются к упражнениям с отягощениями, увеличивая мышечную массу и силу.

Аналогичным образом, системный статус GH, по-видимому, не влияет на индуцированную физической нагрузкой повышающую регуляцию мРНК мышечного IGF-I у крыс (DeVol et al ., 1990). У пожилых людей введение GH не вызывает увеличения мышечной массы и не индуцирует активную регуляцию IGF-мРНК в мышцах, несмотря на увеличение сывороточного IGF-I (Taaffe et al ., 1996). Однако было показано, что одно только введение GH влияет на экспрессию 3′-варианта сплайсинга IGF-I (IGF-IEa) в мышцах пожилых мужчин (Hameed et al ., 2004). Расхождение между результатами Hameed et al . и Taaffe и др. . можно объяснить тем, что не вся мРНК IGF-I, измеренная последним, была IGF-IEa. Три варианта сплайсинга 3′-IGF-I были идентифицированы в мышцах человека. Эти варианты сплайсинга имеют общие последовательности, которые были измерены Taaffe et al .Таким образом, если колебания в одной изоформе компенсируются снижением в другой, будут наблюдаться неизменные общие уровни транскрипта IGF-I, если для количественной оценки используются общие области. Структура и предполагаемые функции вариантов сплайсинга IGF-I в мышцах обсуждаются в другом месте (Shavlakadze et al ., 2005; Barton, 2006).

Взаимодействие между системным и локально продуцируемым IGF-I

Взаимодействие между циркулирующей и локальной экспрессией IGF-I также может играть роль в регулировании мышечной массы.В отличие от трансгенных мышей, сверхэкспрессирующих IGF-I под контролем мышечно-специфичных промоторов, трансгенные мыши, сверхэкспрессирующие IGF-I более широко, под контролем промотора металлотионеина, имеют повышенную концентрацию IGF-I в сыворотке (Mathews et al ., 1988. ). У них также наблюдается повышенная масса тела и органегалия, но лишь незначительное улучшение мышечной массы. В другой модели, где экспрессия IGF-I контролируется мышечным промотором, но конструкция содержит сигнальный пептид соматостатина для обеспечения секреции, наблюдаются повышенные уровни циркулирующего и мышечного IGF-I, но не гипертрофия мышц (Shavlakadze et al. ., 2006). Это резко контрастирует с животными, у которых IGF-I экспрессируется в мышцах, не приводя к сопутствующему увеличению сывороточного IGF-I (Coleman et al ., 1995; Musaro et al ., 2001). Возможно, что повышенный уровень циркулирующего IGF-I влияет на GH и, таким образом, имеет последствия для синтеза аутокринных / паракринных уровней IGF-I. Альтернативно, повышенный уровень циркулирующего IGF-I может напрямую подавлять синтез IGF-I в мышцах или эффекты местного IGF-I. Действительно, сообщалось, что мРНК IGF-I подавляется в культивируемых мышечных клетках после обработки IGF-I (Frost et al ., 2002).

Недавно мы наблюдали, что введение GH не увеличивает IGF-IEa в скелетных мышцах молодых мужчин (M Aperghis et al ., 2004), тогда как у пожилых мужчин GH приводит к увеличению IGF-IEa в скелетных мышцах (Hameed et al. al ., 2004). У молодых мужчин введение GH приводило к супрафизиологическим уровням IGF-I в сыворотке, тогда как у пожилых мужчин уровни IGF-I в сыворотке крови после лечения были эквивалентны уровням до лечения, наблюдаемым у молодых мужчин. Влияние супрафизиологического и нормального циркулирующего IGF-I на мышечную гипертрофию и локальную продукцию IGF-I еще предстоит детально исследовать.

Исследования клеточных культур

Простая и полезная система для изучения сигнальных путей в скелетных мышцах — это культивируемые мышечные клетки или миобласты, полученные из мышечных эксплантатов. Их можно вызвать к пролиферации и дифференцировке in vitro . Дифференциация включает необратимую остановку клеточного цикла и слияние с многоядерными мышечными трубками, которые экспрессируют специфичные для мышц маркеры, такие как миогенин, тяжелая цепь саркомерного миозина и мышечная креатинкиназа. В отличие от мышечных трубок, образующихся во время эмбрионального развития, культивируемые мышечные трубки не созревают в миофибриллы.Эта модель in vitro , тем не менее, полезна для различения эффектов IGF-I на пролиферацию, дифференцировку и гипертрофию, поскольку IGF-I может быть добавлен или передача сигналов может модулироваться на разных стадиях процесса дифференцировки.

Обработка пролиферирующих миобластов C2C12 (линия клеток грызунов) IGF-I приводит к усилению пролиферации, но как только клетки перестают пролиферировать, лечение приводит к усиленному слиянию и гипертрофии образующихся мышечных трубок (Rommel et al ., 2001). Гипертрофия также наблюдается после лечения IGF-I первичных птичьих (Vandenburgh et al ., 1991) и человеческих мышечных клеток (Jacquemin et al ., 2004, 2007).

IGF-I увеличивает размер мышечных трубок человека независимо от того, начинается ли лечение, когда миобласты все еще пролиферируют, или после прекращения пролиферации (Jacquemin et al ., 2004, 2007). IGF-I, по-видимому, регулирует размер мышечной трубки человека, активируя синтез белка, ингибируя деградацию белка и индуцируя слияние резервных клеток.Во время дифференцировки в культуре большинство клеток выходят из клеточного цикла и сливаются, но всегда остается небольшое количество так называемых резервных клеток, которые остаются мононуклеарными. Слияние большей части резервных клеток увеличивает количество ядер, обнаруженных в мышечных трубках (индекс слияния), и это приводит к увеличению мышечных трубок. Ингибирование нескольких путей (p42MAPK, кальциневрин, AKT) снижает индекс слияния и ответы синтеза белка миобластов человека на лечение IGF-I. С другой стороны, ингибирование GSK3, негативного регулятора синтеза белка, имитирует эти ответы в отсутствие IGF-I.Ингибирование пути p38 MAPK не имеет эффекта, что согласуется с его ролью в пролиферации миобластов, а не в дифференцировке.

Влияние IGF-I на рекрутирование резервных клеток, по-видимому, является косвенным и является результатом повышенной выработки цитокина интерлейкина-13 обработанными мышечными трубками. Остается продемонстрировать, индуцируется ли индукция слияния сателлитных клеток интерлейкином-13 in vivo и регулируется ли экспрессия этого цитокина в мышцах с помощью IGF-I.Также неясно, является ли слияние ядер причиной или следствием активации синтеза белка и увеличения размера клеток. Последнее кажется более вероятным, поскольку фенотип клеток, обработанных рапамицином, намного более драматичен, чем фенотип клеток, обработанных другими ингибиторами.

Обработка первичных мышечных клеток мышей IGF-I или GH увеличивает размер миотрубок в такой же степени (Sotiropoulos et al ., 2006). В соответствии с исследованиями миобластов человека с использованием IGF-I, эксперименты по лечению GH привели к увеличению мышечных трубок с большим количеством ядер и, по-видимому, включали передачу сигналов через фактор транскрипции NFATc2 ().Это предполагает, что в культуре эффекты GH на размер мышц также опосредуются IGF-I, как показано in vivo (Kim et al ., 2005a). Однако комбинированное лечение GH и IGF-I было более эффективным в увеличении размера мышечной трубки, чем любой из этих гормонов по отдельности. Кроме того, гипертрофия мышечных трубок GHR — / — после лечения IGF-I была хуже, чем гипертрофия мышечных трубок дикого типа. Эти наблюдения предполагают, что GH также имеет IGF-I-независимые эффекты. Это подтверждается сравнением фенотипов животных с нокаутом по GHR — / — и IGF-I — / — (Lupu et al ., 2001).

Эффекты гормона роста (GH) и циркулирующего IGF-I (IGF-I) на культивируемых мышечных трубках. И GH, и IGF-I вызывают гипертрофию мышечных трубок. IGF-I увеличивает синтез белка и подавляет деградацию белка. Кроме того, он вызывает слияние миобластов, регулируя синтез интерлейкина (ИЛ) -13. Возможно, что ответ IL-13 является вторичным по отношению к синтезу белка, и новые ядра рекрутируются только тогда, когда это необходимо для максимального роста. Действительно, обработка культур рапамицином, ингибитором mTOR, подавляет как гипертрофию, так и увеличение индекса слияния мышечных трубок, обработанных IGF-I (Jacquemin et al ., 2007). Совместная обработка культур с GH и IGF-I вызывает больший прирост гипертрофии, чем любое лечение по отдельности. Таким образом, гормоны оказывают различное и частично совпадающее действие на клетки.

Другие эффекты GH и IGF-I

У взрослых людей введение GH является липолитическим и вызывает повышение содержания свободных в сыворотке жирных кислот. В свою очередь, это подавляет захват глюкозы сердцем, жировой тканью и мышцами и может лежать в основе гипергликемии и инсулинорезистентности, связанных с акромегалией. GH также вызывает увеличение поглощения воды кишечником и задержку натрия, что приводит к накоплению внеклеточной жидкости, синдрому запястного канала и гипертонии.Для более глубокого обсуждения этих эффектов GH читатель может обратиться к двум всеобъемлющим и недавним обзорам (Woodhouse et al ., 2006; Gibney et al ., 2007).

GH и IGF-I имеют противоположные метаболические эффекты. В исследовании Clemmons et al . (1992) Введение GH вызывало гипергликемию, тогда как введение IGF-I вызывало гипогликемию. Комбинация двух гормонов ослабляла гипогликемические и гипоинсулинемические эффекты IGF-I и, наоборот, гипергликемические, гиперинсулинемические эффекты GH (Kupfer et al ., 1993). Гормоны имели противоположные эффекты на IGBP3 с IGF-I, вызывая снижение этой молекулы в сыворотке, тогда как совместное введение с GH приводило к увеличению IGFBP3. Учитывая эффекты комбинированного приема, кажется правдоподобным, что побочные эффекты от приема любого из белков по отдельности сводят на нет пользу, тогда как комбинация двух гормонов аннулирует побочные эффекты и усиливает пользу. Введение IGF-I с IGFBP3 также, по-видимому, уменьшает некоторые побочные эффекты (Herndon et al ., 1999).

GH как препарат, повышающий производительность

Упражнения на сопротивление и выносливость вызывают высвобождение GH. Чем выше интенсивность упражнений, тем больше амплитуда пикового пульса GH (Gibney et al ., 2007). IGF-I также немного увеличивается после интенсивных упражнений. Хронические упражнения приводят к повышению уровня как IGF-I, так и GH в сыворотке крови, а у спортсменов, как правило, эти значения выше, чем у населения в целом, что предполагает роль GH и IGF-I в адаптации к упражнениям (Healy et al ., 2005). Эти наблюдения наряду с ролью GH в постнатальном росте тела привели к предположению, что лечение GH является анаболическим для мышц. Использование GH и IGF-I запрещено Всемирным антидопинговым агентством не только из-за принципа честной игры в соревновательных видах спорта, но и из-за неблагоприятного воздействия супрафизиологических доз на здоровье. Кроме того, хотя рчГР доступен с 1985 года, гормон роста, выделенный из гипофиза человеческих трупов, все еще доступен в некоторых странах.Введение из этого источника несет в себе значительный риск заражения трансмиссивными заболеваниями головного мозга, такими как болезнь Крейтцфельдта – Якоба.

Использование GH в любительском и профессиональном спорте, по-видимому, широко распространено, хотя есть достаточно веские доказательства того, что супрафизиологическое введение GH не усиливает влияние упражнений на мышечную массу и силу у здоровых людей. Использование IGF-I, вероятно, более ограничено, поскольку он менее доступен, чем GH.

Привлекательность злоупотребления GH может быть вызвана несколькими причинами (Rennie, 2003; Rigamonti et al ., 2005; Saugy et al ., 2006; Гибни и др. ., 2007). Во-первых, GH является липолитиком, хотя это преимущество не всегда может быть очевидным у хорошо тренированных спортсменов с низким содержанием жира в организме (Deyssig et al ., 1993). Во-вторых, GH оказывает известное влияние на обмен коллагена и костей, и было высказано предположение, что его супрафизиологическое введение может укрепить соединительную ткань, тем самым параллельно увеличивая силу, вызванную упражнениями (или другими мерами, такими как анаболические стероиды), тем самым снижая риск повреждения этих тканей. ткани.В-третьих, GH имеет анекодальные побочные эффекты, такие как улучшение тонуса кожи, зрения и время восстановления после травм, все из которых можно считать полезными для спортсмена, подвергающегося напряженным тренировкам. В-четвертых, спортсмены часто принимают вещества, улучшающие спортивные результаты, в комбинации — практика, известная как стекинг. Соответствующих плацебо-контролируемых исследований с использованием GH в сочетании с другими веществами немного. В-пятых, в более высоких дозах, которые, как сообщается, используются спортсменами, GH может быть более эффективным, чем в дозах, утвержденных для научных исследований, которые ограничены из-за осложнений, связанных с введением GH.Задержка жидкости, возникающая при приеме гормона роста, обычно хорошо переносится, и большинство испытуемых с удовольствием продолжают принимать гормон роста. Об атралгии, синдроме запястного канала, отеках и фибрилляции предсердий сообщалось в исследованиях, в которых применялось введение гормона роста, иногда приводившее к отмене.

Производительность упражнений (максимальное потребление кислорода, порог вентиляции и мышечная сила) ниже, чем прогнозировалось для возраста, пола и роста у пациентов с GHD, и они улучшаются при замещении GH (Woodhouse et al ., 2006). Эти улучшения пропорциональны увеличению безжировой массы тела. Это говорит о том, что рост производительности может быть обусловлен скорее составом тела и метаболической адаптацией, чем увеличением мышечной массы. Влияние на топливный метаболизм, V, O ₂ max и порог вентиляции может иметь значение для спортсменов, стремящихся улучшить выносливость (Woodhouse et al ., 2006; Gibney et al ., 2007). Комбинация тестостерона и GH привела к улучшению состава тела и V O ₂ max у пожилых мужчин, что позволяет предположить, что GH действительно оказывает эффект повышения производительности (Giannoulis et al ., 2006). GH также улучшает аэробные характеристики у тех, кто в анамнезе принимал андрогенные анаболические стероиды (Graham et al ., 2007).

Заключение

Механизмы, которые приводят к адаптации мышц к перегрузке, до конца не изучены. Также нет тех, которые регулируют развитие и поддержание мышечной массы. GH и IGF-I явно играют роль в развитии мышц до и после рождения. У взрослых с GHD есть доказательства того, что сывороточный GH влияет на поддержание мышечной массы, но у здоровых взрослых ни GH, ни IGF-I не имеют и не усиливают гипертрофический эффект упражнений.Напротив, многие доказательства подтверждают гипертрофический эффект аутокринного / паракринного IGF-I у животных и предполагают, что он может играть роль в адаптации к перегрузке как у животных, так и у людей. Повышенная мышечная экспрессия IGF-I также усиливает эффекты тренировки у животных. Местная инъекция белка или плазмид GH или IGF-I эффективна в моделях на животных и в конечном итоге может быть использована с терапевтическими целями. Имеются данные о влиянии гормона роста на другие параметры производительности, что связано с увеличением безжировой массы тела, а не с увеличением массы скелетных мышц.

Примечания

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

• Адамс Г.Р., Хаддад Ф. Взаимосвязь между IGF-1, содержанием ДНК и накоплением белка во время гипертрофии скелетных мышц. J Appl Physiol. 1996. 81: 2509–2516. [PubMed] [Google Scholar]
• Adams GR, McCue SA. Локальная инфузия IGF-I приводит к гипертрофии скелетных мышц у крыс. J Appl Physiol. 1998; 84: 1716–1722. [PubMed] [Google Scholar]
• Antonio J, Gonyea WJ.Прогрессирующая перегрузка скелетных мышц растяжением приводит к гипертрофии перед гиперплазией. J Appl Physiol. 1993; 75: 1263–1271. [PubMed] [Google Scholar]
• Aperghis M, Hameed M, Bouloux P, Goldspink G, Harridge S. Две недели введения GH не увеличивают экспрессию вариантов сплайсинга мРНК инсулиноподобного фактора роста-I в скелетных мышцах Молодые люди. J Physiol. 2004; 558P: C4. [Google Scholar]
• Араки Э., Липес М.А., Патти М.Э., Брунинг Дж. К., Хааг Б., III, Джонсон Р.С. и др.Альтернативный путь передачи сигналов инсулина у мышей с направленным разрушением гена IRS-1 . Природа. 1994; 372: 186–190. [PubMed] [Google Scholar]
• Ayuk J, Sheppard MC. Гормон роста и его нарушения. Postgrad Med J. 2006; 82: 24–30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Баар К., Надер Г., Бодин С. Упражнения с сопротивлением, нагрузка / разгрузка мышц и контроль мышечной массы. Очерки Биохимии. 2006; 42: 61–74. [PubMed] [Google Scholar]
• Бах Л.А., Шей С., Сакано К., Фудзивара Х., Пердью Дж. Ф., Рехлер М. М..Связывание мутантов человеческого инсулиноподобного фактора роста II с белками, связывающими инсулиноподобный фактор роста 1-6. J Biol Chem. 1993; 268: 9246–9254. [PubMed] [Google Scholar]
• Бейкер Дж., Лю Дж. П., Робертсон Э. Дж., Эфстратиадис А. Роль инсулиноподобных факторов роста в эмбриональном и постнатальном росте. Клетка. 1993; 75: 73–82. [PubMed] [Google Scholar]
• Бамман М.М., Шипп Дж. Р., Цзян Дж., Гауэр Б., Хантер Г. Р., Гудман А. и др. Механическая нагрузка увеличивает концентрацию мРНК мышечного IGF-I и рецептора андрогенов у человека.Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001; 280: E383 – E390. [PubMed] [Google Scholar]
• Barton ER. Азбука изоформ IGF-I: влияние на мышечную гипертрофию и последствия для восстановления. Appl Physiol Nutr Metab. 2006; 31: 791–797. [PubMed] [Google Scholar]
• Behringer RR, Lewin TM, Quaife CJ, Palmiter RD, Brinster RL, D’Ercole AJ. Экспрессия инсулиноподобного фактора роста I стимулирует нормальный соматический рост у трансгенных мышей с дефицитом гормона роста. Эндокринология. 1990; 127: 1033–1040. [PubMed] [Google Scholar]
• Береловиц М., Сабо М., Фроман Л.А., Файерстоун С., Чу Л., Хинц Р.Л.Соматомедин-C опосредует отрицательную обратную связь гормона роста, воздействуя как на гипоталамус, так и на гипофиз. Наука. 1981; 212: 1279–1281. [PubMed] [Google Scholar]
• Берманн М., Яффе, Калифорния, Цай В., ДеМотт-Фриберг Р., Баркан А.Л. Отрицательная обратная связь регуляции пульсирующей секреции гормона роста инсулиноподобным фактором роста I. Участие гипоталамического соматостатина. J Clin Invest. 1994. 94: 138–145. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Bolster DR, Crozier SJ, Kimball SR, Jefferson LS.AMP-активированная протеинкиназа подавляет синтез белка в скелетных мышцах крысы посредством подавления передачи сигналов рапамицина (mTOR) млекопитающим. J Biol Chem. 2002; 277: 23977–23980. [PubMed] [Google Scholar]
• Bolster DR, Jefferson LS, Kimball SR. Регулирование синтеза белка, связанного с гипертрофией скелетных мышц, с помощью передачи сигналов, индуцированных инсулином, аминокислотами и физической нагрузкой. Proc Nutr Soc. 2004. 63: 351–356. [PubMed] [Google Scholar]
• Brahm H, Piehl-Aulin K, Saltin B, Ljunghall S.Чистые потоки гормонов, факторов роста и биомаркеров костного метаболизма через рабочее бедро во время краткосрочных динамических упражнений. Calcif Tissue Int. 1997. 60: 175–180. [PubMed] [Google Scholar]
• Бакуэй К.К., Гевара-Агирре Дж., Пратт К.Л., Буррен С.П., Розенфельд Р.Г. Пересмотр теста поколения IGF-I: маркер чувствительности к GH. J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 5176–5183. [PubMed] [Google Scholar]
• Баттерфилд Дж. Э., Томпсон Дж., Ренни М. Дж., Маркус Р., Хинц Р. Л., Хоффман А. Р.. Влияние лечения rhGH и rhIGF-I на использование белка у пожилых женщин.Am J Physiol. 1997; 272: E94 – E99. [PubMed] [Google Scholar]
• Cho H, Thorvaldsen JL, Chu Q, Feng F, Birnbaum MJ. Akt1 / PKBalpha необходим для нормального роста, но незаменим для поддержания гомеостаза глюкозы у мышей. J Biol Chem. 2001; 276: 38349–38352. [PubMed] [Google Scholar]
• Клеммонс Д. Р., Смит-Бэнкс А., Андервуд Л. Е.. Обращение к катаболизму, вызванному диетой, путем вливания рекомбинантного инсулиноподобного фактора роста-I людям. J Clin Endocrinol Metab. 1992; 75: 234–238. [PubMed] [Google Scholar]
• Коулман М.Э., ДеМайо Ф., Инь К.С., Ли Х.М., Геске Р., Монтгомери К. и др.Миогенная векторная экспрессия инсулиноподобного фактора роста I стимулирует дифференцировку мышечных клеток и гипертрофию миофибрилл у трансгенных мышей. J Biol Chem. 1995; 270: 12109–12116. [PubMed] [Google Scholar]
• Cuneo RC, Salomon F, Wiles CM, Hesp R, Sonksen PH. Лечение гормона роста у взрослых с дефицитом гормона роста. I. Влияние на мышечную массу и силу. J Appl Physiol. 1991; 70: 688–694. [PubMed] [Google Scholar]
• Cuneo RC, Salomon F, Wiles CM, Round JM, Jones D, Hesp R, et al.Гистология скелетных мышц у взрослых с дефицитом GH: сравнение с нормальными мышцами и ответ на лечение GH. Horm Res. 1992; 37: 23–28. [PubMed] [Google Scholar]
• Czerwinski SM, Martin JM, Bechtel PJ. Модуляция количества мРНК IGF во время гипертрофии и регрессии скелетных мышц, вызванных растяжением. J Appl Physiol. 1994; 76: 2026–2030. [PubMed] [Google Scholar]
• Д’Эркол Дж., Стайлз А.Д., Андервуд LE. Концентрации соматомедина С в тканях: дополнительные доказательства множественных участков синтеза и паракринных или аутокринных механизмов действия.Proc Natl Acad Sci USA. 1984; 81: 935–939. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• DeVol DL, Rotwein P, Sadow JL, Novakofski J, Bechtel PJ. Активация экспрессии гена инсулиноподобного фактора роста во время роста скелетных мышц, вызванного работой. Am J Physiol. 1990; 259: E89 – E95. [PubMed] [Google Scholar]
• Deyssig R, Frisch H, Blum WF, Waldhor T. Влияние лечения гормоном роста на гормональные параметры, состав тела и силу у спортсменов. Acta Endocrinol (Копен) 1993; 128: 313–318.[PubMed] [Google Scholar]
• Дадли Г.А., Портанова Р. Гистохимические характеристики камбаловидной мышцы у трансгенных мышей с чГР. Proc Soc Exp Biol Med. 1987; 185: 403–408. [PubMed] [Google Scholar]
• Эфстратиадис А. Генетика роста мышей. Int J Dev Biol. 1998. 42: 955–976. [PubMed] [Google Scholar]
• Fiatarone-Singh MA, Wenjing D, Manfredi TJ, Solares GS, O’Neill EF, Clements KM, et al. Инсулиноподобный фактор роста I в скелетных мышцах после силовых упражнений у ослабленных пожилых людей.Am J Physiol Endocrinol Metab. 1999; 277: E135 – E143. [PubMed] [Google Scholar]
• Фрик Г. П., Тай Л. Р., Баумбах В. Р., Гудман Х. М.. Распределение в тканях, обмен и гликозилирование длинных и коротких изоформ рецепторов гормона роста в тканях крыс. Эндокринология. 1998. 139: 2824–2830. [PubMed] [Google Scholar]
• Фридлендер А.Л., Баттерфилд Г.Е., Мойнихан С., Грилло Дж., Поллак М., Холлоуэй Л. и др. Один год лечения инсулиноподобным фактором роста I не влияет на плотность костей, состав тела или психологические показатели у женщин в постменопаузе.J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 1496–1503. [PubMed] [Google Scholar]
• Frost RA, Nystrom GJ, Lang CH. Регулирование мРНК IGF-I и сигнальных преобразователей и активаторов транскрипции-3 и -5 (Stat-3 и -5) с помощью GH в миобластах C2C12. Эндокринология. 2002; 143: 492–503. [PubMed] [Google Scholar]
• Fryburg DA, Barrett EJ. Гормон роста резко стимулирует скелетные мышцы, но не синтез белка всего тела у людей. Обмен веществ. 1993; 42: 1223–1227. [PubMed] [Google Scholar]
• Фрибург Д.А., Гельфанд Р.А., Барретт Э.Дж.Гормон роста резко стимулирует синтез белка в мышцах предплечья у нормальных людей. Am J Physiol. 1991; 260: E499 – E504. [PubMed] [Google Scholar]
• Fryburg DA, Jahn LA, Hill SA, Oliveras DM, Barrett EJ. Инсулин и инсулиноподобный фактор роста-I усиливают анаболизм белков скелетных мышц человека во время гипераминоацидемии с помощью различных механизмов. J Clin Invest. 1995; 96: 1722–1729. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Giannoulis MG, Sonksen PH, Umpleby M, Breen L, Pentecost C, Whyte M, et al.Эффекты гормона роста и / или тестостерона у здоровых пожилых мужчин: рандомизированное контролируемое исследование. J Clin Endocrinol Metab. 2006. 91: 477–484. [PubMed] [Google Scholar]
• Гибни Дж., Хили М.Л., Сонксен PH. Ось гормона роста / инсулиноподобного фактора роста-I в упражнениях и спорте. Endocr Rev.2007; 28: 603–624. [PubMed] [Google Scholar]
• Гибсон Дж., Смит К., Ренни М. Дж. Профилактика атрофии мышц при неиспользовании с помощью электростимуляции: поддержание синтеза белка. Ланцет.1988; 2: 767–770. [PubMed] [Google Scholar]
• Glass DJ. Сигнальные пути гипертрофии и атрофии скелетных мышц. Int J Biochem Cell Biol. 2005; 37: 1974–1984. [PubMed] [Google Scholar]
• Гольденберг Н., Баркан А. Факторы, регулирующие секрецию гормона роста у людей. Endocrinol Metab Clin North Am. 2007; 36: 37–55. [PubMed] [Google Scholar]
• Gostelli-Peter M, Winterhalter KH, Schmid C, Froesch ER, Zapf J. Экспрессия и регуляция инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I) и уровней рибонуклеиновой кислоты-мессенджера IGF-связывающего белка в тканях гипофизэктомированных крыс, которым вводили IGF-I и гормон роста.Эндокринология. 1994; 135: 2558–2567. [PubMed] [Google Scholar]
• Грэм М.Р., Бейкер Дж.С., Эванс П., Кикман А., Коуэн Д., Халлин Д. и др. Кратковременное введение рекомбинантного гормона роста человека улучшает дыхательную функцию у лиц, воздерживающихся от употребления анаболических и андрогенных стероидов. Гормона роста IGF Res. 2007. 17: 328–335. [PubMed] [Google Scholar]
• Hameed M, Lange KH, Andersen JL, Schjerling P, Kjaer M, Harridge SD, et al. Влияние рекомбинантного гормона роста человека и силовых тренировок на экспрессию мРНК IGF-I в мышцах пожилых мужчин.J Physiol. 2004; 555: 231–240. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hameed M, Orrell RW, Cobbold M, Goldspink G, Harridge SD. Экспрессия вариантов сплайсинга IGF-I в скелетных мышцах молодого и старого человека после упражнений с высоким сопротивлением. J Physiol. 2003. 547: 247–254. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хили М.Л., Далл Р., Гибни Дж., Бассетт Э., Эрнборг С., Пентекост С. и др. На пути к разработке теста на злоупотребление гормоном роста (GH): исследование экстремальных физиологических диапазонов GH-зависимых маркеров у 813 элитных спортсменов после соревнований.J Clin Endocrinol Metab. 2005; 90: 641–649. [PubMed] [Google Scholar]
• Healy ML, Gibney J, Russell-Jones DL, Pentecost C, Croos P, Sönksen PH, et al. Гормон роста в высоких дозах оказывает анаболический эффект в покое и во время упражнений у спортсменов, тренированных на выносливость. J Clin Endocrinol Metab. 2003. 88: 5221–5226. [PubMed] [Google Scholar]
• Hennessey JV, Chromiak JA, DellaVentura S, Reinert SE, Puhl J, Kiel DP, et al. Влияние введения гормона роста и физических упражнений на тип и диаметр мышечных волокон у умеренно ослабленных пожилых людей.J Am Geriatr Soc. 2001; 49: 852–858. [PubMed] [Google Scholar]
• Herndon DN, Ramzy PI, DebRoy MA, Zheng M, Ferrando AA, Chinkes DL, et al. Катаболизм мышечных белков после тяжелого ожога: эффекты лечения IGF-1 / IGFBP-3. Ann Surg. 1999; 229: 713–720. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Исакссон О.Г., Янссон Ю.О., Гаузе И.А. Гормон роста напрямую стимулирует продольный рост костей. Наука. 1982; 216: 1237–1239. [PubMed] [Google Scholar]
• Jacquemin V, Butler-Browne GS, Furling D, Mouly V.IL-13 опосредует привлечение резервных клеток для слияния во время индуцированной IGF-1 гипертрофии мышечных трубок человека. J Cell Sci. 2007; 120: 670–681. [PubMed] [Google Scholar]
• Jacquemin V, Furling D, Bigot A, Butler-Browne GS, Mouly V. IGF-1 вызывает гипертрофию мышечной трубки человека за счет увеличения набора клеток. Exp Cell Res. 2004. 299: 148–158. [PubMed] [Google Scholar]
• Джонс Дж., Гокерман А., Басби Дж., Младший, Райт Дж., Клеммонс Д. Р.. Белок, связывающий инсулиноподобный фактор роста 1, стимулирует миграцию клеток и связывается с интегрином альфа 5 бета 1 посредством своей последовательности Arg-Gly-Asp.Proc Natl Acad Sci USA. 1993; 90: 10553–10557. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Jorgensen JO, Jessen N, Pedersen SB, Vestergaard E, Gormsen L, Lund SA и др. Передача сигналов рецептора GH в скелетных мышцах и жировой ткани у людей после воздействия внутривенного болюса GH. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006; 291: 899–905. [PubMed] [Google Scholar]
• Kadi F, Thornell LE. Тренировка влияет на фенотип тяжелой цепи миозина в трапециевидной мышце женщин. Histochem Cell Biol.1999; 112: 73–78. [PubMed] [Google Scholar]
• Kajantie E, Dunkel L, Rutanen EM, Seppälä M, Koistinen R, Sarnesto A, et al. IGF-I, IGF-связывающий белок (IGFBP) -3, фосфоизоформы IGFBP-1 и постнатальный рост у младенцев с очень низкой массой тела при рождении. J Clin Endocrinol Metab. 2002; 87: 2171–2179. [PubMed] [Google Scholar]
• Kim H, Barton E, Muja N, Yakar S, Pennisi P, Leroith D. Передача сигналов интактного инсулина и рецептора инсулиноподобного фактора роста I необходима для воздействия гормона роста на рост скелетных мышц и функция in vivo .Эндокринология. 2005a; 146: 1772–1779. [PubMed] [Google Scholar]
• Ким Дж. С., Косек Д. Д., Петрелла Дж. К., Кросс Дж. М., Бамман М. М.. Уровни транскриптов миогенных генов в покое и под нагрузкой различаются у пожилых людей с очевидной саркопенией и у молодых мужчин и женщин. J Appl Physiol. 2005b; 9: 2149–2158. [PubMed] [Google Scholar]
• Кимбалл С.Р., Шанц Л.М., Хорецкий Р.Л., Джефферсон Л.С. Лейцин регулирует трансляцию специфических мРНК в миобластах L6 посредством mTOR-опосредованных изменений доступности eIF4E и фосфорилирования рибосомного белка S6.J Biol Chem. 1999; 274: 11647–11652. [PubMed] [Google Scholar]
• Кьельдсен Т., Андерсен А.С., Виберг Ф.К., Расмуссен Дж.С., Шаффер Л., Балшмидт П. и др. Специфичность лиганда рецептора инсулина и рецептора инсулиноподобного фактора роста I находится в разных областях общего сайта связывания. Proc Natl Acad Sci USA. 1991; 88: 4404–4408. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кодзима М., Хосода Х, Дате Y, Наказато М., Мацуо Х., Кангава К. Грелин — гормон роста, высвобождающий ацилированный пептид из желудка.Природа. 1999; 402: 656–660. [PubMed] [Google Scholar]
• Копчик Дж. Дж., Беллуш Л. Л., Кошигано К. Т.. Трансгенные модели действия гормона роста. Annu Rev Nutr. 1999; 19: 437–461. [PubMed] [Google Scholar]
• Купфер С.Р., Андервуд Л.Е., Бакстер Р.С., Клеммонс Д.Р. Усиление анаболических эффектов гормона роста и инсулиноподобного фактора роста I при одновременном применении обоих агентов. J Clin Invest. 1993; 91: 391–396. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Ланге К.Х., Андерсен Дж. Л., Бейер Н., Исакссон Ф., Ларссон Б., Расмуссен М. Х. и др.Введение GH изменяет изоформы тяжелой цепи миозина в скелетных мышцах, но не увеличивает мышечную силу или гипертрофию, как отдельно, так и в сочетании с тренировками с отягощениями у здоровых пожилых мужчин. J Clin Endocrinol Metab. 2002; 87: 513–523. [PubMed] [Google Scholar]
• Ли С., Бартон Э. Р., Суини Х. Л., Фаррар Р. П.. Вирусная экспрессия инсулиноподобного фактора роста-I усиливает гипертрофию мышц у крыс, тренирующихся с отягощениями. J Appl Physiol. 2004. 96: 1097–1104. [PubMed] [Google Scholar]
• Ле Ройт Д., Бонди С., Якар С., Лю Дж. Л., Батлер А.Гипотеза соматомедина: 2001. Endocr Rev. 2001; 22: 53–74. [PubMed] [Google Scholar]
• Левиновиц А., Дженнише Э., Олдфорс А., Эдвалл Д., Норстедт Г. Активация экспрессии инсулиноподобного фактора роста II во время регенерации скелетных мышц у крысы: корреляция с формированием мышечной трубки. Мол Эндокринол. 1992; 6: 1227–1234. [PubMed] [Google Scholar]
• Liu JP, Baker J, Perkins AS, Robertson EJ, Efstratiadis A. Мыши, несущие нулевые мутации генов, кодирующих инсулиноподобный фактор роста I (IGF-1) и рецептор IGF 1 типа (IGF1R ) Клетка.1993; 75: 59–72. [PubMed] [Google Scholar]
• Лупу Ф., Тервиллигер Дж. Д., Ли К., Сегре Г. В., Эфстратиадис А. Роли гормона роста и инсулиноподобного фактора роста 1 в постнатальном росте мышей. Dev Biol. 2001; 229: 141–162. [PubMed] [Google Scholar]
• Маммукари С., Милан Дж., Романелло В., Масьеро Е., Рудольф Р., Дель Пикколо П. и др. FoxO3 контролирует аутофагию в скелетных мышцах in vivo . Cell Metab. 2007; 6: 458–471. [PubMed] [Google Scholar]
• Мэтьюз Л.С., Хаммер Р.Э., Берингер Р.Р., Д’Эркол А.Дж., Белл Г.И., Бринстер Р.Л. и др.Увеличение роста трансгенных мышей, экспрессирующих человеческий инсулиноподобный фактор роста I. Эндокринология. 1988; 123: 2827–2833. [PubMed] [Google Scholar]
• Мэтьюз Л.С., Норстедт Дж., Палмитер Р.Д. Регулирование экспрессии гена инсулиноподобного фактора роста I гормоном роста. Proc Natl Acad Sci USA. 1986; 83: 9343–9347. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Mauras N, Haymond MW. Разделимы ли метаболические эффекты GH и IGF-I. Гормона роста IGF Res. 2005; 15: 19–27. [PubMed] [Google Scholar]
• Молитч М.Э., Клеммонс Д.Р., Малозовски С., Мерриам Г.Р., Шале С.М., Вэнс М.Л.Оценка и лечение дефицита гормона роста у взрослых: Руководство по клинической практике эндокринного общества. J Clin Endocrinol Metab. 2006; 91: 1621–1634. [PubMed] [Google Scholar]
• Musaro A, McCullagh K, Paul A, Houghton L, Dobrowolny G, Molinaro M, et al. Локальная экспрессия трансгена Igf-1 поддерживает гипертрофию и регенерацию стареющих скелетных мышц. Нат Жене. 2001; 27: 195–200. [PubMed] [Google Scholar]
• Nagulesparen M, Trickey R, Davies MJ, Jenkins JS. Изменения мышц при акромегалии.Br Med J. 1976; 2: 914–915. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Pandini G, Frasca F, Mineo R, Sciacca L, Vigneri R, Belfiore A. Гибридные рецепторы инсулина / инсулиноподобного фактора роста I имеют разные биологические характеристики в зависимости от инсулина вовлеченная изоформа рецептора. J Biol Chem. 2002; 277: 39684–39695. [PubMed] [Google Scholar]
• Паркер А., Риз С., Кларк Дж., Басби У.Х. младший, Клеммонс Д.Р. Связывание белка-5, связывающего инсулиноподобный фактор роста (IGF), с внеклеточным матриксом гладкомышечных клеток является основным детерминантом клеточного ответа на IGF-I.Mol Biol Cell. 1998; 9: 2383–2392. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Пауэлл-Бракстон Л., Холлингсхед П., Уорбертон С., Дауд М., Питтс-Мик С., Далтон Д. и др. IGF-I необходим для нормального роста эмбрионов у мышей. Genes Dev. 1993; 7: 2609–2617. [PubMed] [Google Scholar]
• Ренни MJ. Заявления об анаболическом действии гормона роста: случай новой одежды императора. Br J Sports Med. 2003. 37: 100–105. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Rennie MJ, Wackerhage H, Spangenburg EE, Booth FW.Контроль размера мышечной массы человека. Annu Rev Physiol. 2004; 66: 799–828. [PubMed] [Google Scholar]
• Ригамонти А.Э., Селла С.Г., Марацци Н., Ди Луиджи Л., Сарторио А., Мюллер Е.Э. Злоупотребление гормоном роста: методы выявления. Trends Endocrinol Metab. 2005. 16: 160–166. [PubMed] [Google Scholar]
• Rommel C, Bodine SC, Clarke BA, Rossman R, Nunez L, Stitt TN, et al. Посредничество IGF-1-индуцированной гипертрофии скелетных миотрубок с помощью путей PI (3) K / Akt / mTOR и PI (3) K / Akt / GSK3. Nat Cell Biol.2001; 3: 1009–1013. [PubMed] [Google Scholar]
• Rosenblatt JD, Parry DJ. Гамма-облучение предотвращает компенсаторную гипертрофию перегруженной мышцы длинного разгибателя пальцев кисти. J Appl Physiol. 1992; 73: 2538–2543. [PubMed] [Google Scholar]
• Рой Р.Р., Монк С.Р., Аллен Д.Л., Эджертон В.Р. Модуляция миоядерного числа в функционально перегруженных и тренированных волокнах подошвенной мышцы крысы. J Appl Physiol. 1999; 87: 634–642. [PubMed] [Google Scholar]
• Рудман Д., Феллер А.Г., Кон Л., Шетти К.Р., Рудман И.В., Дрейпер М.В.Влияние гормона роста человека на состав тела у пожилых мужчин. Horm Res Suppl. 1991; 1: 73–81. [PubMed] [Google Scholar]
• Рудман Д., Феллер А.Г., Награй Х.С., Герганс Г.А., Лалита П.Й., Голдберг А.Ф. и др. Влияние гормона роста человека на мужчин старше 60 лет. N Engl J Med. 1990; 323: 1–6. [PubMed] [Google Scholar]
• Соги М., Робинсон Н., Саудан С., Бауме Н., Авуа Л., Мангин П. Допинг гормона роста человека в спорте. Br J Sports Med. 2006; 40 Приложение 1: i35 – i39. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Savage MO, Attie KM, David A, Metherell LA, Clark AJ, Camacho-Hübner C.Эндокринная оценка, молекулярная характеристика и лечение нарушений, связанных с нечувствительностью к гормону роста. Nat Clin Pract Endocrinol Metab. 2006; 2: 395–407. [PubMed] [Google Scholar]
• Savage MO, Blum WF, Ranke MB, Postel-Vinay MC, Cotterill AM, Hall K, et al. Клинические особенности и эндокринный статус у пациентов с нечувствительностью к гормону роста (синдром Ларона) J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 1465–1471. [PubMed] [Google Scholar]
• Шлехтер Н.Л., Рассел С.М., Спенсер Е.М., Николл К.С.Доказательства, свидетельствующие о том, что прямое стимулирующее рост действие гормона роста на хрящ in vivo опосредовано местным продуцированием соматомедина. Proc Natl Acad Sci USA. 1986; 83: 7932–7934. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Schoenle EJ, Zenobi PD, Torresani T., Werder EA, Zachmann M, Froesch ER. Рекомбинантный человеческий инсулиноподобный фактор роста I (rhIGF I) снижает гипергликемию у пациентов с крайней инсулинорезистентностью. Диабетология. 1991; 34: 675–679. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Босвелл Дж. М., Берт Д. В., Асанте Э. А., Томас Ф. М., Дэвис М. Дж. И др.Трансгенные мыши Rskalpha-actin / hIGF-1 с повышенным уровнем IGF-I в скелетных мышцах и крови: влияние на регенерацию, денервацию и мышечную дистрофию. Гормона роста IGF Res. 2006. 16: 157–173. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Земля М. Медведи, лягушки, мясо, мыши и люди: сложность факторов, влияющих на массу скелетных мышц и жир. Биологические исследования. 2006; 28: 994–1009. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Винн Н., Розенталь Н., Граундс, доктор медицины. Согласование данных по трансгенным мышам, которые сверхэкспрессируют IGF-I, особенно в скелетных мышцах.Гормона роста IGF Res. 2005; 15: 4–18. [PubMed] [Google Scholar]
• Sjögren K, Liu JL, Blad K, Skrtic S, Vidal O, Wallenius V, et al. Полученный из печени инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I) является основным источником IGF-I в крови, но не требуется для постнатального роста тела у мышей. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 7088–7092. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Smit LS, Meyer DJ, Billestrup N, Norstedt G, Schwartz J, Carter-Su C. Роль рецептора гормона роста (GH) и киназ JAK1 и JAK2 в активация Статей 1, 3 и 5 GH.Мол Эндокринол. 1996; 10: 519–533. [PubMed] [Google Scholar]
• Сотиропулос А., Оханна М., Кедзия С., Менон Р.К., Копчик Дж. Дж., Келли П.А. и др. Гормон роста способствует слиянию клеток скелетных мышц независимо от активации инсулиноподобного фактора роста 1. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103: 7315–7320. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Spangenburg EE, Le Roith D, Ward CW, Bodine SC. Функциональный рецептор инсулиноподобного фактора роста не является необходимым для индуцированной нагрузкой гипертрофии скелетных мышц.J Physiol. 2008. 586: 283–291. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Stickland NC. Развитие мышц у плода человека на примере m sartorius: количественное исследование. J Anat. 1981; 132: 557–579. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Stitt TN, Drujan D, Clarke BA, Panaro F, Timofeyva Y, Kline WO, et al. Путь IGF-1 / PI3K / Akt предотвращает экспрессию индуцированных мышечной атрофией убиквитинлигаз путем ингибирования факторов транскрипции FOXO. Mol Cell. 2004. 14: 395–403.[PubMed] [Google Scholar]
• Taaffe DR, Jin IH, Vu TH, Hoffman AR, Marcus R. Отсутствие влияния рекомбинантного гормона роста человека (GH) на морфологию мышц и экспрессию GH-инсулиноподобного фактора роста при резистентности — обученные пожилые мужчины. J Clin Endocrinol Metab. 1996. 81: 421–425. [PubMed] [Google Scholar]
• Таафф Д. Р., Прюитт Л., Рейм Дж., Хинц Р. Л., Баттерфилд Г., Хоффман А. Р. и др. Влияние рекомбинантного гормона роста человека на силовой ответ мышц на упражнения с отягощениями у пожилых мужчин.J Clin Endocrinol Metab. 1994; 79: 1361–1366. [PubMed] [Google Scholar]
• Тамемото Х., Кадоваки Т, Тобе К., Яги Т, Сакура Х, Хаякава Т и др. Инсулинорезистентность и задержка роста у мышей, лишенных субстрата-1 рецептора инсулина. Природа. 1994; 372: 182–186. [PubMed] [Google Scholar]
• Vandenburgh HH, Karlisch P, Shansky J, Feldstein R. Инсулин и IGF-I вызывают выраженную гипертрофию скелетных миофибрилл в культуре тканей. Am J Physiol. 1991; 260: C475 – C484. [PubMed] [Google Scholar]
• Валенкамп MJ, Wit JM.Генетические нарушения в оси GH IGF-I у мышей и человека. Eur J Endocrinol. 2007; 157: S15 – S26. [PubMed] [Google Scholar]
• Welle S, Thornton C, Statt M, McHenry B. Гормон роста увеличивает мышечную массу и силу, но не омолаживает синтез миофибриллярного белка у здоровых людей старше 60 лет. J Clin Endocrinol Metab. 1996. 81: 3239–3243. [PubMed] [Google Scholar]
• Woodhouse LJ, Mukherjee A, Shalet SM, Ezzat S. Влияние статуса гормона роста на физические нарушения, функциональные ограничения и качество жизни, связанное со здоровьем, у взрослых.Endocr Rev.2006; 27: 287–317. [PubMed] [Google Scholar]
• Xu Q, Li S, Zhao Y, Maures TJ, Yin P, Duan C. Доказательства того, что IGF-связывающий белок-5 функционирует как лиганд-независимый регулятор транскрипции в гладкомышечных клетках сосудов. Circ Res. 2004; 94: E46 – E54. [PubMed] [Google Scholar]
• Якар С., Лю Дж. Л., Станнард Б., Батлер А., Ачили Д., Зауэр Б. и др. Нормальный рост и развитие при отсутствии инсулиноподобного фактора роста печени I. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 7324–7329.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Yarasheski KE, Campbell JA, Smith K, Rennie MJ, Holloszy JO, Bier DM. Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост мышц у молодых мужчин. Am J Physiol. 1992; 262: E261 – E267. [PubMed] [Google Scholar]
• Ярашески К.Э., Захвейя Дж. Дж., Ангелопулос Т. Дж., Бир Д. М.. Кратковременное лечение гормоном роста не увеличивает синтез мышечного белка у опытных тяжелоатлетов. J Appl Physiol. 1993; 74: 3073–3076. [PubMed] [Google Scholar]
• Yarasheski KE, Zachwieja JJ, Campbell JA, Bier DM.Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост и силу мышц у пожилых мужчин. Am J Physiol. 1995; 268: E268 – E276. [PubMed] [Google Scholar]
• Заммит П.С., Партридж Т.А., Яблонка-Реувени З. Сателлитная клетка скелетных мышц: стволовая клетка, пришедшая с холода. J Histochem Cytochem. 2006; 54: 1177–1191. [PubMed] [Google Scholar]
• Чжоу Ю., Сюй BC, Махешвари Х.Г., Хе Л., Рид М., Лозиковски М. и др. Модель у млекопитающих для синдрома Ларона, полученная путем направленного разрушения гена рецептора гормона роста мыши / связывающего белка (мыши Laron) Proc Natl Acad Sci USA.1997. 94: 13215–13220. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Регулирование мышечной массы гормоном роста и IGF-I

Br J Pharmacol. 2008 июн; 154 (3): 557–568.

C P Velloso

¹ Королевский колледж Лондона, Отдел прикладных биомедицинских исследований, Лондон, Великобритания

¹ Королевский колледж Лондона, Отдел прикладных биомедицинских исследований, Лондон, Великобритания

Поступило 31 октября 2007 г .; Пересмотрено 7 марта 2008 г .; Принята в печать 25 марта 2008 г.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Гормон роста (GH) широко используется в качестве лекарственного средства, повышающего производительность. Одним из наиболее ярко выраженных его эффектов является повышение уровня циркулирующего инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I), который в основном имеет печеночное происхождение. Он также индуцирует синтез IGF-I в большинстве непеченочных тканей. Влияние гормона роста на постнатальный рост тела зависит от IGF-I, но начинают выясняться независимые от IGF-I функции.Хотя сообщалось о преимуществах введения GH для тех, кто страдает от дефицита GH, в настоящее время очень мало доказательств, подтверждающих анаболическую роль супрафизиологических уровней системных GH или IGF-I в скелетных мышцах здоровых людей. Могут быть и другие эффекты GH, повышающие производительность. Напротив, гипертрофические эффекты мышечно-специфической инфузии IGF-I хорошо документированы на животных моделях и в системах культивирования мышечных клеток. Исследования, изучающие молекулярные ответы на гипертрофические стимулы у животных и людей, часто указывают на активацию мессенджера РНК IGF-I или иммунореактивность.Циркуляционные / системные (эндокринные) и местные (аутокринные / паракринные) эффекты GH и IGF-I могут иметь различные эффекты на регуляцию мышечной массы.

Ключевые слова: гормон роста, IGF-I, скелетные мышцы, производительность, мышечная масса

Введение

Скелетные мышцы составляют около 40% массы тела человека. Адекватная мышечная масса имеет решающее значение для здоровья, поскольку мышцы выполняют несколько важных функций: движение, дыхание, термогенез, защита внутренних органов, метаболизм глюкозы и жиров.Регулирование мышечной массы представляет интерес для самых разных людей. Есть такие, например, силовые атлеты и бодибилдеры, которые в первую очередь заинтересованы в увеличении своей мышечной массы. Другие озабочены предотвращением потери мышечной массы. Это очень важно для слабых пожилых людей, людей с миопатиями, раком, сепсисом, ВИЧ / СПИДом и другими заболеваниями, людей, страдающих ограниченной подвижностью в результате травм, и космонавтов. Механизмы, регулирующие поддержание мышечной массы, широко изучаются из-за важности этой ткани для здоровья.

Мышцы — это ткань с высокой пластичностью, способная адаптироваться к изменяющимся функциональным требованиям. Повышенная нагрузка на мышцу приводит к увеличению ее массы или гипертрофии, тогда как разгрузка или неиспользование приводит к снижению массы или атрофии. Упражнения, как и питание, являются ключевым регулятором мышечной массы (Rennie et al ., 2004).

Гормональные факторы также важны. Очевидно, что у мужчин мышечная масса больше, чем у женщин. В первую очередь это связано с анаболическим действием тестостерона.Действительно, бодибилдеры уже давно используют анаболические стероиды из-за их сильного воздействия на мышечную массу. Гормон роста (GH) и инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I) играют ключевую роль в регуляции размера тела у растущих животных, но их роль у взрослых менее ясна. IGF-I явно обладает анаболической активностью, но его механизм действия как эндокринного циркулирующего гормона может отличаться от его активности как аутокринного / паракринного фактора роста.

Этот обзор начинается с основного введения в ось GH / IGF-I и механизмы регуляции мышечной массы.Доказательства влияния этих молекул на мышечную массу в моделях человека, животных и клеточных культур исследуются, после чего обсуждается их использование в качестве препаратов, улучшающих работоспособность.

Ось GH / IGF-I

GH или соматотропин представляет собой пептидный гормон, вырабатываемый и секретируемый в основном соматотрофными клетками переднего гипофиза (гипофиза). Секреция GH происходит в пульсирующем режиме и регулируется гипоталамическими гормонами. ГР-рилизинг-гормон индуцирует секрецию ГР, тогда как соматостатин (гормон фактора, ингибирующего высвобождение соматотропина) ингибирует его секрецию (Goldenberg and Barkan, 2007).Кроме того, пептид грелин является мощным стимулятором секреции GH, который синтезируется в гипоталамусе, гипофизе и желудке (Kojima et al ., 1999). На частоту и величину импульсов GH влияют различные стимулы: пол, возраст, ожирение, сон, диета и упражнения. Следовательно, уровни гормона роста в сыворотке сильно варьируются в течение дня.

Рецептор GH (GHR) экспрессируется повсеместно (Frick et al ., 1998), и GH оказывает прямое воздействие на большинство тканей, включая скелетные мышцы (d’Ercole et al ., 1984; Gostelli-Peter et al ., 1994; Jorgensen et al ., 2006). Связывание GH приводит к димеризации двух рецепторов GH, а внутриклеточная передача сигналов включает киназу Janus и сигнальные преобразователи и активаторы пути транскрипции (Stat) (Smit et al ., 1996).

GH стимулирует синтез IGF-I в большинстве тканей (; d’Ercole et al ., 1984; Gostelli-Peter et al ., 1994). Печень является органом, главным образом ответственным за производство сывороточного IGF-I.Введение GH вызывает быструю активацию мРНК и белка IGF-I в печени (Mathews et al ., 1986), и животные с печеночно-специфическими делециями IGF-I показывают только 10-25% уровней IGF-I в сыворотке по сравнению с контрольной группой. (Sjögren и др. ., 1999; Якар и др. ., 1999). В отличие от GH, уровни IGF-I в сыворотке довольно стабильны у здоровых людей и мало изменчивы внутри человека изо дня в день. Уровни IGF-I в сыворотке выше или ниже нормального диапазона с поправкой на возраст являются хорошим индикатором дисфункции GH (Buckway et al ., 2001), хотя необходимо учитывать другие факторы, такие как недоедание и проблемы с печенью, которые влияют на сывороточный IGF-I. Секреция GH регулируется системой отрицательной обратной связи, в которой повышенный уровень IGF-I в сыворотке подавляет секрецию GH (; Berelowitz et al ., 1981; Bermann et al ., 1994).

Схематическое изображение оси гормона роста (GH) / инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I). GH синтезируется в гипофизе и индуцирует синтез IGF-I в большинстве тканей (печень и мышцы).Печень является основным источником циркулирующего IGF-I (cIGF-I), хотя некоторое количество cIGF-I поступает из других тканей, включая мышцы. cIGF-I является частью цепи отрицательной обратной связи, регулирующей выброс GH. IGF-I синтезируется в мышцах (mIGF-I) в ответ на физическую нагрузку, или GH действует аутокринным / паракринным путем, стимулируя гипертрофию.

Эффекты IGF-I опосредуются главным образом рецептором IGF типа 1 (IGFR1), который обладает тирозинкиназной активностью и передает сигналы через путь фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) / AKT ().IGF-I также связывается с рецептором инсулина (IR), но с гораздо более низким (примерно в 100 раз меньшим) сродством, чем с IGF1R (Pandini et al ., 2002). IR и IGF1R являются димерными трансмембранными рецепторами и могут образовывать функциональные гибриды. Роль гибридных рецепторов в клеточных ответах остается неясной.

Сигнальные пути регулируются инсулиноподобным фактором роста I (IGF-I) и / или упражнениями. Было показано, что упражнения активируют несколько различных путей в мышцах. К ним относятся AKT, MAPK (ERK1, ERK2) и кальциневрин.Упражнения также индуцируют синтез IGF-I в мышцах. IGF-IR передает сигналы во многом теми же путями, что и упражнения. Передача сигналов через фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3K) / AKT имеет особое значение, поскольку это увеличивает синтез белка и ингибирует деградацию белка за счет инактивации факторов транскрипции FOXO. Интересно, что хотя упражнения активируют AKT и вызывают повышенный синтез белка, они также увеличивают деградацию белка (не показано), вероятно, в результате усиленного ремоделирования белка.Если произойдет чистый синтез белка, это приведет к гипертрофии мышц. Таким образом, упражнения и IGF-I частично влияют на мышцы.

Существует шесть IGF-связывающих белков (IGFBP). IGFBP были первоначально выделены из сыворотки и представляют собой белки массой около 30 кДа, способные связывать IGF-I и IGF-II, но не инсулин (Bach et al ., 1993). Большая часть сывороточного IGF-I находится в трехкомпонентном комплексе с IGFBP3 и кислотолабильной субъединицей (ALS). Комплексы IGF-IGFBP могут покидать кровообращение и получать доступ к ткани, если они не связаны с БАС.В сыворотке они увеличивают период полужизни в кровотоке и доставку IGF-I в ткани. В тканях они модулируют действие IGF, поскольку обладают более высоким сродством к IGF, чем рецепторы. IGF высвобождаются путем протеолиза IGFBP или связывания IGFBP с внеклеточным матриксом (Parker et al ., 1998). IGFBP также могут фосфорилироваться, и это влияет на их сродство к IGFs (Kajantie et al ., 2002). IGF-независимые действия были описаны для большинства IGFBP и могут включать внутриклеточную локализацию (Xu et al ., 2004) или связывание интегрина (Jones et al ., 1993).

Механизмы регуляции мышечной массы

Существует два основных механизма увеличения мышечной массы: гипертрофия или увеличение размера миофибрилл и гиперплазия или увеличение количества миофибрилл. Принято считать, что количество волокон в мышце в перинатальном периоде фиксируется (Stickland, 1981). Было высказано предположение, однако, что расщепление миофибрилл происходит, если миофибра становится слишком большой (Antonio and Gonyea, 1993), но об этом не сообщалось у людей.Новые миофибры могут также образовываться в результате слияния сателлитных клеток (см. Ниже), а небольшие мышечные трубки и миофибры, экспрессирующие миогенные маркеры, могут быть обнаружены в мышцах человека после тренировки (Kadi and Thornell, 1999). Тем не менее, все согласны с тем, что увеличение площади поперечного сечения мышц (ППС) в первую очередь связано с увеличением ППС миофибрилл, а не количеством миофибрилл.

Баланс между синтезом и деградацией белка является критическим фактором, определяющим CSA мышц (Gibson et al ., 1988; рассмотрено в Baar et al ., 2006). Чистый синтез белка приводит к большему содержанию миофибрилл, которые размещаются в более крупных миофибриллах. Значительная гипертрофия миофибрилл также требует увеличения числа миоядер, чтобы поддерживать постоянный миоядерный домен (объем цитоплазмы, поддерживаемый одним ядром). В мышце соотношение ДНК / белок довольно постоянное (Roy et al ., 1999).

Миофибры являются постмитотическими клетками, и их ядра не пролиферируют.Новые миоядра обеспечиваются популяцией, называемой сателлитными клетками (обзор Zammit et al ., 2006). Эти клетки лежат прямо под базальной пластинкой миофибрилл и обычно находятся в состоянии покоя. После активации в результате упражнений или повреждения мышц сателлитные клетки размножаются и сливаются с существующими мышечными волокнами, обеспечивая тем самым новые ядра для гипертрофии и восстановления. Отсутствие пролиферативного ответа сателлитных клеток после γ-облучения мышц ограничивает гипертрофический прирост (Rosenblatt and Parry, 1992).

Существует множество сигнальных путей, участвующих в регуляции мышечной массы (Glass, 2005; Shavlakadze and Grounds, 2006). Центральным игроком, по-видимому, является путь PI3K / AKT, поскольку он активирует синтез белка и ингибирует деградацию белка. Важно отметить, что путь PI3K / AKT активируется при физической нагрузке и находится ниже IGF-I и рецепторов инсулина. И инсулин, и IGF-I могут стимулировать синтез белка в скелетных мышцах (Bolster et al ., 2004).

Существует три изоформы AKT (AKT1, AKT2 и AKT3), и оказывается, что AKT1 важен для регуляции роста, тогда как AKT2 участвует в метаболизме (Cho et al ., 2001). После AKT идет mTOR. Он образует два комплекса с другими молекулами, mTORC1 и mTORC2. Первый участвует в регуляции синтеза белка и чувствителен к рапамицину. Отсюда и название mTOR: m ammalian t arget o f r apamycin. Второй участвует в управлении актиновым цитоскелетом и не чувствителен к рапамицину. Комплекс продолжает активировать регуляторы трансляции 4E-BP1 и p70S6-K. Фосфорилирование 4E-BP1 приводит к высвобождению eIF4E, который необходим для связывания мРНК с рибосомой.Это инициирует перевод. Фосфорилирование p70S6-K увеличивает трансляцию рибосомных и других мРНК, содержащих 5′-тракт олигопиримидинов. Следовательно, mTORC1 может регулировать как биогенез рибосом, так и инициацию трансляции. Он также может активироваться непосредственно незаменимыми аминокислотами, такими как лейцин (Kimball et al ., 1999).

Синтез белка также зависит от энергетического статуса в мышцах, поскольку он является АТФ-зависимым процессом и, следовательно, также регулируется АМФ-зависимой киназой AMPK (Bolster et al ., 2002). Лечение крыс препаратом, активирующим AMPK, приводит к снижению синтеза белка, сопровождающемуся уменьшением активации mTOR, p70S6K и 4E-BP1.

Деградация белка в результате болезни или неиспользования может подавляться активацией AKT. Это происходит потому, что AKT фосфорилирует и тем самым предотвращает ядерную транслокацию транскрипционных факторов семейства FOXO. FOXO1 и FOXO3 регулируют экспрессию двух лигаз убиквитинового протеина в мышцах: мышечной атрофии F-box или атрогена-1 (MAFbx) и мышечного кольца пальца 1 (MuRF1; Stitt et al ., 2004). Убиквитинлигазы связывают убиквитин с белками, тем самым направляя их на деградацию убиквитин-протеасомой, АТФ-зависимым комплексом протеолиза.

Другой путь деградации белков в скелетных мышцах — это аутофагия, основная деградация белков и органелл под действием лизосомальных ферментов. Механизмы, ответственные за индукцию и регуляцию программы аутофагии, плохо изучены, но, по-видимому, также связаны с факторами транскрипции FOXO, в частности FOXO3.Аутофагия может подавляться AKT, но не рапамицином. Таким образом, FOXO3 контролирует две основные системы распада белков в скелетных мышцах, убиквитин-протеасомный и аутофагический / лизосомный пути (Mammucari et al ., 2007).

GH и IGF-I в регуляции роста тела и мышц

GH регулирует постнатальный рост тела. И у мышей, и у людей дефицит GH или нечувствительность к GH (синдром Ларона, вызванный инактивирующими мутациями гена рецептора GH) минимально влияют на размер при рождении, но приводят к замедлению роста в детстве и подростковом возрасте, что приводит к уменьшению роста (Savage et al ., 1993; Чжоу и др. , 1997; Efstratiadis, 1998). Супрафизиологический GH у молодых приводит к гипофизарному гигантизму, тогда как опухоли GH с началом у взрослых вызывают состояние, называемое акромегалией, которое характеризуется чрезмерным разрастанием костной ткани (выпячивание надбровных дуг и нижней челюсти, увеличение конечностей), остеоартритом, синдромом запястного канала, головными болями, кардиомиопатиями. , гипергликемия, гипертония и сахарный диабет (Ayuk and Sheppard, 2006). У мышей увеличение сердца и общее увеличение размера органов являются признаками системной гиперпродукции или введения GH (Kopchick et al ., 1999).

Стимулирующие рост эффекты GH в основном опосредуются IGF-I (Le Roith et al ., 2001; Mauras and Haymond, 2005; Walenkamp and Wit, 2007). Инфузия IGF-I гипофизэктомированным крысам способствует росту в отсутствие GH (Behringer et al ., 1990). Однако мыши с нокаутом IGF-I имеют меньшую задержку роста, чем двойные нокауты IGF-I и GHR, что позволяет предположить, что GH также обладает IGF-I-независимыми эффектами (Lupu et al ., 2001). Есть эффекты, которые нельзя имитировать с помощью инфузии IGF-I.Было продемонстрировано, что введение GH увеличивает продукцию мРНК IGF-I в скелетных мышцах у гипофизэктомированных крыс в 20 раз, тогда как увеличение, наблюдаемое после лечения IGF-I, только в 2,5 раза (Gostelli-Peter et al ., 1994). Это может иметь отношение к регуляции массы скелетных мышц, поскольку аутокринные / паракринные уровни IGF-I, по-видимому, более важны, чем системные / циркулирующие уровни IGF-I, как обсуждается ниже.

IGF-I, в отличие от GH, имеет решающее значение для внутриутробного развития (Baker et al ., 1993; Лю и др. , 1993; Пауэлл-Брэкстон, и др., , 1993). Мыши с нокаутом по IGF-I и IGFIR имеют вес при рождении 60 и 45% от нормы соответственно (Liu et al ., 1993), тогда как мыши с тяжелым дефицитом GH или нечувствительностью к GH имеют нормальный вес при рождении. Нарушения в сигнальном пути IGF-I также приводят к снижению внутриутробного роста, что наблюдается у мышей с дефицитом Akt1 (Cho et al ., 2001), субстрата рецептора инсулина-1 (IRS-1) и IRS-2 (Araki et al. al ., 1994; Тамемото и др. ., 1994). Критически важно, что высокие уровни циркулирующего IGF-I, по-видимому, не требуются для внутриутробного роста, поскольку нокауты IGF-I, специфичные для печени, показывают массу тела, аналогичную контрольной группе при рождении и в возрасте до 3 месяцев (Sjögren et al ., 1999. ; Якар и др. ., 1999). Специфический для печени нокаут имеет некоторое снижение постнатального роста по сравнению с дикими типами, но он не такой серьезный, как полный нокаут IGF (Baker et al ., 1993). Это означает, что локально продуцируемый аутокринный / паракринный IGF-I играет важную роль в пре- и постнатальном росте.Однако правдоподобно и другое объяснение. Уровни свободного биодоступного IGF-I в нокаутах печени могут быть такими же, как у животных дикого типа. В этом случае нельзя ожидать, что изменение циркулирующего IGF-I окажет какое-либо влияние.

Инсулин также связывается с IGF-IR, и этим можно объяснить некоторые из его эффектов, способствующих росту (Kjeldsen et al ., 1991). И наоборот, IGF-I связывается с рецептором инсулина и разделяет его гипогликемический эффект (Schoenle et al ., 1991; Clemmons et al ., 1992). Однако более вероятно, что общие внутриклеточные сигнальные пути или активность гибридных рецепторов ответственны за общие активности IGF-I и инсулина.

Помимо регуляции роста во время развития, активация IGFR1 влияет на пролиферацию и дифференцировку клеток (Liu et al ., 1993). Важность активности IGF-I во время развития отражается в том факте, что нокауты IGF-IR являются летальными для эмбриона и умирают от дыхательной недостаточности (Liu et al ., 1993). В зависимости от генетического фона животных до 15% нокаутов IGF-I доживают до зрелого возраста, но являются бесплодными и задерживаются в росте (Baker et al ., 1993).

Мышечная масса увеличивается пропорционально размеру тела во время фазы роста. Стимулирующие рост эффекты GH и IGF-I у молодых животных и людей хорошо задокументированы, но увеличение мышечной массы обычно пропорционально увеличению размера тела. Грызуны достигают половой зрелости примерно через 6 месяцев, но это не обязательно совпадает с прекращением роста тела.Во многих исследованиях используются животные в возрасте 6–12 недель, что затрудняет разделение эффектов GH и IGF-I на рост тела по сравнению с мышечной массой.

Следовательно, примечательно, что у мышей с нокаутом рецептора GH абсолютная мышечная масса, а также соотношение мышечной массы к массе тела снижены по сравнению с животными дикого типа (Sotiropoulos et al ., 2006). CSA миофибры, но не количество, также было уменьшено, предполагая, что системный GH действительно играет роль в регулировании мышечной массы в этой модели.Поскольку у этих мышей наблюдается снижение циркулирующего IGF-I, а тканевая экспрессия IGF-I, по крайней мере, частично зависит от GH, трудно разделить эффекты двух гормонов. Было показано, что у мышей, лишенных IGF1R конкретно в мышцах, мышцы меньше, чем у их собратьев дикого типа, а также снижена CSA миофибрилл (Kim et al ., 2005a). Введение GH приводит к увеличению мышечной массы и CSA миофибрилл у животных дикого типа, но не к нокауту мышечного IGF1R. Таким образом, эффекты GH на мышцы у животных, вероятно, опосредуются IGF-I.

GH, IGF-I, физические упражнения и мышечная масса у людей

Следует проявлять осторожность при экстраполяции исследований на животных на людей, поскольку видовые различия действительно существуют, но данные, похоже, указывают на схожую роль GH и IGF-I в регуляции послеродового роста. У людей дефицит GH приводит к паттерну роста, аналогичному первичному дефициту IGF-I, что подчеркивает роль GH-зависимой продукции IGF-I (Walenkamp and Wit, 2007). Также интересно отметить, что реакция роста после лечения GH-дефицитных пациентов лучше, чем наблюдаемая после лечения пациентов, страдающих нечувствительностью к GH, с помощью IGF-I (Savage et al ., 2006; Валенкамп и Вит, 2007). Это может быть связано с независимыми от IGF-I эффектами GH, как обсуждалось в предыдущем разделе. Альтернативно, низкие уровни IGFBP3, обнаруженные у пациентов, нечувствительных к GH, могут привести к более короткому периоду полужизни IGF-I и, таким образом, к уменьшению эффектов введенного белка.

Люди с дефицитом GH (GHD), как правило, имеют увеличенное количество жира в организме и снижение массы без жира по сравнению с контрольными субъектами. У них также снизилась мышечная сила и толерантность к физическим нагрузкам (Ayuk and Sheppard, 2006; Molitch et al ., 2006; Woodhouse et al ., 2006). Было показано, что сила увеличивается у пациентов с GHD после 6 месяцев введения GH (Cuneo et al ., 1991), но изменений CSA миофибрил не наблюдалось (Cuneo et al ., 1992). Это говорит о том, что GH не влияет на мышечную массу у взрослых людей.

Наблюдения за людьми с акромегалией позволяют предположить, что хронические высокие уровни циркулирующего GH и IGF-I могут на самом деле пагубно влиять на мышечную функцию. Хотя у людей с акромегалией большие мышцы, их удельная сила (сила на CSA) меньше, чем ожидалось, и у них часто наблюдаются гистологические признаки миопатии (Nagulesparen et al ., 1976; Woodhouse et al ., 2006). Кроме того, люди с акромегалией, как правило, имеют меньший размер CSA волокон типа II, чем тип I. Это в отличие от населения в целом. Поскольку волокна типа II важны для выработки электроэнергии, это может объяснить их относительную слабость. Сообщалось, что сверхэкспрессия человеческого GH у трансгенных мышей увеличивает процент волокон типа I (Dudley and Portanova, 1987), а у мышей с нокаутом рецептора GH меньше волокон типа I и больше волокон типа II по сравнению с животными дикого типа ( Сотиропулос и др. ., 2006). Взятые вместе, эти наблюдения говорят о скорее отрицательном, чем положительном влиянии длительного супрафизиологического циркулирующего GH (или IGF-I) на выходную мощность и силу. Однако важно помнить, что люди с акромегалией страдают этим заболеванием в течение многих лет и часто имеют другие гормональные нарушения. Следовательно, они не являются лучшей моделью для оценки эффектов супрафизиологического гормона роста у здоровых людей.

В контролируемых испытаниях изучались эффекты приема гормона роста или плацебо в сочетании с упражнениями с отягощениями, известным анаболическим стимулом, на здоровых молодых и пожилых людях.Изучение здоровых пожилых людей представляет интерес, потому что они представляют собой модель дефицита GH, поскольку циркулирующие уровни GH и IGF-I снижаются с возрастом. Хотя причинно-следственная связь еще предстоит продемонстрировать, значительная потеря мышечной массы также связана с увеличением возраста (саркопения). Знаковые исследования Рудмана и др. . (1990, 1991) показали, что введение GH приводит к увеличению безжировой массы тела и снижению соотношения жир / мышцы у пожилых людей. Вопрос в том, связано ли это с увеличением мышечной массы.

Taaffe и др. . (1994, 1996) показали, что у здоровых пожилых мужчин (средний возраст 70,3 года) мышечные волокна CSA и прирост силы не различались у тех, кто следовал программе тренировок с отягощениями в сочетании с рекомбинантным человеческим гормоном роста (rhGH) или плацебо. В двух других исследованиях, проведенных с участием 31 пожилого мужчины (средний возраст> 70 ​​лет), GH плюс упражнения не оказали эффекта по сравнению с плацебо и упражнениями на увеличение силы, мощности или гипертрофии через 12 недель (Lange et al ., 2002) или 6. месяцев (Хеннесси и др. ., 2001) администрирование и обучение.

Измерение скорости синтеза и распада белка — это гораздо более чувствительный метод оценки анаболических эффектов введения гормона роста на мышцы, и его преимущество заключается в том, что можно проводить краткосрочные и краткосрочные исследования. Скорость обмена мышечного белка низкая, и изменения мышечной массы за период менее 3 месяцев трудно обнаружить (Rennie, 2003). Следует отметить, что упражнения приводят как к увеличению синтеза, так и к расщеплению белка, и что именно чистый синтез белка является важным результатом гипертрофии (Rennie et al ., 2004).

Велле и др. . (1996) сообщили о различиях в силе после 12 недель введения GH у пожилых мужчин (средний возраст 66 лет), но не наблюдали различий между группами GH и плацебо с точки зрения средней фракционной скорости распада миофибриллярного белка или средней постабсорбционной фракционной скорости миофибриллярного белка. синтез. Превосходное увеличение синтеза белка в организме наблюдалось как у молодых (средний возраст 23 года; Ярашеский и др., , 1992), так и у пожилых (средний возраст 67 лет; Ярашеский и др. ., 1995) нетренированных субъектов, выполняющих упражнения с отягощениями в сочетании с GH по сравнению с теми, кто принимал плацебо, но, что интересно, этот эффект не отражался в скорости синтеза белка четырехглавой мышцы, что позволяет предположить, что эффекты GH не влияют на мышечную ткань. Ярашеский и др. . (1993) также продемонстрировали отсутствие эффекта от двухнедельного введения GH на скорость синтеза белка четырехглавой мышцы или распад белка во всем организме у молодых опытных тяжелоатлетов (средний возраст 23 года). Данные показывают, что нет положительного эффекта от приема GH в сочетании с программой упражнений для набора мышечной массы.

Однако сообщалось об увеличении синтеза мышечного белка и чистого синтеза белка всего тела у пожилых людей с низким уровнем GH в сыворотке крови после 1 месяца лечения GH или IGF-I (Butterfield et al ., 1997). Никаких измерений размера или функции мышц не проводилось. Повышенный синтез мышечного белка также наблюдался у молодых, здоровых мужчин после введения GH в состоянии покоя и после ночного голодания (Fryburg et al ., 1991; Fryburg and Barrett, 1993). Поскольку тренировка может влиять на синтез белка на срок до 72 часов (Rennie et al ., 2004), возможно, что в исследованиях, использующих протоколы упражнений, физический стимул маскирует любые эффекты введения гормона роста.

Несмотря на наблюдения влияния GH и IGF-I на синтез белка, факт остается фактом: у здоровых субъектов не наблюдается увеличения мышечной массы после длительного приема GH, поэтому какие-либо преимущества вряд ли будут связаны с увеличением мышечной массы. . В группах GH плюс упражнения уровни циркулирующего IGF-I и масса без жира были постоянно увеличены по сравнению с группами плацебо.Таким образом, можно экстраполировать, что увеличение циркулирующего IGF-I также не повлияет на мышечную массу здоровых людей. Введение IGF-I резко активирует синтез мышечного белка (Fryburg et al ., 1995), но, как и в случае с GH, одногодичное введение не привело к увеличению безжировой массы тела (Friedlander et al ., 2001). Воздействие GH на безжировую массу может быть связано с задержкой воды, которая является известным побочным эффектом введения GH, или с увеличением мягких тканей из-за стимулирующих эффектов GH на синтез коллагена.

Несмотря на отсутствие доказательств анаболической активности GH у здоровых людей, есть доказательства антикатаболической активности GH, а также IGF-I. В исследовании, сравнивающем инфузию IGF-I с GH, было продемонстрировано, что оба агента уменьшают отрицательный баланс азота во время ограничения калорийности у людей. Однократная доза GH вводилась в течение 24 часов, тогда как IGF-I вводился непрерывно в течение 16 часов каждый день. Концентрации IGF-I в сыворотке были в три раза выше у субъектов, получавших IGF-I, по сравнению с теми, кто принимал GH, но лечение было одинаково эффективным в снижении отрицательного баланса азота.Это предполагает, что лечение GH было более эффективным (Clemmons et al ., 1992), что соответствует GH, имеющему как опосредованные IGF-I, так и прямые эффекты. Альтернативно, это может быть связано с ингибированием по отрицательной обратной связи высвобождения эндогенного GH или с аутокринным / паракринным действием тканевого IGF-I в группе лечения IGF-I. Примечательно, что ни GH, ни IGF-I не приводили к положительному балансу азота.

Последующее исследование было проведено для сравнения лечения IGF-I отдельно и в комбинации с GH (Kupfer et al ., 1993). Протоколы были идентичны, как и эффекты самого IGF-I, но комбинация IGF-I и GH была намного более эффективной, что привело к положительному балансу азота в течение 2 дней после начала лечения. Синтез мышечного белка не измерялся, поэтому еще предстоит установить, применимы ли эти эффекты к мышцам или другим тканям. Влияние GH в сочетании с IGF-I на синтез белка и применимость для лечения заболеваний, связанных с катаболизмом, особенно тех, для которых лечение GH само по себе оказалось неэффективным, еще предстоит определить.

Комбинированная инъекция IGF-I / IGFBP3 также, по-видимому, очень эффективна для увеличения чистого белкового баланса в ноге у ожоговых пациентов с катаболическим действием, но неэффективна у некатаболических пациентов (Herndon et al ., 1999). У тренированных на выносливость спортсменов было показано, что введение ГР в течение 1 и 4 недель снижает окисление лейцина во время упражнений на 50% и увеличивает скорость неокислительного удаления лейцина в состоянии покоя (мера синтеза белка) и во время упражнений (Healy и др. ., 2003). Это может быть полезно для экономии белка у спортсменов на выносливость, но специфический для мышц эффект не был определен.

Таким образом, нормальная функция GH / IGF-I действительно играет роль в развитии и поддержании мышечной массы, как было собрано из данных, полученных у пациентов с дефицитом GH, ожоговых пациентов, животных с гипофизэктомией и животных моделей, в которых рецептор GH и IGF -ИР активность отсутствует. Однако введение GH или IGF-I не имеет доказанных преимуществ для мышечной массы у здоровых субъектов, у которых функция GH в норме ().В большинстве исследований на животных GH вводят, пока животные еще растут, и это может искажать результаты по сравнению с введением взрослым животным. Кроме того, необходимо учитывать видовые различия между грызунами и людьми в функционировании оси GH / IGF-I. Исследования с трансгенными животными и животными с нокаутом также осложняются тем фактом, что может быть затронуто эмбриональное развитие ткани, и это может иметь различные последствия для изменения экспрессии генов после того, как животное достигнет зрелости.

Обзор эффектов различных уровней гормона роста (GH), циркулирующего IGF-I (cIGF-I) и IGF-I, синтезированного в мышцах (mIGF-I), на мышечную массу и / или производительность. У здоровых людей супрафизиологический GH и cIGF-I не влияют на мышечную массу. Напротив, супрафизиологические уровни mIGF-I увеличивают мышечную массу и могут играть роль в гипертрофической адаптации к упражнениям. Дефицит GH или IGF-I приводит к снижению мышечной массы.

Аутокринные и паракринные эффекты IGF-I

Прямая инфузия GH или IGF-I в мышцу крысы действительно приводит к увеличению массы, что свидетельствует о том, что для гипертрофии важны местные аутокринные / паракринные, а не системные эндокринные эффекты ( Адамс и МакКью, 1998).Инфузия GH также приводит к увеличению количества белка IGF-I в инфузированной мышце, поэтому вполне вероятно, что гипертрофические эффекты GH опосредуются местно продуцируемым IGF-I.

В поддержку этого есть веские доказательства того, что эффекты GH в кости опосредуются местно продуцируемым IGF-I. GH стимулирует рост продольной кости при инъекции непосредственно в проксимальные эпифизарные пластинки большеберцовой кости у гипофизэктомированных крыс, но только на стороне инъекции (Isaksson et al ., 1982).Коинфузия антисыворотки против IGF-I вместе с GH в артериальное кровоснабжение задней конечности полностью устраняет эффект GH (Schlechter et al ., 1986). Обработка GH также увеличивает количество IGF-иммунореактивных клеток и экспрессию информационной РНК IGF-I в пролиферативной зоне пластинки роста.

Упражнения с отягощениями — это анаболический стимул, к которому почти всегда существует гипертрофическая адаптация. В моделях на животных компенсаторная гипертрофия тренируемой мышцы сопровождается увеличением продукции мРНК IGF-I и пептида IGF-I, особенно в тренируемой мышце, и это предшествует увеличению мышечной ДНК и содержания белка (Adams and Haddad, 1996).Повышение уровня IGF-I также наблюдается в мышцах после индуцированной растяжением гипертрофии миофибрилл (Czerwinski et al ., 1994) и во время регенерации мышц после травмы (Levinovitz et al ., 1992). Коулман и др. . (1995) впервые сообщили, что экспрессия IGF-I под контролем мышечного промотора у трансгенных мышей приводит к значительной гипертрофии, ограниченной мышечной тканью, без влияния на циркулирующие уровни IGF-I или размер тела. Существуют и другие мышечно-специфичные трансгены IGF-I, и было показано, что мышечно-специфическая сверхэкспрессия IGF-I предотвращает возрастную атрофию и улучшает миопатические фенотипы (Musaro et al ., 2001, Шавлакадзе и др. ., 2005).

Местная регуляция IGF-I, по-видимому, также увеличивает реакцию на тренировку с отягощениями даже у животных с нормальным статусом GH. У крыс прямая инъекция в мышцу аденовирусного вектора, кодирующего IGF-I, в сочетании с тренировкой с отягощениями увеличивала как массу, так и производство силы по сравнению с лечением отдельно (Lee et al ., 2004). Инъекции векторов IGF-I также предотвращали потерю мышечной массы после периода детренированности.Тем не менее, упражнения с отягощениями должны были иметь дополнительные эффекты для повышения локальной выработки IGF-I, поскольку они были более эффективны, чем IGF-I, в увеличении мышечной массы. Действительно, недавняя статья показала, что механическая стимуляция может вызывать гипертрофию у мышей MKR, которые сверхэкспрессируют доминантно-отрицательный рецептор инсулина, особенно в скелетных мышцах, которые ингибируют передачу сигналов IR или IGF1R (Spangenburg et al ., 2008). Это удивительно, но не совсем неожиданно, поскольку существуют другие пути, которые регулируются мышечной активностью и могут приводить к передаче сигналов AKT.Фосфорилирование AKT также не нарушалось у мышей MKR в ответ на перегрузку.

Гистологические наблюдения показывают, что физические упражнения и IGF-I имеют разные механизмы действия (Lee et al ., 2004). IGF-I стимулирует слияние сателлитных клеток с существующими волокнами, что определяется увеличением количества миофибрилл с ядрами, расположенными в центре, а не на периферии. Само по себе упражнение с сопротивлением не приводит к заметному увеличению числа ядер, расположенных в центре. Центрально расположенные ядра считаются показателем недавно слитых ядер или образования новых миофибрилл.По мере созревания миофибры ядра перемещаются к периферии клетки. Таким образом, возможно, что упражнения не вызывают заметной активации и слияния сателлитных клеток или что упражнения важны для созревания волокон и периферической локализации / созревания миофибрилл. С другой стороны, стойкое повышение уровня IGF-I может фактически задерживать созревание миофибрилл.

Сопоставимые исследования на людях по понятным причинам не проводились. Однако есть несколько сообщений об активации мРНК IGF-I после упражнений с отягощениями (Bamman et al ., 2001; Хамид и др. , 2003, 2004; Kim et al ., 2005b). В одном исследовании также наблюдалась повышенная иммунореактивность IGF-I, но использованное антитело перекрестно реагирует с IGF-II, поэтому результаты могут быть неспецифичными (Fiatarone-Singh et al ., 1999). Чистое высвобождение IGF-I мышцами во время упражнений на выносливость наблюдалось у людей путем измерения различий в концентрациях гормонов в артериальных венах (Brahm et al ., 1997).

В соответствии с аутокринно-паракринной теорией действия IGF-I, эндокринологический статус животных и людей, по-видимому, не влияет на способность мышц к гипертрофии после упражнений.Гипофизэктомированные крысы, у которых было снижено количество циркулирующих GH и IGF-I, способны к гипертрофии в той же степени, что и контрольные (DeVol et al ., 1990). Люди с дефицитом GH или очень пожилые люди с низким GH и IGF-I также адаптируются к упражнениям с отягощениями, увеличивая мышечную массу и силу.

Аналогичным образом, системный статус GH, по-видимому, не влияет на индуцированную физической нагрузкой повышающую регуляцию мРНК мышечного IGF-I у крыс (DeVol et al ., 1990). У пожилых людей введение GH не вызывает увеличения мышечной массы и не индуцирует активную регуляцию IGF-мРНК в мышцах, несмотря на увеличение сывороточного IGF-I (Taaffe et al ., 1996). Однако было показано, что одно только введение GH влияет на экспрессию 3′-варианта сплайсинга IGF-I (IGF-IEa) в мышцах пожилых мужчин (Hameed et al ., 2004). Расхождение между результатами Hameed et al . и Taaffe и др. . можно объяснить тем, что не вся мРНК IGF-I, измеренная последним, была IGF-IEa. Три варианта сплайсинга 3′-IGF-I были идентифицированы в мышцах человека. Эти варианты сплайсинга имеют общие последовательности, которые были измерены Taaffe et al .Таким образом, если колебания в одной изоформе компенсируются снижением в другой, будут наблюдаться неизменные общие уровни транскрипта IGF-I, если для количественной оценки используются общие области. Структура и предполагаемые функции вариантов сплайсинга IGF-I в мышцах обсуждаются в другом месте (Shavlakadze et al ., 2005; Barton, 2006).

Взаимодействие между системным и локально продуцируемым IGF-I

Взаимодействие между циркулирующей и локальной экспрессией IGF-I также может играть роль в регулировании мышечной массы.В отличие от трансгенных мышей, сверхэкспрессирующих IGF-I под контролем мышечно-специфичных промоторов, трансгенные мыши, сверхэкспрессирующие IGF-I более широко, под контролем промотора металлотионеина, имеют повышенную концентрацию IGF-I в сыворотке (Mathews et al ., 1988. ). У них также наблюдается повышенная масса тела и органегалия, но лишь незначительное улучшение мышечной массы. В другой модели, где экспрессия IGF-I контролируется мышечным промотором, но конструкция содержит сигнальный пептид соматостатина для обеспечения секреции, наблюдаются повышенные уровни циркулирующего и мышечного IGF-I, но не гипертрофия мышц (Shavlakadze et al. ., 2006). Это резко контрастирует с животными, у которых IGF-I экспрессируется в мышцах, не приводя к сопутствующему увеличению сывороточного IGF-I (Coleman et al ., 1995; Musaro et al ., 2001). Возможно, что повышенный уровень циркулирующего IGF-I влияет на GH и, таким образом, имеет последствия для синтеза аутокринных / паракринных уровней IGF-I. Альтернативно, повышенный уровень циркулирующего IGF-I может напрямую подавлять синтез IGF-I в мышцах или эффекты местного IGF-I. Действительно, сообщалось, что мРНК IGF-I подавляется в культивируемых мышечных клетках после обработки IGF-I (Frost et al ., 2002).

Недавно мы наблюдали, что введение GH не увеличивает IGF-IEa в скелетных мышцах молодых мужчин (M Aperghis et al ., 2004), тогда как у пожилых мужчин GH приводит к увеличению IGF-IEa в скелетных мышцах (Hameed et al. al ., 2004). У молодых мужчин введение GH приводило к супрафизиологическим уровням IGF-I в сыворотке, тогда как у пожилых мужчин уровни IGF-I в сыворотке крови после лечения были эквивалентны уровням до лечения, наблюдаемым у молодых мужчин. Влияние супрафизиологического и нормального циркулирующего IGF-I на мышечную гипертрофию и локальную продукцию IGF-I еще предстоит детально исследовать.

Исследования клеточных культур

Простая и полезная система для изучения сигнальных путей в скелетных мышцах — это культивируемые мышечные клетки или миобласты, полученные из мышечных эксплантатов. Их можно вызвать к пролиферации и дифференцировке in vitro . Дифференциация включает необратимую остановку клеточного цикла и слияние с многоядерными мышечными трубками, которые экспрессируют специфичные для мышц маркеры, такие как миогенин, тяжелая цепь саркомерного миозина и мышечная креатинкиназа. В отличие от мышечных трубок, образующихся во время эмбрионального развития, культивируемые мышечные трубки не созревают в миофибриллы.Эта модель in vitro , тем не менее, полезна для различения эффектов IGF-I на пролиферацию, дифференцировку и гипертрофию, поскольку IGF-I может быть добавлен или передача сигналов может модулироваться на разных стадиях процесса дифференцировки.

Обработка пролиферирующих миобластов C2C12 (линия клеток грызунов) IGF-I приводит к усилению пролиферации, но как только клетки перестают пролиферировать, лечение приводит к усиленному слиянию и гипертрофии образующихся мышечных трубок (Rommel et al ., 2001). Гипертрофия также наблюдается после лечения IGF-I первичных птичьих (Vandenburgh et al ., 1991) и человеческих мышечных клеток (Jacquemin et al ., 2004, 2007).

IGF-I увеличивает размер мышечных трубок человека независимо от того, начинается ли лечение, когда миобласты все еще пролиферируют, или после прекращения пролиферации (Jacquemin et al ., 2004, 2007). IGF-I, по-видимому, регулирует размер мышечной трубки человека, активируя синтез белка, ингибируя деградацию белка и индуцируя слияние резервных клеток.Во время дифференцировки в культуре большинство клеток выходят из клеточного цикла и сливаются, но всегда остается небольшое количество так называемых резервных клеток, которые остаются мононуклеарными. Слияние большей части резервных клеток увеличивает количество ядер, обнаруженных в мышечных трубках (индекс слияния), и это приводит к увеличению мышечных трубок. Ингибирование нескольких путей (p42MAPK, кальциневрин, AKT) снижает индекс слияния и ответы синтеза белка миобластов человека на лечение IGF-I. С другой стороны, ингибирование GSK3, негативного регулятора синтеза белка, имитирует эти ответы в отсутствие IGF-I.Ингибирование пути p38 MAPK не имеет эффекта, что согласуется с его ролью в пролиферации миобластов, а не в дифференцировке.

Влияние IGF-I на рекрутирование резервных клеток, по-видимому, является косвенным и является результатом повышенной выработки цитокина интерлейкина-13 обработанными мышечными трубками. Остается продемонстрировать, индуцируется ли индукция слияния сателлитных клеток интерлейкином-13 in vivo и регулируется ли экспрессия этого цитокина в мышцах с помощью IGF-I.Также неясно, является ли слияние ядер причиной или следствием активации синтеза белка и увеличения размера клеток. Последнее кажется более вероятным, поскольку фенотип клеток, обработанных рапамицином, намного более драматичен, чем фенотип клеток, обработанных другими ингибиторами.

Обработка первичных мышечных клеток мышей IGF-I или GH увеличивает размер миотрубок в такой же степени (Sotiropoulos et al ., 2006). В соответствии с исследованиями миобластов человека с использованием IGF-I, эксперименты по лечению GH привели к увеличению мышечных трубок с большим количеством ядер и, по-видимому, включали передачу сигналов через фактор транскрипции NFATc2 ().Это предполагает, что в культуре эффекты GH на размер мышц также опосредуются IGF-I, как показано in vivo (Kim et al ., 2005a). Однако комбинированное лечение GH и IGF-I было более эффективным в увеличении размера мышечной трубки, чем любой из этих гормонов по отдельности. Кроме того, гипертрофия мышечных трубок GHR — / — после лечения IGF-I была хуже, чем гипертрофия мышечных трубок дикого типа. Эти наблюдения предполагают, что GH также имеет IGF-I-независимые эффекты. Это подтверждается сравнением фенотипов животных с нокаутом по GHR — / — и IGF-I — / — (Lupu et al ., 2001).

Эффекты гормона роста (GH) и циркулирующего IGF-I (IGF-I) на культивируемых мышечных трубках. И GH, и IGF-I вызывают гипертрофию мышечных трубок. IGF-I увеличивает синтез белка и подавляет деградацию белка. Кроме того, он вызывает слияние миобластов, регулируя синтез интерлейкина (ИЛ) -13. Возможно, что ответ IL-13 является вторичным по отношению к синтезу белка, и новые ядра рекрутируются только тогда, когда это необходимо для максимального роста. Действительно, обработка культур рапамицином, ингибитором mTOR, подавляет как гипертрофию, так и увеличение индекса слияния мышечных трубок, обработанных IGF-I (Jacquemin et al ., 2007). Совместная обработка культур с GH и IGF-I вызывает больший прирост гипертрофии, чем любое лечение по отдельности. Таким образом, гормоны оказывают различное и частично совпадающее действие на клетки.

Другие эффекты GH и IGF-I

У взрослых людей введение GH является липолитическим и вызывает повышение содержания свободных в сыворотке жирных кислот. В свою очередь, это подавляет захват глюкозы сердцем, жировой тканью и мышцами и может лежать в основе гипергликемии и инсулинорезистентности, связанных с акромегалией. GH также вызывает увеличение поглощения воды кишечником и задержку натрия, что приводит к накоплению внеклеточной жидкости, синдрому запястного канала и гипертонии.Для более глубокого обсуждения этих эффектов GH читатель может обратиться к двум всеобъемлющим и недавним обзорам (Woodhouse et al ., 2006; Gibney et al ., 2007).

GH и IGF-I имеют противоположные метаболические эффекты. В исследовании Clemmons et al . (1992) Введение GH вызывало гипергликемию, тогда как введение IGF-I вызывало гипогликемию. Комбинация двух гормонов ослабляла гипогликемические и гипоинсулинемические эффекты IGF-I и, наоборот, гипергликемические, гиперинсулинемические эффекты GH (Kupfer et al ., 1993). Гормоны имели противоположные эффекты на IGBP3 с IGF-I, вызывая снижение этой молекулы в сыворотке, тогда как совместное введение с GH приводило к увеличению IGFBP3. Учитывая эффекты комбинированного приема, кажется правдоподобным, что побочные эффекты от приема любого из белков по отдельности сводят на нет пользу, тогда как комбинация двух гормонов аннулирует побочные эффекты и усиливает пользу. Введение IGF-I с IGFBP3 также, по-видимому, уменьшает некоторые побочные эффекты (Herndon et al ., 1999).

GH как препарат, повышающий производительность

Упражнения на сопротивление и выносливость вызывают высвобождение GH. Чем выше интенсивность упражнений, тем больше амплитуда пикового пульса GH (Gibney et al ., 2007). IGF-I также немного увеличивается после интенсивных упражнений. Хронические упражнения приводят к повышению уровня как IGF-I, так и GH в сыворотке крови, а у спортсменов, как правило, эти значения выше, чем у населения в целом, что предполагает роль GH и IGF-I в адаптации к упражнениям (Healy et al ., 2005). Эти наблюдения наряду с ролью GH в постнатальном росте тела привели к предположению, что лечение GH является анаболическим для мышц. Использование GH и IGF-I запрещено Всемирным антидопинговым агентством не только из-за принципа честной игры в соревновательных видах спорта, но и из-за неблагоприятного воздействия супрафизиологических доз на здоровье. Кроме того, хотя рчГР доступен с 1985 года, гормон роста, выделенный из гипофиза человеческих трупов, все еще доступен в некоторых странах.Введение из этого источника несет в себе значительный риск заражения трансмиссивными заболеваниями головного мозга, такими как болезнь Крейтцфельдта – Якоба.

Использование GH в любительском и профессиональном спорте, по-видимому, широко распространено, хотя есть достаточно веские доказательства того, что супрафизиологическое введение GH не усиливает влияние упражнений на мышечную массу и силу у здоровых людей. Использование IGF-I, вероятно, более ограничено, поскольку он менее доступен, чем GH.

Привлекательность злоупотребления GH может быть вызвана несколькими причинами (Rennie, 2003; Rigamonti et al ., 2005; Saugy et al ., 2006; Гибни и др. ., 2007). Во-первых, GH является липолитиком, хотя это преимущество не всегда может быть очевидным у хорошо тренированных спортсменов с низким содержанием жира в организме (Deyssig et al ., 1993). Во-вторых, GH оказывает известное влияние на обмен коллагена и костей, и было высказано предположение, что его супрафизиологическое введение может укрепить соединительную ткань, тем самым параллельно увеличивая силу, вызванную упражнениями (или другими мерами, такими как анаболические стероиды), тем самым снижая риск повреждения этих тканей. ткани.В-третьих, GH имеет анекодальные побочные эффекты, такие как улучшение тонуса кожи, зрения и время восстановления после травм, все из которых можно считать полезными для спортсмена, подвергающегося напряженным тренировкам. В-четвертых, спортсмены часто принимают вещества, улучшающие спортивные результаты, в комбинации — практика, известная как стекинг. Соответствующих плацебо-контролируемых исследований с использованием GH в сочетании с другими веществами немного. В-пятых, в более высоких дозах, которые, как сообщается, используются спортсменами, GH может быть более эффективным, чем в дозах, утвержденных для научных исследований, которые ограничены из-за осложнений, связанных с введением GH.Задержка жидкости, возникающая при приеме гормона роста, обычно хорошо переносится, и большинство испытуемых с удовольствием продолжают принимать гормон роста. Об атралгии, синдроме запястного канала, отеках и фибрилляции предсердий сообщалось в исследованиях, в которых применялось введение гормона роста, иногда приводившее к отмене.

Производительность упражнений (максимальное потребление кислорода, порог вентиляции и мышечная сила) ниже, чем прогнозировалось для возраста, пола и роста у пациентов с GHD, и они улучшаются при замещении GH (Woodhouse et al ., 2006). Эти улучшения пропорциональны увеличению безжировой массы тела. Это говорит о том, что рост производительности может быть обусловлен скорее составом тела и метаболической адаптацией, чем увеличением мышечной массы. Влияние на топливный метаболизм, V, O ₂ max и порог вентиляции может иметь значение для спортсменов, стремящихся улучшить выносливость (Woodhouse et al ., 2006; Gibney et al ., 2007). Комбинация тестостерона и GH привела к улучшению состава тела и V O ₂ max у пожилых мужчин, что позволяет предположить, что GH действительно оказывает эффект повышения производительности (Giannoulis et al ., 2006). GH также улучшает аэробные характеристики у тех, кто в анамнезе принимал андрогенные анаболические стероиды (Graham et al ., 2007).

Заключение

Механизмы, которые приводят к адаптации мышц к перегрузке, до конца не изучены. Также нет тех, которые регулируют развитие и поддержание мышечной массы. GH и IGF-I явно играют роль в развитии мышц до и после рождения. У взрослых с GHD есть доказательства того, что сывороточный GH влияет на поддержание мышечной массы, но у здоровых взрослых ни GH, ни IGF-I не имеют и не усиливают гипертрофический эффект упражнений.Напротив, многие доказательства подтверждают гипертрофический эффект аутокринного / паракринного IGF-I у животных и предполагают, что он может играть роль в адаптации к перегрузке как у животных, так и у людей. Повышенная мышечная экспрессия IGF-I также усиливает эффекты тренировки у животных. Местная инъекция белка или плазмид GH или IGF-I эффективна в моделях на животных и в конечном итоге может быть использована с терапевтическими целями. Имеются данные о влиянии гормона роста на другие параметры производительности, что связано с увеличением безжировой массы тела, а не с увеличением массы скелетных мышц.

Примечания

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

• Адамс Г.Р., Хаддад Ф. Взаимосвязь между IGF-1, содержанием ДНК и накоплением белка во время гипертрофии скелетных мышц. J Appl Physiol. 1996. 81: 2509–2516. [PubMed] [Google Scholar]
• Adams GR, McCue SA. Локальная инфузия IGF-I приводит к гипертрофии скелетных мышц у крыс. J Appl Physiol. 1998; 84: 1716–1722. [PubMed] [Google Scholar]
• Antonio J, Gonyea WJ.Прогрессирующая перегрузка скелетных мышц растяжением приводит к гипертрофии перед гиперплазией. J Appl Physiol. 1993; 75: 1263–1271. [PubMed] [Google Scholar]
• Aperghis M, Hameed M, Bouloux P, Goldspink G, Harridge S. Две недели введения GH не увеличивают экспрессию вариантов сплайсинга мРНК инсулиноподобного фактора роста-I в скелетных мышцах Молодые люди. J Physiol. 2004; 558P: C4. [Google Scholar]
• Араки Э., Липес М.А., Патти М.Э., Брунинг Дж. К., Хааг Б., III, Джонсон Р.С. и др.Альтернативный путь передачи сигналов инсулина у мышей с направленным разрушением гена IRS-1 . Природа. 1994; 372: 186–190. [PubMed] [Google Scholar]
• Ayuk J, Sheppard MC. Гормон роста и его нарушения. Postgrad Med J. 2006; 82: 24–30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Баар К., Надер Г., Бодин С. Упражнения с сопротивлением, нагрузка / разгрузка мышц и контроль мышечной массы. Очерки Биохимии. 2006; 42: 61–74. [PubMed] [Google Scholar]
• Бах Л.А., Шей С., Сакано К., Фудзивара Х., Пердью Дж. Ф., Рехлер М. М..Связывание мутантов человеческого инсулиноподобного фактора роста II с белками, связывающими инсулиноподобный фактор роста 1-6. J Biol Chem. 1993; 268: 9246–9254. [PubMed] [Google Scholar]
• Бейкер Дж., Лю Дж. П., Робертсон Э. Дж., Эфстратиадис А. Роль инсулиноподобных факторов роста в эмбриональном и постнатальном росте. Клетка. 1993; 75: 73–82. [PubMed] [Google Scholar]
• Бамман М.М., Шипп Дж. Р., Цзян Дж., Гауэр Б., Хантер Г. Р., Гудман А. и др. Механическая нагрузка увеличивает концентрацию мРНК мышечного IGF-I и рецептора андрогенов у человека.Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001; 280: E383 – E390. [PubMed] [Google Scholar]
• Barton ER. Азбука изоформ IGF-I: влияние на мышечную гипертрофию и последствия для восстановления. Appl Physiol Nutr Metab. 2006; 31: 791–797. [PubMed] [Google Scholar]
• Behringer RR, Lewin TM, Quaife CJ, Palmiter RD, Brinster RL, D’Ercole AJ. Экспрессия инсулиноподобного фактора роста I стимулирует нормальный соматический рост у трансгенных мышей с дефицитом гормона роста. Эндокринология. 1990; 127: 1033–1040. [PubMed] [Google Scholar]
• Береловиц М., Сабо М., Фроман Л.А., Файерстоун С., Чу Л., Хинц Р.Л.Соматомедин-C опосредует отрицательную обратную связь гормона роста, воздействуя как на гипоталамус, так и на гипофиз. Наука. 1981; 212: 1279–1281. [PubMed] [Google Scholar]
• Берманн М., Яффе, Калифорния, Цай В., ДеМотт-Фриберг Р., Баркан А.Л. Отрицательная обратная связь регуляции пульсирующей секреции гормона роста инсулиноподобным фактором роста I. Участие гипоталамического соматостатина. J Clin Invest. 1994. 94: 138–145. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Bolster DR, Crozier SJ, Kimball SR, Jefferson LS.AMP-активированная протеинкиназа подавляет синтез белка в скелетных мышцах крысы посредством подавления передачи сигналов рапамицина (mTOR) млекопитающим. J Biol Chem. 2002; 277: 23977–23980. [PubMed] [Google Scholar]
• Bolster DR, Jefferson LS, Kimball SR. Регулирование синтеза белка, связанного с гипертрофией скелетных мышц, с помощью передачи сигналов, индуцированных инсулином, аминокислотами и физической нагрузкой. Proc Nutr Soc. 2004. 63: 351–356. [PubMed] [Google Scholar]
• Brahm H, Piehl-Aulin K, Saltin B, Ljunghall S.Чистые потоки гормонов, факторов роста и биомаркеров костного метаболизма через рабочее бедро во время краткосрочных динамических упражнений. Calcif Tissue Int. 1997. 60: 175–180. [PubMed] [Google Scholar]
• Бакуэй К.К., Гевара-Агирре Дж., Пратт К.Л., Буррен С.П., Розенфельд Р.Г. Пересмотр теста поколения IGF-I: маркер чувствительности к GH. J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 5176–5183. [PubMed] [Google Scholar]
• Баттерфилд Дж. Э., Томпсон Дж., Ренни М. Дж., Маркус Р., Хинц Р. Л., Хоффман А. Р.. Влияние лечения rhGH и rhIGF-I на использование белка у пожилых женщин.Am J Physiol. 1997; 272: E94 – E99. [PubMed] [Google Scholar]
• Cho H, Thorvaldsen JL, Chu Q, Feng F, Birnbaum MJ. Akt1 / PKBalpha необходим для нормального роста, но незаменим для поддержания гомеостаза глюкозы у мышей. J Biol Chem. 2001; 276: 38349–38352. [PubMed] [Google Scholar]
• Клеммонс Д. Р., Смит-Бэнкс А., Андервуд Л. Е.. Обращение к катаболизму, вызванному диетой, путем вливания рекомбинантного инсулиноподобного фактора роста-I людям. J Clin Endocrinol Metab. 1992; 75: 234–238. [PubMed] [Google Scholar]
• Коулман М.Э., ДеМайо Ф., Инь К.С., Ли Х.М., Геске Р., Монтгомери К. и др.Миогенная векторная экспрессия инсулиноподобного фактора роста I стимулирует дифференцировку мышечных клеток и гипертрофию миофибрилл у трансгенных мышей. J Biol Chem. 1995; 270: 12109–12116. [PubMed] [Google Scholar]
• Cuneo RC, Salomon F, Wiles CM, Hesp R, Sonksen PH. Лечение гормона роста у взрослых с дефицитом гормона роста. I. Влияние на мышечную массу и силу. J Appl Physiol. 1991; 70: 688–694. [PubMed] [Google Scholar]
• Cuneo RC, Salomon F, Wiles CM, Round JM, Jones D, Hesp R, et al.Гистология скелетных мышц у взрослых с дефицитом GH: сравнение с нормальными мышцами и ответ на лечение GH. Horm Res. 1992; 37: 23–28. [PubMed] [Google Scholar]
• Czerwinski SM, Martin JM, Bechtel PJ. Модуляция количества мРНК IGF во время гипертрофии и регрессии скелетных мышц, вызванных растяжением. J Appl Physiol. 1994; 76: 2026–2030. [PubMed] [Google Scholar]
• Д’Эркол Дж., Стайлз А.Д., Андервуд LE. Концентрации соматомедина С в тканях: дополнительные доказательства множественных участков синтеза и паракринных или аутокринных механизмов действия.Proc Natl Acad Sci USA. 1984; 81: 935–939. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• DeVol DL, Rotwein P, Sadow JL, Novakofski J, Bechtel PJ. Активация экспрессии гена инсулиноподобного фактора роста во время роста скелетных мышц, вызванного работой. Am J Physiol. 1990; 259: E89 – E95. [PubMed] [Google Scholar]
• Deyssig R, Frisch H, Blum WF, Waldhor T. Влияние лечения гормоном роста на гормональные параметры, состав тела и силу у спортсменов. Acta Endocrinol (Копен) 1993; 128: 313–318.[PubMed] [Google Scholar]
• Дадли Г.А., Портанова Р. Гистохимические характеристики камбаловидной мышцы у трансгенных мышей с чГР. Proc Soc Exp Biol Med. 1987; 185: 403–408. [PubMed] [Google Scholar]
• Эфстратиадис А. Генетика роста мышей. Int J Dev Biol. 1998. 42: 955–976. [PubMed] [Google Scholar]
• Fiatarone-Singh MA, Wenjing D, Manfredi TJ, Solares GS, O’Neill EF, Clements KM, et al. Инсулиноподобный фактор роста I в скелетных мышцах после силовых упражнений у ослабленных пожилых людей.Am J Physiol Endocrinol Metab. 1999; 277: E135 – E143. [PubMed] [Google Scholar]
• Фрик Г. П., Тай Л. Р., Баумбах В. Р., Гудман Х. М.. Распределение в тканях, обмен и гликозилирование длинных и коротких изоформ рецепторов гормона роста в тканях крыс. Эндокринология. 1998. 139: 2824–2830. [PubMed] [Google Scholar]
• Фридлендер А.Л., Баттерфилд Г.Е., Мойнихан С., Грилло Дж., Поллак М., Холлоуэй Л. и др. Один год лечения инсулиноподобным фактором роста I не влияет на плотность костей, состав тела или психологические показатели у женщин в постменопаузе.J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 1496–1503. [PubMed] [Google Scholar]
• Frost RA, Nystrom GJ, Lang CH. Регулирование мРНК IGF-I и сигнальных преобразователей и активаторов транскрипции-3 и -5 (Stat-3 и -5) с помощью GH в миобластах C2C12. Эндокринология. 2002; 143: 492–503. [PubMed] [Google Scholar]
• Fryburg DA, Barrett EJ. Гормон роста резко стимулирует скелетные мышцы, но не синтез белка всего тела у людей. Обмен веществ. 1993; 42: 1223–1227. [PubMed] [Google Scholar]
• Фрибург Д.А., Гельфанд Р.А., Барретт Э.Дж.Гормон роста резко стимулирует синтез белка в мышцах предплечья у нормальных людей. Am J Physiol. 1991; 260: E499 – E504. [PubMed] [Google Scholar]
• Fryburg DA, Jahn LA, Hill SA, Oliveras DM, Barrett EJ. Инсулин и инсулиноподобный фактор роста-I усиливают анаболизм белков скелетных мышц человека во время гипераминоацидемии с помощью различных механизмов. J Clin Invest. 1995; 96: 1722–1729. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Giannoulis MG, Sonksen PH, Umpleby M, Breen L, Pentecost C, Whyte M, et al.Эффекты гормона роста и / или тестостерона у здоровых пожилых мужчин: рандомизированное контролируемое исследование. J Clin Endocrinol Metab. 2006. 91: 477–484. [PubMed] [Google Scholar]
• Гибни Дж., Хили М.Л., Сонксен PH. Ось гормона роста / инсулиноподобного фактора роста-I в упражнениях и спорте. Endocr Rev.2007; 28: 603–624. [PubMed] [Google Scholar]
• Гибсон Дж., Смит К., Ренни М. Дж. Профилактика атрофии мышц при неиспользовании с помощью электростимуляции: поддержание синтеза белка. Ланцет.1988; 2: 767–770. [PubMed] [Google Scholar]
• Glass DJ. Сигнальные пути гипертрофии и атрофии скелетных мышц. Int J Biochem Cell Biol. 2005; 37: 1974–1984. [PubMed] [Google Scholar]
• Гольденберг Н., Баркан А. Факторы, регулирующие секрецию гормона роста у людей. Endocrinol Metab Clin North Am. 2007; 36: 37–55. [PubMed] [Google Scholar]
• Gostelli-Peter M, Winterhalter KH, Schmid C, Froesch ER, Zapf J. Экспрессия и регуляция инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I) и уровней рибонуклеиновой кислоты-мессенджера IGF-связывающего белка в тканях гипофизэктомированных крыс, которым вводили IGF-I и гормон роста.Эндокринология. 1994; 135: 2558–2567. [PubMed] [Google Scholar]
• Грэм М.Р., Бейкер Дж.С., Эванс П., Кикман А., Коуэн Д., Халлин Д. и др. Кратковременное введение рекомбинантного гормона роста человека улучшает дыхательную функцию у лиц, воздерживающихся от употребления анаболических и андрогенных стероидов. Гормона роста IGF Res. 2007. 17: 328–335. [PubMed] [Google Scholar]
• Hameed M, Lange KH, Andersen JL, Schjerling P, Kjaer M, Harridge SD, et al. Влияние рекомбинантного гормона роста человека и силовых тренировок на экспрессию мРНК IGF-I в мышцах пожилых мужчин.J Physiol. 2004; 555: 231–240. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hameed M, Orrell RW, Cobbold M, Goldspink G, Harridge SD. Экспрессия вариантов сплайсинга IGF-I в скелетных мышцах молодого и старого человека после упражнений с высоким сопротивлением. J Physiol. 2003. 547: 247–254. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хили М.Л., Далл Р., Гибни Дж., Бассетт Э., Эрнборг С., Пентекост С. и др. На пути к разработке теста на злоупотребление гормоном роста (GH): исследование экстремальных физиологических диапазонов GH-зависимых маркеров у 813 элитных спортсменов после соревнований.J Clin Endocrinol Metab. 2005; 90: 641–649. [PubMed] [Google Scholar]
• Healy ML, Gibney J, Russell-Jones DL, Pentecost C, Croos P, Sönksen PH, et al. Гормон роста в высоких дозах оказывает анаболический эффект в покое и во время упражнений у спортсменов, тренированных на выносливость. J Clin Endocrinol Metab. 2003. 88: 5221–5226. [PubMed] [Google Scholar]
• Hennessey JV, Chromiak JA, DellaVentura S, Reinert SE, Puhl J, Kiel DP, et al. Влияние введения гормона роста и физических упражнений на тип и диаметр мышечных волокон у умеренно ослабленных пожилых людей.J Am Geriatr Soc. 2001; 49: 852–858. [PubMed] [Google Scholar]
• Herndon DN, Ramzy PI, DebRoy MA, Zheng M, Ferrando AA, Chinkes DL, et al. Катаболизм мышечных белков после тяжелого ожога: эффекты лечения IGF-1 / IGFBP-3. Ann Surg. 1999; 229: 713–720. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Исакссон О.Г., Янссон Ю.О., Гаузе И.А. Гормон роста напрямую стимулирует продольный рост костей. Наука. 1982; 216: 1237–1239. [PubMed] [Google Scholar]
• Jacquemin V, Butler-Browne GS, Furling D, Mouly V.IL-13 опосредует привлечение резервных клеток для слияния во время индуцированной IGF-1 гипертрофии мышечных трубок человека. J Cell Sci. 2007; 120: 670–681. [PubMed] [Google Scholar]
• Jacquemin V, Furling D, Bigot A, Butler-Browne GS, Mouly V. IGF-1 вызывает гипертрофию мышечной трубки человека за счет увеличения набора клеток. Exp Cell Res. 2004. 299: 148–158. [PubMed] [Google Scholar]
• Джонс Дж., Гокерман А., Басби Дж., Младший, Райт Дж., Клеммонс Д. Р.. Белок, связывающий инсулиноподобный фактор роста 1, стимулирует миграцию клеток и связывается с интегрином альфа 5 бета 1 посредством своей последовательности Arg-Gly-Asp.Proc Natl Acad Sci USA. 1993; 90: 10553–10557. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Jorgensen JO, Jessen N, Pedersen SB, Vestergaard E, Gormsen L, Lund SA и др. Передача сигналов рецептора GH в скелетных мышцах и жировой ткани у людей после воздействия внутривенного болюса GH. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006; 291: 899–905. [PubMed] [Google Scholar]
• Kadi F, Thornell LE. Тренировка влияет на фенотип тяжелой цепи миозина в трапециевидной мышце женщин. Histochem Cell Biol.1999; 112: 73–78. [PubMed] [Google Scholar]
• Kajantie E, Dunkel L, Rutanen EM, Seppälä M, Koistinen R, Sarnesto A, et al. IGF-I, IGF-связывающий белок (IGFBP) -3, фосфоизоформы IGFBP-1 и постнатальный рост у младенцев с очень низкой массой тела при рождении. J Clin Endocrinol Metab. 2002; 87: 2171–2179. [PubMed] [Google Scholar]
• Kim H, Barton E, Muja N, Yakar S, Pennisi P, Leroith D. Передача сигналов интактного инсулина и рецептора инсулиноподобного фактора роста I необходима для воздействия гормона роста на рост скелетных мышц и функция in vivo .Эндокринология. 2005a; 146: 1772–1779. [PubMed] [Google Scholar]
• Ким Дж. С., Косек Д. Д., Петрелла Дж. К., Кросс Дж. М., Бамман М. М.. Уровни транскриптов миогенных генов в покое и под нагрузкой различаются у пожилых людей с очевидной саркопенией и у молодых мужчин и женщин. J Appl Physiol. 2005b; 9: 2149–2158. [PubMed] [Google Scholar]
• Кимбалл С.Р., Шанц Л.М., Хорецкий Р.Л., Джефферсон Л.С. Лейцин регулирует трансляцию специфических мРНК в миобластах L6 посредством mTOR-опосредованных изменений доступности eIF4E и фосфорилирования рибосомного белка S6.J Biol Chem. 1999; 274: 11647–11652. [PubMed] [Google Scholar]
• Кьельдсен Т., Андерсен А.С., Виберг Ф.К., Расмуссен Дж.С., Шаффер Л., Балшмидт П. и др. Специфичность лиганда рецептора инсулина и рецептора инсулиноподобного фактора роста I находится в разных областях общего сайта связывания. Proc Natl Acad Sci USA. 1991; 88: 4404–4408. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кодзима М., Хосода Х, Дате Y, Наказато М., Мацуо Х., Кангава К. Грелин — гормон роста, высвобождающий ацилированный пептид из желудка.Природа. 1999; 402: 656–660. [PubMed] [Google Scholar]
• Копчик Дж. Дж., Беллуш Л. Л., Кошигано К. Т.. Трансгенные модели действия гормона роста. Annu Rev Nutr. 1999; 19: 437–461. [PubMed] [Google Scholar]
• Купфер С.Р., Андервуд Л.Е., Бакстер Р.С., Клеммонс Д.Р. Усиление анаболических эффектов гормона роста и инсулиноподобного фактора роста I при одновременном применении обоих агентов. J Clin Invest. 1993; 91: 391–396. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Ланге К.Х., Андерсен Дж. Л., Бейер Н., Исакссон Ф., Ларссон Б., Расмуссен М. Х. и др.Введение GH изменяет изоформы тяжелой цепи миозина в скелетных мышцах, но не увеличивает мышечную силу или гипертрофию, как отдельно, так и в сочетании с тренировками с отягощениями у здоровых пожилых мужчин. J Clin Endocrinol Metab. 2002; 87: 513–523. [PubMed] [Google Scholar]
• Ли С., Бартон Э. Р., Суини Х. Л., Фаррар Р. П.. Вирусная экспрессия инсулиноподобного фактора роста-I усиливает гипертрофию мышц у крыс, тренирующихся с отягощениями. J Appl Physiol. 2004. 96: 1097–1104. [PubMed] [Google Scholar]
• Ле Ройт Д., Бонди С., Якар С., Лю Дж. Л., Батлер А.Гипотеза соматомедина: 2001. Endocr Rev. 2001; 22: 53–74. [PubMed] [Google Scholar]
• Левиновиц А., Дженнише Э., Олдфорс А., Эдвалл Д., Норстедт Г. Активация экспрессии инсулиноподобного фактора роста II во время регенерации скелетных мышц у крысы: корреляция с формированием мышечной трубки. Мол Эндокринол. 1992; 6: 1227–1234. [PubMed] [Google Scholar]
• Liu JP, Baker J, Perkins AS, Robertson EJ, Efstratiadis A. Мыши, несущие нулевые мутации генов, кодирующих инсулиноподобный фактор роста I (IGF-1) и рецептор IGF 1 типа (IGF1R ) Клетка.1993; 75: 59–72. [PubMed] [Google Scholar]
• Лупу Ф., Тервиллигер Дж. Д., Ли К., Сегре Г. В., Эфстратиадис А. Роли гормона роста и инсулиноподобного фактора роста 1 в постнатальном росте мышей. Dev Biol. 2001; 229: 141–162. [PubMed] [Google Scholar]
• Маммукари С., Милан Дж., Романелло В., Масьеро Е., Рудольф Р., Дель Пикколо П. и др. FoxO3 контролирует аутофагию в скелетных мышцах in vivo . Cell Metab. 2007; 6: 458–471. [PubMed] [Google Scholar]
• Мэтьюз Л.С., Хаммер Р.Э., Берингер Р.Р., Д’Эркол А.Дж., Белл Г.И., Бринстер Р.Л. и др.Увеличение роста трансгенных мышей, экспрессирующих человеческий инсулиноподобный фактор роста I. Эндокринология. 1988; 123: 2827–2833. [PubMed] [Google Scholar]
• Мэтьюз Л.С., Норстедт Дж., Палмитер Р.Д. Регулирование экспрессии гена инсулиноподобного фактора роста I гормоном роста. Proc Natl Acad Sci USA. 1986; 83: 9343–9347. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Mauras N, Haymond MW. Разделимы ли метаболические эффекты GH и IGF-I. Гормона роста IGF Res. 2005; 15: 19–27. [PubMed] [Google Scholar]
• Молитч М.Э., Клеммонс Д.Р., Малозовски С., Мерриам Г.Р., Шале С.М., Вэнс М.Л.Оценка и лечение дефицита гормона роста у взрослых: Руководство по клинической практике эндокринного общества. J Clin Endocrinol Metab. 2006; 91: 1621–1634. [PubMed] [Google Scholar]
• Musaro A, McCullagh K, Paul A, Houghton L, Dobrowolny G, Molinaro M, et al. Локальная экспрессия трансгена Igf-1 поддерживает гипертрофию и регенерацию стареющих скелетных мышц. Нат Жене. 2001; 27: 195–200. [PubMed] [Google Scholar]
• Nagulesparen M, Trickey R, Davies MJ, Jenkins JS. Изменения мышц при акромегалии.Br Med J. 1976; 2: 914–915. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Pandini G, Frasca F, Mineo R, Sciacca L, Vigneri R, Belfiore A. Гибридные рецепторы инсулина / инсулиноподобного фактора роста I имеют разные биологические характеристики в зависимости от инсулина вовлеченная изоформа рецептора. J Biol Chem. 2002; 277: 39684–39695. [PubMed] [Google Scholar]
• Паркер А., Риз С., Кларк Дж., Басби У.Х. младший, Клеммонс Д.Р. Связывание белка-5, связывающего инсулиноподобный фактор роста (IGF), с внеклеточным матриксом гладкомышечных клеток является основным детерминантом клеточного ответа на IGF-I.Mol Biol Cell. 1998; 9: 2383–2392. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Пауэлл-Бракстон Л., Холлингсхед П., Уорбертон С., Дауд М., Питтс-Мик С., Далтон Д. и др. IGF-I необходим для нормального роста эмбрионов у мышей. Genes Dev. 1993; 7: 2609–2617. [PubMed] [Google Scholar]
• Ренни MJ. Заявления об анаболическом действии гормона роста: случай новой одежды императора. Br J Sports Med. 2003. 37: 100–105. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Rennie MJ, Wackerhage H, Spangenburg EE, Booth FW.Контроль размера мышечной массы человека. Annu Rev Physiol. 2004; 66: 799–828. [PubMed] [Google Scholar]
• Ригамонти А.Э., Селла С.Г., Марацци Н., Ди Луиджи Л., Сарторио А., Мюллер Е.Э. Злоупотребление гормоном роста: методы выявления. Trends Endocrinol Metab. 2005. 16: 160–166. [PubMed] [Google Scholar]
• Rommel C, Bodine SC, Clarke BA, Rossman R, Nunez L, Stitt TN, et al. Посредничество IGF-1-индуцированной гипертрофии скелетных миотрубок с помощью путей PI (3) K / Akt / mTOR и PI (3) K / Akt / GSK3. Nat Cell Biol.2001; 3: 1009–1013. [PubMed] [Google Scholar]
• Rosenblatt JD, Parry DJ. Гамма-облучение предотвращает компенсаторную гипертрофию перегруженной мышцы длинного разгибателя пальцев кисти. J Appl Physiol. 1992; 73: 2538–2543. [PubMed] [Google Scholar]
• Рой Р.Р., Монк С.Р., Аллен Д.Л., Эджертон В.Р. Модуляция миоядерного числа в функционально перегруженных и тренированных волокнах подошвенной мышцы крысы. J Appl Physiol. 1999; 87: 634–642. [PubMed] [Google Scholar]
• Рудман Д., Феллер А.Г., Кон Л., Шетти К.Р., Рудман И.В., Дрейпер М.В.Влияние гормона роста человека на состав тела у пожилых мужчин. Horm Res Suppl. 1991; 1: 73–81. [PubMed] [Google Scholar]
• Рудман Д., Феллер А.Г., Награй Х.С., Герганс Г.А., Лалита П.Й., Голдберг А.Ф. и др. Влияние гормона роста человека на мужчин старше 60 лет. N Engl J Med. 1990; 323: 1–6. [PubMed] [Google Scholar]
• Соги М., Робинсон Н., Саудан С., Бауме Н., Авуа Л., Мангин П. Допинг гормона роста человека в спорте. Br J Sports Med. 2006; 40 Приложение 1: i35 – i39. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Savage MO, Attie KM, David A, Metherell LA, Clark AJ, Camacho-Hübner C.Эндокринная оценка, молекулярная характеристика и лечение нарушений, связанных с нечувствительностью к гормону роста. Nat Clin Pract Endocrinol Metab. 2006; 2: 395–407. [PubMed] [Google Scholar]
• Savage MO, Blum WF, Ranke MB, Postel-Vinay MC, Cotterill AM, Hall K, et al. Клинические особенности и эндокринный статус у пациентов с нечувствительностью к гормону роста (синдром Ларона) J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 1465–1471. [PubMed] [Google Scholar]
• Шлехтер Н.Л., Рассел С.М., Спенсер Е.М., Николл К.С.Доказательства, свидетельствующие о том, что прямое стимулирующее рост действие гормона роста на хрящ in vivo опосредовано местным продуцированием соматомедина. Proc Natl Acad Sci USA. 1986; 83: 7932–7934. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Schoenle EJ, Zenobi PD, Torresani T., Werder EA, Zachmann M, Froesch ER. Рекомбинантный человеческий инсулиноподобный фактор роста I (rhIGF I) снижает гипергликемию у пациентов с крайней инсулинорезистентностью. Диабетология. 1991; 34: 675–679. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Босвелл Дж. М., Берт Д. В., Асанте Э. А., Томас Ф. М., Дэвис М. Дж. И др.Трансгенные мыши Rskalpha-actin / hIGF-1 с повышенным уровнем IGF-I в скелетных мышцах и крови: влияние на регенерацию, денервацию и мышечную дистрофию. Гормона роста IGF Res. 2006. 16: 157–173. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Земля М. Медведи, лягушки, мясо, мыши и люди: сложность факторов, влияющих на массу скелетных мышц и жир. Биологические исследования. 2006; 28: 994–1009. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Винн Н., Розенталь Н., Граундс, доктор медицины. Согласование данных по трансгенным мышам, которые сверхэкспрессируют IGF-I, особенно в скелетных мышцах.Гормона роста IGF Res. 2005; 15: 4–18. [PubMed] [Google Scholar]
• Sjögren K, Liu JL, Blad K, Skrtic S, Vidal O, Wallenius V, et al. Полученный из печени инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I) является основным источником IGF-I в крови, но не требуется для постнатального роста тела у мышей. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 7088–7092. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Smit LS, Meyer DJ, Billestrup N, Norstedt G, Schwartz J, Carter-Su C. Роль рецептора гормона роста (GH) и киназ JAK1 и JAK2 в активация Статей 1, 3 и 5 GH.Мол Эндокринол. 1996; 10: 519–533. [PubMed] [Google Scholar]
• Сотиропулос А., Оханна М., Кедзия С., Менон Р.К., Копчик Дж. Дж., Келли П.А. и др. Гормон роста способствует слиянию клеток скелетных мышц независимо от активации инсулиноподобного фактора роста 1. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103: 7315–7320. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Spangenburg EE, Le Roith D, Ward CW, Bodine SC. Функциональный рецептор инсулиноподобного фактора роста не является необходимым для индуцированной нагрузкой гипертрофии скелетных мышц.J Physiol. 2008. 586: 283–291. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Stickland NC. Развитие мышц у плода человека на примере m sartorius: количественное исследование. J Anat. 1981; 132: 557–579. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Stitt TN, Drujan D, Clarke BA, Panaro F, Timofeyva Y, Kline WO, et al. Путь IGF-1 / PI3K / Akt предотвращает экспрессию индуцированных мышечной атрофией убиквитинлигаз путем ингибирования факторов транскрипции FOXO. Mol Cell. 2004. 14: 395–403.[PubMed] [Google Scholar]
• Taaffe DR, Jin IH, Vu TH, Hoffman AR, Marcus R. Отсутствие влияния рекомбинантного гормона роста человека (GH) на морфологию мышц и экспрессию GH-инсулиноподобного фактора роста при резистентности — обученные пожилые мужчины. J Clin Endocrinol Metab. 1996. 81: 421–425. [PubMed] [Google Scholar]
• Таафф Д. Р., Прюитт Л., Рейм Дж., Хинц Р. Л., Баттерфилд Г., Хоффман А. Р. и др. Влияние рекомбинантного гормона роста человека на силовой ответ мышц на упражнения с отягощениями у пожилых мужчин.J Clin Endocrinol Metab. 1994; 79: 1361–1366. [PubMed] [Google Scholar]
• Тамемото Х., Кадоваки Т, Тобе К., Яги Т, Сакура Х, Хаякава Т и др. Инсулинорезистентность и задержка роста у мышей, лишенных субстрата-1 рецептора инсулина. Природа. 1994; 372: 182–186. [PubMed] [Google Scholar]
• Vandenburgh HH, Karlisch P, Shansky J, Feldstein R. Инсулин и IGF-I вызывают выраженную гипертрофию скелетных миофибрилл в культуре тканей. Am J Physiol. 1991; 260: C475 – C484. [PubMed] [Google Scholar]
• Валенкамп MJ, Wit JM.Генетические нарушения в оси GH IGF-I у мышей и человека. Eur J Endocrinol. 2007; 157: S15 – S26. [PubMed] [Google Scholar]
• Welle S, Thornton C, Statt M, McHenry B. Гормон роста увеличивает мышечную массу и силу, но не омолаживает синтез миофибриллярного белка у здоровых людей старше 60 лет. J Clin Endocrinol Metab. 1996. 81: 3239–3243. [PubMed] [Google Scholar]
• Woodhouse LJ, Mukherjee A, Shalet SM, Ezzat S. Влияние статуса гормона роста на физические нарушения, функциональные ограничения и качество жизни, связанное со здоровьем, у взрослых.Endocr Rev.2006; 27: 287–317. [PubMed] [Google Scholar]
• Xu Q, Li S, Zhao Y, Maures TJ, Yin P, Duan C. Доказательства того, что IGF-связывающий белок-5 функционирует как лиганд-независимый регулятор транскрипции в гладкомышечных клетках сосудов. Circ Res. 2004; 94: E46 – E54. [PubMed] [Google Scholar]
• Якар С., Лю Дж. Л., Станнард Б., Батлер А., Ачили Д., Зауэр Б. и др. Нормальный рост и развитие при отсутствии инсулиноподобного фактора роста печени I. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 7324–7329.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Yarasheski KE, Campbell JA, Smith K, Rennie MJ, Holloszy JO, Bier DM. Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост мышц у молодых мужчин. Am J Physiol. 1992; 262: E261 – E267. [PubMed] [Google Scholar]
• Ярашески К.Э., Захвейя Дж. Дж., Ангелопулос Т. Дж., Бир Д. М.. Кратковременное лечение гормоном роста не увеличивает синтез мышечного белка у опытных тяжелоатлетов. J Appl Physiol. 1993; 74: 3073–3076. [PubMed] [Google Scholar]
• Yarasheski KE, Zachwieja JJ, Campbell JA, Bier DM.Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост и силу мышц у пожилых мужчин. Am J Physiol. 1995; 268: E268 – E276. [PubMed] [Google Scholar]
• Заммит П.С., Партридж Т.А., Яблонка-Реувени З. Сателлитная клетка скелетных мышц: стволовая клетка, пришедшая с холода. J Histochem Cytochem. 2006; 54: 1177–1191. [PubMed] [Google Scholar]
• Чжоу Ю., Сюй BC, Махешвари Х.Г., Хе Л., Рид М., Лозиковски М. и др. Модель у млекопитающих для синдрома Ларона, полученная путем направленного разрушения гена рецептора гормона роста мыши / связывающего белка (мыши Laron) Proc Natl Acad Sci USA.1997. 94: 13215–13220. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Регулирование мышечной массы гормоном роста и IGF-I

Br J Pharmacol. 2008 июн; 154 (3): 557–568.

C P Velloso

¹ Королевский колледж Лондона, Отдел прикладных биомедицинских исследований, Лондон, Великобритания

¹ Королевский колледж Лондона, Отдел прикладных биомедицинских исследований, Лондон, Великобритания

Поступило 31 октября 2007 г .; Пересмотрено 7 марта 2008 г .; Принята в печать 25 марта 2008 г.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Гормон роста (GH) широко используется в качестве лекарственного средства, повышающего производительность. Одним из наиболее ярко выраженных его эффектов является повышение уровня циркулирующего инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I), который в основном имеет печеночное происхождение. Он также индуцирует синтез IGF-I в большинстве непеченочных тканей. Влияние гормона роста на постнатальный рост тела зависит от IGF-I, но начинают выясняться независимые от IGF-I функции.Хотя сообщалось о преимуществах введения GH для тех, кто страдает от дефицита GH, в настоящее время очень мало доказательств, подтверждающих анаболическую роль супрафизиологических уровней системных GH или IGF-I в скелетных мышцах здоровых людей. Могут быть и другие эффекты GH, повышающие производительность. Напротив, гипертрофические эффекты мышечно-специфической инфузии IGF-I хорошо документированы на животных моделях и в системах культивирования мышечных клеток. Исследования, изучающие молекулярные ответы на гипертрофические стимулы у животных и людей, часто указывают на активацию мессенджера РНК IGF-I или иммунореактивность.Циркуляционные / системные (эндокринные) и местные (аутокринные / паракринные) эффекты GH и IGF-I могут иметь различные эффекты на регуляцию мышечной массы.

Ключевые слова: гормон роста, IGF-I, скелетные мышцы, производительность, мышечная масса

Введение

Скелетные мышцы составляют около 40% массы тела человека. Адекватная мышечная масса имеет решающее значение для здоровья, поскольку мышцы выполняют несколько важных функций: движение, дыхание, термогенез, защита внутренних органов, метаболизм глюкозы и жиров.Регулирование мышечной массы представляет интерес для самых разных людей. Есть такие, например, силовые атлеты и бодибилдеры, которые в первую очередь заинтересованы в увеличении своей мышечной массы. Другие озабочены предотвращением потери мышечной массы. Это очень важно для слабых пожилых людей, людей с миопатиями, раком, сепсисом, ВИЧ / СПИДом и другими заболеваниями, людей, страдающих ограниченной подвижностью в результате травм, и космонавтов. Механизмы, регулирующие поддержание мышечной массы, широко изучаются из-за важности этой ткани для здоровья.

Мышцы — это ткань с высокой пластичностью, способная адаптироваться к изменяющимся функциональным требованиям. Повышенная нагрузка на мышцу приводит к увеличению ее массы или гипертрофии, тогда как разгрузка или неиспользование приводит к снижению массы или атрофии. Упражнения, как и питание, являются ключевым регулятором мышечной массы (Rennie et al ., 2004).

Гормональные факторы также важны. Очевидно, что у мужчин мышечная масса больше, чем у женщин. В первую очередь это связано с анаболическим действием тестостерона.Действительно, бодибилдеры уже давно используют анаболические стероиды из-за их сильного воздействия на мышечную массу. Гормон роста (GH) и инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I) играют ключевую роль в регуляции размера тела у растущих животных, но их роль у взрослых менее ясна. IGF-I явно обладает анаболической активностью, но его механизм действия как эндокринного циркулирующего гормона может отличаться от его активности как аутокринного / паракринного фактора роста.

Этот обзор начинается с основного введения в ось GH / IGF-I и механизмы регуляции мышечной массы.Доказательства влияния этих молекул на мышечную массу в моделях человека, животных и клеточных культур исследуются, после чего обсуждается их использование в качестве препаратов, улучшающих работоспособность.

Ось GH / IGF-I

GH или соматотропин представляет собой пептидный гормон, вырабатываемый и секретируемый в основном соматотрофными клетками переднего гипофиза (гипофиза). Секреция GH происходит в пульсирующем режиме и регулируется гипоталамическими гормонами. ГР-рилизинг-гормон индуцирует секрецию ГР, тогда как соматостатин (гормон фактора, ингибирующего высвобождение соматотропина) ингибирует его секрецию (Goldenberg and Barkan, 2007).Кроме того, пептид грелин является мощным стимулятором секреции GH, который синтезируется в гипоталамусе, гипофизе и желудке (Kojima et al ., 1999). На частоту и величину импульсов GH влияют различные стимулы: пол, возраст, ожирение, сон, диета и упражнения. Следовательно, уровни гормона роста в сыворотке сильно варьируются в течение дня.

Рецептор GH (GHR) экспрессируется повсеместно (Frick et al ., 1998), и GH оказывает прямое воздействие на большинство тканей, включая скелетные мышцы (d’Ercole et al ., 1984; Gostelli-Peter et al ., 1994; Jorgensen et al ., 2006). Связывание GH приводит к димеризации двух рецепторов GH, а внутриклеточная передача сигналов включает киназу Janus и сигнальные преобразователи и активаторы пути транскрипции (Stat) (Smit et al ., 1996).

GH стимулирует синтез IGF-I в большинстве тканей (; d’Ercole et al ., 1984; Gostelli-Peter et al ., 1994). Печень является органом, главным образом ответственным за производство сывороточного IGF-I.Введение GH вызывает быструю активацию мРНК и белка IGF-I в печени (Mathews et al ., 1986), и животные с печеночно-специфическими делециями IGF-I показывают только 10-25% уровней IGF-I в сыворотке по сравнению с контрольной группой. (Sjögren и др. ., 1999; Якар и др. ., 1999). В отличие от GH, уровни IGF-I в сыворотке довольно стабильны у здоровых людей и мало изменчивы внутри человека изо дня в день. Уровни IGF-I в сыворотке выше или ниже нормального диапазона с поправкой на возраст являются хорошим индикатором дисфункции GH (Buckway et al ., 2001), хотя необходимо учитывать другие факторы, такие как недоедание и проблемы с печенью, которые влияют на сывороточный IGF-I. Секреция GH регулируется системой отрицательной обратной связи, в которой повышенный уровень IGF-I в сыворотке подавляет секрецию GH (; Berelowitz et al ., 1981; Bermann et al ., 1994).

Схематическое изображение оси гормона роста (GH) / инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I). GH синтезируется в гипофизе и индуцирует синтез IGF-I в большинстве тканей (печень и мышцы).Печень является основным источником циркулирующего IGF-I (cIGF-I), хотя некоторое количество cIGF-I поступает из других тканей, включая мышцы. cIGF-I является частью цепи отрицательной обратной связи, регулирующей выброс GH. IGF-I синтезируется в мышцах (mIGF-I) в ответ на физическую нагрузку, или GH действует аутокринным / паракринным путем, стимулируя гипертрофию.

Эффекты IGF-I опосредуются главным образом рецептором IGF типа 1 (IGFR1), который обладает тирозинкиназной активностью и передает сигналы через путь фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) / AKT ().IGF-I также связывается с рецептором инсулина (IR), но с гораздо более низким (примерно в 100 раз меньшим) сродством, чем с IGF1R (Pandini et al ., 2002). IR и IGF1R являются димерными трансмембранными рецепторами и могут образовывать функциональные гибриды. Роль гибридных рецепторов в клеточных ответах остается неясной.

Сигнальные пути регулируются инсулиноподобным фактором роста I (IGF-I) и / или упражнениями. Было показано, что упражнения активируют несколько различных путей в мышцах. К ним относятся AKT, MAPK (ERK1, ERK2) и кальциневрин.Упражнения также индуцируют синтез IGF-I в мышцах. IGF-IR передает сигналы во многом теми же путями, что и упражнения. Передача сигналов через фосфатидилинозитол-3-киназу (PI3K) / AKT имеет особое значение, поскольку это увеличивает синтез белка и ингибирует деградацию белка за счет инактивации факторов транскрипции FOXO. Интересно, что хотя упражнения активируют AKT и вызывают повышенный синтез белка, они также увеличивают деградацию белка (не показано), вероятно, в результате усиленного ремоделирования белка.Если произойдет чистый синтез белка, это приведет к гипертрофии мышц. Таким образом, упражнения и IGF-I частично влияют на мышцы.

Существует шесть IGF-связывающих белков (IGFBP). IGFBP были первоначально выделены из сыворотки и представляют собой белки массой около 30 кДа, способные связывать IGF-I и IGF-II, но не инсулин (Bach et al ., 1993). Большая часть сывороточного IGF-I находится в трехкомпонентном комплексе с IGFBP3 и кислотолабильной субъединицей (ALS). Комплексы IGF-IGFBP могут покидать кровообращение и получать доступ к ткани, если они не связаны с БАС.В сыворотке они увеличивают период полужизни в кровотоке и доставку IGF-I в ткани. В тканях они модулируют действие IGF, поскольку обладают более высоким сродством к IGF, чем рецепторы. IGF высвобождаются путем протеолиза IGFBP или связывания IGFBP с внеклеточным матриксом (Parker et al ., 1998). IGFBP также могут фосфорилироваться, и это влияет на их сродство к IGFs (Kajantie et al ., 2002). IGF-независимые действия были описаны для большинства IGFBP и могут включать внутриклеточную локализацию (Xu et al ., 2004) или связывание интегрина (Jones et al ., 1993).

Механизмы регуляции мышечной массы

Существует два основных механизма увеличения мышечной массы: гипертрофия или увеличение размера миофибрилл и гиперплазия или увеличение количества миофибрилл. Принято считать, что количество волокон в мышце в перинатальном периоде фиксируется (Stickland, 1981). Было высказано предположение, однако, что расщепление миофибрилл происходит, если миофибра становится слишком большой (Antonio and Gonyea, 1993), но об этом не сообщалось у людей.Новые миофибры могут также образовываться в результате слияния сателлитных клеток (см. Ниже), а небольшие мышечные трубки и миофибры, экспрессирующие миогенные маркеры, могут быть обнаружены в мышцах человека после тренировки (Kadi and Thornell, 1999). Тем не менее, все согласны с тем, что увеличение площади поперечного сечения мышц (ППС) в первую очередь связано с увеличением ППС миофибрилл, а не количеством миофибрилл.

Баланс между синтезом и деградацией белка является критическим фактором, определяющим CSA мышц (Gibson et al ., 1988; рассмотрено в Baar et al ., 2006). Чистый синтез белка приводит к большему содержанию миофибрилл, которые размещаются в более крупных миофибриллах. Значительная гипертрофия миофибрилл также требует увеличения числа миоядер, чтобы поддерживать постоянный миоядерный домен (объем цитоплазмы, поддерживаемый одним ядром). В мышце соотношение ДНК / белок довольно постоянное (Roy et al ., 1999).

Миофибры являются постмитотическими клетками, и их ядра не пролиферируют.Новые миоядра обеспечиваются популяцией, называемой сателлитными клетками (обзор Zammit et al ., 2006). Эти клетки лежат прямо под базальной пластинкой миофибрилл и обычно находятся в состоянии покоя. После активации в результате упражнений или повреждения мышц сателлитные клетки размножаются и сливаются с существующими мышечными волокнами, обеспечивая тем самым новые ядра для гипертрофии и восстановления. Отсутствие пролиферативного ответа сателлитных клеток после γ-облучения мышц ограничивает гипертрофический прирост (Rosenblatt and Parry, 1992).

Существует множество сигнальных путей, участвующих в регуляции мышечной массы (Glass, 2005; Shavlakadze and Grounds, 2006). Центральным игроком, по-видимому, является путь PI3K / AKT, поскольку он активирует синтез белка и ингибирует деградацию белка. Важно отметить, что путь PI3K / AKT активируется при физической нагрузке и находится ниже IGF-I и рецепторов инсулина. И инсулин, и IGF-I могут стимулировать синтез белка в скелетных мышцах (Bolster et al ., 2004).

Существует три изоформы AKT (AKT1, AKT2 и AKT3), и оказывается, что AKT1 важен для регуляции роста, тогда как AKT2 участвует в метаболизме (Cho et al ., 2001). После AKT идет mTOR. Он образует два комплекса с другими молекулами, mTORC1 и mTORC2. Первый участвует в регуляции синтеза белка и чувствителен к рапамицину. Отсюда и название mTOR: m ammalian t arget o f r apamycin. Второй участвует в управлении актиновым цитоскелетом и не чувствителен к рапамицину. Комплекс продолжает активировать регуляторы трансляции 4E-BP1 и p70S6-K. Фосфорилирование 4E-BP1 приводит к высвобождению eIF4E, который необходим для связывания мРНК с рибосомой.Это инициирует перевод. Фосфорилирование p70S6-K увеличивает трансляцию рибосомных и других мРНК, содержащих 5′-тракт олигопиримидинов. Следовательно, mTORC1 может регулировать как биогенез рибосом, так и инициацию трансляции. Он также может активироваться непосредственно незаменимыми аминокислотами, такими как лейцин (Kimball et al ., 1999).

Синтез белка также зависит от энергетического статуса в мышцах, поскольку он является АТФ-зависимым процессом и, следовательно, также регулируется АМФ-зависимой киназой AMPK (Bolster et al ., 2002). Лечение крыс препаратом, активирующим AMPK, приводит к снижению синтеза белка, сопровождающемуся уменьшением активации mTOR, p70S6K и 4E-BP1.

Деградация белка в результате болезни или неиспользования может подавляться активацией AKT. Это происходит потому, что AKT фосфорилирует и тем самым предотвращает ядерную транслокацию транскрипционных факторов семейства FOXO. FOXO1 и FOXO3 регулируют экспрессию двух лигаз убиквитинового протеина в мышцах: мышечной атрофии F-box или атрогена-1 (MAFbx) и мышечного кольца пальца 1 (MuRF1; Stitt et al ., 2004). Убиквитинлигазы связывают убиквитин с белками, тем самым направляя их на деградацию убиквитин-протеасомой, АТФ-зависимым комплексом протеолиза.

Другой путь деградации белков в скелетных мышцах — это аутофагия, основная деградация белков и органелл под действием лизосомальных ферментов. Механизмы, ответственные за индукцию и регуляцию программы аутофагии, плохо изучены, но, по-видимому, также связаны с факторами транскрипции FOXO, в частности FOXO3.Аутофагия может подавляться AKT, но не рапамицином. Таким образом, FOXO3 контролирует две основные системы распада белков в скелетных мышцах, убиквитин-протеасомный и аутофагический / лизосомный пути (Mammucari et al ., 2007).

GH и IGF-I в регуляции роста тела и мышц

GH регулирует постнатальный рост тела. И у мышей, и у людей дефицит GH или нечувствительность к GH (синдром Ларона, вызванный инактивирующими мутациями гена рецептора GH) минимально влияют на размер при рождении, но приводят к замедлению роста в детстве и подростковом возрасте, что приводит к уменьшению роста (Savage et al ., 1993; Чжоу и др. , 1997; Efstratiadis, 1998). Супрафизиологический GH у молодых приводит к гипофизарному гигантизму, тогда как опухоли GH с началом у взрослых вызывают состояние, называемое акромегалией, которое характеризуется чрезмерным разрастанием костной ткани (выпячивание надбровных дуг и нижней челюсти, увеличение конечностей), остеоартритом, синдромом запястного канала, головными болями, кардиомиопатиями. , гипергликемия, гипертония и сахарный диабет (Ayuk and Sheppard, 2006). У мышей увеличение сердца и общее увеличение размера органов являются признаками системной гиперпродукции или введения GH (Kopchick et al ., 1999).

Стимулирующие рост эффекты GH в основном опосредуются IGF-I (Le Roith et al ., 2001; Mauras and Haymond, 2005; Walenkamp and Wit, 2007). Инфузия IGF-I гипофизэктомированным крысам способствует росту в отсутствие GH (Behringer et al ., 1990). Однако мыши с нокаутом IGF-I имеют меньшую задержку роста, чем двойные нокауты IGF-I и GHR, что позволяет предположить, что GH также обладает IGF-I-независимыми эффектами (Lupu et al ., 2001). Есть эффекты, которые нельзя имитировать с помощью инфузии IGF-I.Было продемонстрировано, что введение GH увеличивает продукцию мРНК IGF-I в скелетных мышцах у гипофизэктомированных крыс в 20 раз, тогда как увеличение, наблюдаемое после лечения IGF-I, только в 2,5 раза (Gostelli-Peter et al ., 1994). Это может иметь отношение к регуляции массы скелетных мышц, поскольку аутокринные / паракринные уровни IGF-I, по-видимому, более важны, чем системные / циркулирующие уровни IGF-I, как обсуждается ниже.

IGF-I, в отличие от GH, имеет решающее значение для внутриутробного развития (Baker et al ., 1993; Лю и др. , 1993; Пауэлл-Брэкстон, и др., , 1993). Мыши с нокаутом по IGF-I и IGFIR имеют вес при рождении 60 и 45% от нормы соответственно (Liu et al ., 1993), тогда как мыши с тяжелым дефицитом GH или нечувствительностью к GH имеют нормальный вес при рождении. Нарушения в сигнальном пути IGF-I также приводят к снижению внутриутробного роста, что наблюдается у мышей с дефицитом Akt1 (Cho et al ., 2001), субстрата рецептора инсулина-1 (IRS-1) и IRS-2 (Araki et al. al ., 1994; Тамемото и др. ., 1994). Критически важно, что высокие уровни циркулирующего IGF-I, по-видимому, не требуются для внутриутробного роста, поскольку нокауты IGF-I, специфичные для печени, показывают массу тела, аналогичную контрольной группе при рождении и в возрасте до 3 месяцев (Sjögren et al ., 1999. ; Якар и др. ., 1999). Специфический для печени нокаут имеет некоторое снижение постнатального роста по сравнению с дикими типами, но он не такой серьезный, как полный нокаут IGF (Baker et al ., 1993). Это означает, что локально продуцируемый аутокринный / паракринный IGF-I играет важную роль в пре- и постнатальном росте.Однако правдоподобно и другое объяснение. Уровни свободного биодоступного IGF-I в нокаутах печени могут быть такими же, как у животных дикого типа. В этом случае нельзя ожидать, что изменение циркулирующего IGF-I окажет какое-либо влияние.

Инсулин также связывается с IGF-IR, и этим можно объяснить некоторые из его эффектов, способствующих росту (Kjeldsen et al ., 1991). И наоборот, IGF-I связывается с рецептором инсулина и разделяет его гипогликемический эффект (Schoenle et al ., 1991; Clemmons et al ., 1992). Однако более вероятно, что общие внутриклеточные сигнальные пути или активность гибридных рецепторов ответственны за общие активности IGF-I и инсулина.

Помимо регуляции роста во время развития, активация IGFR1 влияет на пролиферацию и дифференцировку клеток (Liu et al ., 1993). Важность активности IGF-I во время развития отражается в том факте, что нокауты IGF-IR являются летальными для эмбриона и умирают от дыхательной недостаточности (Liu et al ., 1993). В зависимости от генетического фона животных до 15% нокаутов IGF-I доживают до зрелого возраста, но являются бесплодными и задерживаются в росте (Baker et al ., 1993).

Мышечная масса увеличивается пропорционально размеру тела во время фазы роста. Стимулирующие рост эффекты GH и IGF-I у молодых животных и людей хорошо задокументированы, но увеличение мышечной массы обычно пропорционально увеличению размера тела. Грызуны достигают половой зрелости примерно через 6 месяцев, но это не обязательно совпадает с прекращением роста тела.Во многих исследованиях используются животные в возрасте 6–12 недель, что затрудняет разделение эффектов GH и IGF-I на рост тела по сравнению с мышечной массой.

Следовательно, примечательно, что у мышей с нокаутом рецептора GH абсолютная мышечная масса, а также соотношение мышечной массы к массе тела снижены по сравнению с животными дикого типа (Sotiropoulos et al ., 2006). CSA миофибры, но не количество, также было уменьшено, предполагая, что системный GH действительно играет роль в регулировании мышечной массы в этой модели.Поскольку у этих мышей наблюдается снижение циркулирующего IGF-I, а тканевая экспрессия IGF-I, по крайней мере, частично зависит от GH, трудно разделить эффекты двух гормонов. Было показано, что у мышей, лишенных IGF1R конкретно в мышцах, мышцы меньше, чем у их собратьев дикого типа, а также снижена CSA миофибрилл (Kim et al ., 2005a). Введение GH приводит к увеличению мышечной массы и CSA миофибрилл у животных дикого типа, но не к нокауту мышечного IGF1R. Таким образом, эффекты GH на мышцы у животных, вероятно, опосредуются IGF-I.

GH, IGF-I, физические упражнения и мышечная масса у людей

Следует проявлять осторожность при экстраполяции исследований на животных на людей, поскольку видовые различия действительно существуют, но данные, похоже, указывают на схожую роль GH и IGF-I в регуляции послеродового роста. У людей дефицит GH приводит к паттерну роста, аналогичному первичному дефициту IGF-I, что подчеркивает роль GH-зависимой продукции IGF-I (Walenkamp and Wit, 2007). Также интересно отметить, что реакция роста после лечения GH-дефицитных пациентов лучше, чем наблюдаемая после лечения пациентов, страдающих нечувствительностью к GH, с помощью IGF-I (Savage et al ., 2006; Валенкамп и Вит, 2007). Это может быть связано с независимыми от IGF-I эффектами GH, как обсуждалось в предыдущем разделе. Альтернативно, низкие уровни IGFBP3, обнаруженные у пациентов, нечувствительных к GH, могут привести к более короткому периоду полужизни IGF-I и, таким образом, к уменьшению эффектов введенного белка.

Люди с дефицитом GH (GHD), как правило, имеют увеличенное количество жира в организме и снижение массы без жира по сравнению с контрольными субъектами. У них также снизилась мышечная сила и толерантность к физическим нагрузкам (Ayuk and Sheppard, 2006; Molitch et al ., 2006; Woodhouse et al ., 2006). Было показано, что сила увеличивается у пациентов с GHD после 6 месяцев введения GH (Cuneo et al ., 1991), но изменений CSA миофибрил не наблюдалось (Cuneo et al ., 1992). Это говорит о том, что GH не влияет на мышечную массу у взрослых людей.

Наблюдения за людьми с акромегалией позволяют предположить, что хронические высокие уровни циркулирующего GH и IGF-I могут на самом деле пагубно влиять на мышечную функцию. Хотя у людей с акромегалией большие мышцы, их удельная сила (сила на CSA) меньше, чем ожидалось, и у них часто наблюдаются гистологические признаки миопатии (Nagulesparen et al ., 1976; Woodhouse et al ., 2006). Кроме того, люди с акромегалией, как правило, имеют меньший размер CSA волокон типа II, чем тип I. Это в отличие от населения в целом. Поскольку волокна типа II важны для выработки электроэнергии, это может объяснить их относительную слабость. Сообщалось, что сверхэкспрессия человеческого GH у трансгенных мышей увеличивает процент волокон типа I (Dudley and Portanova, 1987), а у мышей с нокаутом рецептора GH меньше волокон типа I и больше волокон типа II по сравнению с животными дикого типа ( Сотиропулос и др. ., 2006). Взятые вместе, эти наблюдения говорят о скорее отрицательном, чем положительном влиянии длительного супрафизиологического циркулирующего GH (или IGF-I) на выходную мощность и силу. Однако важно помнить, что люди с акромегалией страдают этим заболеванием в течение многих лет и часто имеют другие гормональные нарушения. Следовательно, они не являются лучшей моделью для оценки эффектов супрафизиологического гормона роста у здоровых людей.

В контролируемых испытаниях изучались эффекты приема гормона роста или плацебо в сочетании с упражнениями с отягощениями, известным анаболическим стимулом, на здоровых молодых и пожилых людях.Изучение здоровых пожилых людей представляет интерес, потому что они представляют собой модель дефицита GH, поскольку циркулирующие уровни GH и IGF-I снижаются с возрастом. Хотя причинно-следственная связь еще предстоит продемонстрировать, значительная потеря мышечной массы также связана с увеличением возраста (саркопения). Знаковые исследования Рудмана и др. . (1990, 1991) показали, что введение GH приводит к увеличению безжировой массы тела и снижению соотношения жир / мышцы у пожилых людей. Вопрос в том, связано ли это с увеличением мышечной массы.

Taaffe и др. . (1994, 1996) показали, что у здоровых пожилых мужчин (средний возраст 70,3 года) мышечные волокна CSA и прирост силы не различались у тех, кто следовал программе тренировок с отягощениями в сочетании с рекомбинантным человеческим гормоном роста (rhGH) или плацебо. В двух других исследованиях, проведенных с участием 31 пожилого мужчины (средний возраст> 70 ​​лет), GH плюс упражнения не оказали эффекта по сравнению с плацебо и упражнениями на увеличение силы, мощности или гипертрофии через 12 недель (Lange et al ., 2002) или 6. месяцев (Хеннесси и др. ., 2001) администрирование и обучение.

Измерение скорости синтеза и распада белка — это гораздо более чувствительный метод оценки анаболических эффектов введения гормона роста на мышцы, и его преимущество заключается в том, что можно проводить краткосрочные и краткосрочные исследования. Скорость обмена мышечного белка низкая, и изменения мышечной массы за период менее 3 месяцев трудно обнаружить (Rennie, 2003). Следует отметить, что упражнения приводят как к увеличению синтеза, так и к расщеплению белка, и что именно чистый синтез белка является важным результатом гипертрофии (Rennie et al ., 2004).

Велле и др. . (1996) сообщили о различиях в силе после 12 недель введения GH у пожилых мужчин (средний возраст 66 лет), но не наблюдали различий между группами GH и плацебо с точки зрения средней фракционной скорости распада миофибриллярного белка или средней постабсорбционной фракционной скорости миофибриллярного белка. синтез. Превосходное увеличение синтеза белка в организме наблюдалось как у молодых (средний возраст 23 года; Ярашеский и др., , 1992), так и у пожилых (средний возраст 67 лет; Ярашеский и др. ., 1995) нетренированных субъектов, выполняющих упражнения с отягощениями в сочетании с GH по сравнению с теми, кто принимал плацебо, но, что интересно, этот эффект не отражался в скорости синтеза белка четырехглавой мышцы, что позволяет предположить, что эффекты GH не влияют на мышечную ткань. Ярашеский и др. . (1993) также продемонстрировали отсутствие эффекта от двухнедельного введения GH на скорость синтеза белка четырехглавой мышцы или распад белка во всем организме у молодых опытных тяжелоатлетов (средний возраст 23 года). Данные показывают, что нет положительного эффекта от приема GH в сочетании с программой упражнений для набора мышечной массы.

Однако сообщалось об увеличении синтеза мышечного белка и чистого синтеза белка всего тела у пожилых людей с низким уровнем GH в сыворотке крови после 1 месяца лечения GH или IGF-I (Butterfield et al ., 1997). Никаких измерений размера или функции мышц не проводилось. Повышенный синтез мышечного белка также наблюдался у молодых, здоровых мужчин после введения GH в состоянии покоя и после ночного голодания (Fryburg et al ., 1991; Fryburg and Barrett, 1993). Поскольку тренировка может влиять на синтез белка на срок до 72 часов (Rennie et al ., 2004), возможно, что в исследованиях, использующих протоколы упражнений, физический стимул маскирует любые эффекты введения гормона роста.

Несмотря на наблюдения влияния GH и IGF-I на синтез белка, факт остается фактом: у здоровых субъектов не наблюдается увеличения мышечной массы после длительного приема GH, поэтому какие-либо преимущества вряд ли будут связаны с увеличением мышечной массы. . В группах GH плюс упражнения уровни циркулирующего IGF-I и масса без жира были постоянно увеличены по сравнению с группами плацебо.Таким образом, можно экстраполировать, что увеличение циркулирующего IGF-I также не повлияет на мышечную массу здоровых людей. Введение IGF-I резко активирует синтез мышечного белка (Fryburg et al ., 1995), но, как и в случае с GH, одногодичное введение не привело к увеличению безжировой массы тела (Friedlander et al ., 2001). Воздействие GH на безжировую массу может быть связано с задержкой воды, которая является известным побочным эффектом введения GH, или с увеличением мягких тканей из-за стимулирующих эффектов GH на синтез коллагена.

Несмотря на отсутствие доказательств анаболической активности GH у здоровых людей, есть доказательства антикатаболической активности GH, а также IGF-I. В исследовании, сравнивающем инфузию IGF-I с GH, было продемонстрировано, что оба агента уменьшают отрицательный баланс азота во время ограничения калорийности у людей. Однократная доза GH вводилась в течение 24 часов, тогда как IGF-I вводился непрерывно в течение 16 часов каждый день. Концентрации IGF-I в сыворотке были в три раза выше у субъектов, получавших IGF-I, по сравнению с теми, кто принимал GH, но лечение было одинаково эффективным в снижении отрицательного баланса азота.Это предполагает, что лечение GH было более эффективным (Clemmons et al ., 1992), что соответствует GH, имеющему как опосредованные IGF-I, так и прямые эффекты. Альтернативно, это может быть связано с ингибированием по отрицательной обратной связи высвобождения эндогенного GH или с аутокринным / паракринным действием тканевого IGF-I в группе лечения IGF-I. Примечательно, что ни GH, ни IGF-I не приводили к положительному балансу азота.

Последующее исследование было проведено для сравнения лечения IGF-I отдельно и в комбинации с GH (Kupfer et al ., 1993). Протоколы были идентичны, как и эффекты самого IGF-I, но комбинация IGF-I и GH была намного более эффективной, что привело к положительному балансу азота в течение 2 дней после начала лечения. Синтез мышечного белка не измерялся, поэтому еще предстоит установить, применимы ли эти эффекты к мышцам или другим тканям. Влияние GH в сочетании с IGF-I на синтез белка и применимость для лечения заболеваний, связанных с катаболизмом, особенно тех, для которых лечение GH само по себе оказалось неэффективным, еще предстоит определить.

Комбинированная инъекция IGF-I / IGFBP3 также, по-видимому, очень эффективна для увеличения чистого белкового баланса в ноге у ожоговых пациентов с катаболическим действием, но неэффективна у некатаболических пациентов (Herndon et al ., 1999). У тренированных на выносливость спортсменов было показано, что введение ГР в течение 1 и 4 недель снижает окисление лейцина во время упражнений на 50% и увеличивает скорость неокислительного удаления лейцина в состоянии покоя (мера синтеза белка) и во время упражнений (Healy и др. ., 2003). Это может быть полезно для экономии белка у спортсменов на выносливость, но специфический для мышц эффект не был определен.

Таким образом, нормальная функция GH / IGF-I действительно играет роль в развитии и поддержании мышечной массы, как было собрано из данных, полученных у пациентов с дефицитом GH, ожоговых пациентов, животных с гипофизэктомией и животных моделей, в которых рецептор GH и IGF -ИР активность отсутствует. Однако введение GH или IGF-I не имеет доказанных преимуществ для мышечной массы у здоровых субъектов, у которых функция GH в норме ().В большинстве исследований на животных GH вводят, пока животные еще растут, и это может искажать результаты по сравнению с введением взрослым животным. Кроме того, необходимо учитывать видовые различия между грызунами и людьми в функционировании оси GH / IGF-I. Исследования с трансгенными животными и животными с нокаутом также осложняются тем фактом, что может быть затронуто эмбриональное развитие ткани, и это может иметь различные последствия для изменения экспрессии генов после того, как животное достигнет зрелости.

Обзор эффектов различных уровней гормона роста (GH), циркулирующего IGF-I (cIGF-I) и IGF-I, синтезированного в мышцах (mIGF-I), на мышечную массу и / или производительность. У здоровых людей супрафизиологический GH и cIGF-I не влияют на мышечную массу. Напротив, супрафизиологические уровни mIGF-I увеличивают мышечную массу и могут играть роль в гипертрофической адаптации к упражнениям. Дефицит GH или IGF-I приводит к снижению мышечной массы.

Аутокринные и паракринные эффекты IGF-I

Прямая инфузия GH или IGF-I в мышцу крысы действительно приводит к увеличению массы, что свидетельствует о том, что для гипертрофии важны местные аутокринные / паракринные, а не системные эндокринные эффекты ( Адамс и МакКью, 1998).Инфузия GH также приводит к увеличению количества белка IGF-I в инфузированной мышце, поэтому вполне вероятно, что гипертрофические эффекты GH опосредуются местно продуцируемым IGF-I.

В поддержку этого есть веские доказательства того, что эффекты GH в кости опосредуются местно продуцируемым IGF-I. GH стимулирует рост продольной кости при инъекции непосредственно в проксимальные эпифизарные пластинки большеберцовой кости у гипофизэктомированных крыс, но только на стороне инъекции (Isaksson et al ., 1982).Коинфузия антисыворотки против IGF-I вместе с GH в артериальное кровоснабжение задней конечности полностью устраняет эффект GH (Schlechter et al ., 1986). Обработка GH также увеличивает количество IGF-иммунореактивных клеток и экспрессию информационной РНК IGF-I в пролиферативной зоне пластинки роста.

Упражнения с отягощениями — это анаболический стимул, к которому почти всегда существует гипертрофическая адаптация. В моделях на животных компенсаторная гипертрофия тренируемой мышцы сопровождается увеличением продукции мРНК IGF-I и пептида IGF-I, особенно в тренируемой мышце, и это предшествует увеличению мышечной ДНК и содержания белка (Adams and Haddad, 1996).Повышение уровня IGF-I также наблюдается в мышцах после индуцированной растяжением гипертрофии миофибрилл (Czerwinski et al ., 1994) и во время регенерации мышц после травмы (Levinovitz et al ., 1992). Коулман и др. . (1995) впервые сообщили, что экспрессия IGF-I под контролем мышечного промотора у трансгенных мышей приводит к значительной гипертрофии, ограниченной мышечной тканью, без влияния на циркулирующие уровни IGF-I или размер тела. Существуют и другие мышечно-специфичные трансгены IGF-I, и было показано, что мышечно-специфическая сверхэкспрессия IGF-I предотвращает возрастную атрофию и улучшает миопатические фенотипы (Musaro et al ., 2001, Шавлакадзе и др. ., 2005).

Местная регуляция IGF-I, по-видимому, также увеличивает реакцию на тренировку с отягощениями даже у животных с нормальным статусом GH. У крыс прямая инъекция в мышцу аденовирусного вектора, кодирующего IGF-I, в сочетании с тренировкой с отягощениями увеличивала как массу, так и производство силы по сравнению с лечением отдельно (Lee et al ., 2004). Инъекции векторов IGF-I также предотвращали потерю мышечной массы после периода детренированности.Тем не менее, упражнения с отягощениями должны были иметь дополнительные эффекты для повышения локальной выработки IGF-I, поскольку они были более эффективны, чем IGF-I, в увеличении мышечной массы. Действительно, недавняя статья показала, что механическая стимуляция может вызывать гипертрофию у мышей MKR, которые сверхэкспрессируют доминантно-отрицательный рецептор инсулина, особенно в скелетных мышцах, которые ингибируют передачу сигналов IR или IGF1R (Spangenburg et al ., 2008). Это удивительно, но не совсем неожиданно, поскольку существуют другие пути, которые регулируются мышечной активностью и могут приводить к передаче сигналов AKT.Фосфорилирование AKT также не нарушалось у мышей MKR в ответ на перегрузку.

Гистологические наблюдения показывают, что физические упражнения и IGF-I имеют разные механизмы действия (Lee et al ., 2004). IGF-I стимулирует слияние сателлитных клеток с существующими волокнами, что определяется увеличением количества миофибрилл с ядрами, расположенными в центре, а не на периферии. Само по себе упражнение с сопротивлением не приводит к заметному увеличению числа ядер, расположенных в центре. Центрально расположенные ядра считаются показателем недавно слитых ядер или образования новых миофибрилл.По мере созревания миофибры ядра перемещаются к периферии клетки. Таким образом, возможно, что упражнения не вызывают заметной активации и слияния сателлитных клеток или что упражнения важны для созревания волокон и периферической локализации / созревания миофибрилл. С другой стороны, стойкое повышение уровня IGF-I может фактически задерживать созревание миофибрилл.

Сопоставимые исследования на людях по понятным причинам не проводились. Однако есть несколько сообщений об активации мРНК IGF-I после упражнений с отягощениями (Bamman et al ., 2001; Хамид и др. , 2003, 2004; Kim et al ., 2005b). В одном исследовании также наблюдалась повышенная иммунореактивность IGF-I, но использованное антитело перекрестно реагирует с IGF-II, поэтому результаты могут быть неспецифичными (Fiatarone-Singh et al ., 1999). Чистое высвобождение IGF-I мышцами во время упражнений на выносливость наблюдалось у людей путем измерения различий в концентрациях гормонов в артериальных венах (Brahm et al ., 1997).

В соответствии с аутокринно-паракринной теорией действия IGF-I, эндокринологический статус животных и людей, по-видимому, не влияет на способность мышц к гипертрофии после упражнений.Гипофизэктомированные крысы, у которых было снижено количество циркулирующих GH и IGF-I, способны к гипертрофии в той же степени, что и контрольные (DeVol et al ., 1990). Люди с дефицитом GH или очень пожилые люди с низким GH и IGF-I также адаптируются к упражнениям с отягощениями, увеличивая мышечную массу и силу.

Аналогичным образом, системный статус GH, по-видимому, не влияет на индуцированную физической нагрузкой повышающую регуляцию мРНК мышечного IGF-I у крыс (DeVol et al ., 1990). У пожилых людей введение GH не вызывает увеличения мышечной массы и не индуцирует активную регуляцию IGF-мРНК в мышцах, несмотря на увеличение сывороточного IGF-I (Taaffe et al ., 1996). Однако было показано, что одно только введение GH влияет на экспрессию 3′-варианта сплайсинга IGF-I (IGF-IEa) в мышцах пожилых мужчин (Hameed et al ., 2004). Расхождение между результатами Hameed et al . и Taaffe и др. . можно объяснить тем, что не вся мРНК IGF-I, измеренная последним, была IGF-IEa. Три варианта сплайсинга 3′-IGF-I были идентифицированы в мышцах человека. Эти варианты сплайсинга имеют общие последовательности, которые были измерены Taaffe et al .Таким образом, если колебания в одной изоформе компенсируются снижением в другой, будут наблюдаться неизменные общие уровни транскрипта IGF-I, если для количественной оценки используются общие области. Структура и предполагаемые функции вариантов сплайсинга IGF-I в мышцах обсуждаются в другом месте (Shavlakadze et al ., 2005; Barton, 2006).

Взаимодействие между системным и локально продуцируемым IGF-I

Взаимодействие между циркулирующей и локальной экспрессией IGF-I также может играть роль в регулировании мышечной массы.В отличие от трансгенных мышей, сверхэкспрессирующих IGF-I под контролем мышечно-специфичных промоторов, трансгенные мыши, сверхэкспрессирующие IGF-I более широко, под контролем промотора металлотионеина, имеют повышенную концентрацию IGF-I в сыворотке (Mathews et al ., 1988. ). У них также наблюдается повышенная масса тела и органегалия, но лишь незначительное улучшение мышечной массы. В другой модели, где экспрессия IGF-I контролируется мышечным промотором, но конструкция содержит сигнальный пептид соматостатина для обеспечения секреции, наблюдаются повышенные уровни циркулирующего и мышечного IGF-I, но не гипертрофия мышц (Shavlakadze et al. ., 2006). Это резко контрастирует с животными, у которых IGF-I экспрессируется в мышцах, не приводя к сопутствующему увеличению сывороточного IGF-I (Coleman et al ., 1995; Musaro et al ., 2001). Возможно, что повышенный уровень циркулирующего IGF-I влияет на GH и, таким образом, имеет последствия для синтеза аутокринных / паракринных уровней IGF-I. Альтернативно, повышенный уровень циркулирующего IGF-I может напрямую подавлять синтез IGF-I в мышцах или эффекты местного IGF-I. Действительно, сообщалось, что мРНК IGF-I подавляется в культивируемых мышечных клетках после обработки IGF-I (Frost et al ., 2002).

Недавно мы наблюдали, что введение GH не увеличивает IGF-IEa в скелетных мышцах молодых мужчин (M Aperghis et al ., 2004), тогда как у пожилых мужчин GH приводит к увеличению IGF-IEa в скелетных мышцах (Hameed et al. al ., 2004). У молодых мужчин введение GH приводило к супрафизиологическим уровням IGF-I в сыворотке, тогда как у пожилых мужчин уровни IGF-I в сыворотке крови после лечения были эквивалентны уровням до лечения, наблюдаемым у молодых мужчин. Влияние супрафизиологического и нормального циркулирующего IGF-I на мышечную гипертрофию и локальную продукцию IGF-I еще предстоит детально исследовать.

Исследования клеточных культур

Простая и полезная система для изучения сигнальных путей в скелетных мышцах — это культивируемые мышечные клетки или миобласты, полученные из мышечных эксплантатов. Их можно вызвать к пролиферации и дифференцировке in vitro . Дифференциация включает необратимую остановку клеточного цикла и слияние с многоядерными мышечными трубками, которые экспрессируют специфичные для мышц маркеры, такие как миогенин, тяжелая цепь саркомерного миозина и мышечная креатинкиназа. В отличие от мышечных трубок, образующихся во время эмбрионального развития, культивируемые мышечные трубки не созревают в миофибриллы.Эта модель in vitro , тем не менее, полезна для различения эффектов IGF-I на пролиферацию, дифференцировку и гипертрофию, поскольку IGF-I может быть добавлен или передача сигналов может модулироваться на разных стадиях процесса дифференцировки.

Обработка пролиферирующих миобластов C2C12 (линия клеток грызунов) IGF-I приводит к усилению пролиферации, но как только клетки перестают пролиферировать, лечение приводит к усиленному слиянию и гипертрофии образующихся мышечных трубок (Rommel et al ., 2001). Гипертрофия также наблюдается после лечения IGF-I первичных птичьих (Vandenburgh et al ., 1991) и человеческих мышечных клеток (Jacquemin et al ., 2004, 2007).

IGF-I увеличивает размер мышечных трубок человека независимо от того, начинается ли лечение, когда миобласты все еще пролиферируют, или после прекращения пролиферации (Jacquemin et al ., 2004, 2007). IGF-I, по-видимому, регулирует размер мышечной трубки человека, активируя синтез белка, ингибируя деградацию белка и индуцируя слияние резервных клеток.Во время дифференцировки в культуре большинство клеток выходят из клеточного цикла и сливаются, но всегда остается небольшое количество так называемых резервных клеток, которые остаются мононуклеарными. Слияние большей части резервных клеток увеличивает количество ядер, обнаруженных в мышечных трубках (индекс слияния), и это приводит к увеличению мышечных трубок. Ингибирование нескольких путей (p42MAPK, кальциневрин, AKT) снижает индекс слияния и ответы синтеза белка миобластов человека на лечение IGF-I. С другой стороны, ингибирование GSK3, негативного регулятора синтеза белка, имитирует эти ответы в отсутствие IGF-I.Ингибирование пути p38 MAPK не имеет эффекта, что согласуется с его ролью в пролиферации миобластов, а не в дифференцировке.

Влияние IGF-I на рекрутирование резервных клеток, по-видимому, является косвенным и является результатом повышенной выработки цитокина интерлейкина-13 обработанными мышечными трубками. Остается продемонстрировать, индуцируется ли индукция слияния сателлитных клеток интерлейкином-13 in vivo и регулируется ли экспрессия этого цитокина в мышцах с помощью IGF-I.Также неясно, является ли слияние ядер причиной или следствием активации синтеза белка и увеличения размера клеток. Последнее кажется более вероятным, поскольку фенотип клеток, обработанных рапамицином, намного более драматичен, чем фенотип клеток, обработанных другими ингибиторами.

Обработка первичных мышечных клеток мышей IGF-I или GH увеличивает размер миотрубок в такой же степени (Sotiropoulos et al ., 2006). В соответствии с исследованиями миобластов человека с использованием IGF-I, эксперименты по лечению GH привели к увеличению мышечных трубок с большим количеством ядер и, по-видимому, включали передачу сигналов через фактор транскрипции NFATc2 ().Это предполагает, что в культуре эффекты GH на размер мышц также опосредуются IGF-I, как показано in vivo (Kim et al ., 2005a). Однако комбинированное лечение GH и IGF-I было более эффективным в увеличении размера мышечной трубки, чем любой из этих гормонов по отдельности. Кроме того, гипертрофия мышечных трубок GHR — / — после лечения IGF-I была хуже, чем гипертрофия мышечных трубок дикого типа. Эти наблюдения предполагают, что GH также имеет IGF-I-независимые эффекты. Это подтверждается сравнением фенотипов животных с нокаутом по GHR — / — и IGF-I — / — (Lupu et al ., 2001).

Эффекты гормона роста (GH) и циркулирующего IGF-I (IGF-I) на культивируемых мышечных трубках. И GH, и IGF-I вызывают гипертрофию мышечных трубок. IGF-I увеличивает синтез белка и подавляет деградацию белка. Кроме того, он вызывает слияние миобластов, регулируя синтез интерлейкина (ИЛ) -13. Возможно, что ответ IL-13 является вторичным по отношению к синтезу белка, и новые ядра рекрутируются только тогда, когда это необходимо для максимального роста. Действительно, обработка культур рапамицином, ингибитором mTOR, подавляет как гипертрофию, так и увеличение индекса слияния мышечных трубок, обработанных IGF-I (Jacquemin et al ., 2007). Совместная обработка культур с GH и IGF-I вызывает больший прирост гипертрофии, чем любое лечение по отдельности. Таким образом, гормоны оказывают различное и частично совпадающее действие на клетки.

Другие эффекты GH и IGF-I

У взрослых людей введение GH является липолитическим и вызывает повышение содержания свободных в сыворотке жирных кислот. В свою очередь, это подавляет захват глюкозы сердцем, жировой тканью и мышцами и может лежать в основе гипергликемии и инсулинорезистентности, связанных с акромегалией. GH также вызывает увеличение поглощения воды кишечником и задержку натрия, что приводит к накоплению внеклеточной жидкости, синдрому запястного канала и гипертонии.Для более глубокого обсуждения этих эффектов GH читатель может обратиться к двум всеобъемлющим и недавним обзорам (Woodhouse et al ., 2006; Gibney et al ., 2007).

GH и IGF-I имеют противоположные метаболические эффекты. В исследовании Clemmons et al . (1992) Введение GH вызывало гипергликемию, тогда как введение IGF-I вызывало гипогликемию. Комбинация двух гормонов ослабляла гипогликемические и гипоинсулинемические эффекты IGF-I и, наоборот, гипергликемические, гиперинсулинемические эффекты GH (Kupfer et al ., 1993). Гормоны имели противоположные эффекты на IGBP3 с IGF-I, вызывая снижение этой молекулы в сыворотке, тогда как совместное введение с GH приводило к увеличению IGFBP3. Учитывая эффекты комбинированного приема, кажется правдоподобным, что побочные эффекты от приема любого из белков по отдельности сводят на нет пользу, тогда как комбинация двух гормонов аннулирует побочные эффекты и усиливает пользу. Введение IGF-I с IGFBP3 также, по-видимому, уменьшает некоторые побочные эффекты (Herndon et al ., 1999).

GH как препарат, повышающий производительность

Упражнения на сопротивление и выносливость вызывают высвобождение GH. Чем выше интенсивность упражнений, тем больше амплитуда пикового пульса GH (Gibney et al ., 2007). IGF-I также немного увеличивается после интенсивных упражнений. Хронические упражнения приводят к повышению уровня как IGF-I, так и GH в сыворотке крови, а у спортсменов, как правило, эти значения выше, чем у населения в целом, что предполагает роль GH и IGF-I в адаптации к упражнениям (Healy et al ., 2005). Эти наблюдения наряду с ролью GH в постнатальном росте тела привели к предположению, что лечение GH является анаболическим для мышц. Использование GH и IGF-I запрещено Всемирным антидопинговым агентством не только из-за принципа честной игры в соревновательных видах спорта, но и из-за неблагоприятного воздействия супрафизиологических доз на здоровье. Кроме того, хотя рчГР доступен с 1985 года, гормон роста, выделенный из гипофиза человеческих трупов, все еще доступен в некоторых странах.Введение из этого источника несет в себе значительный риск заражения трансмиссивными заболеваниями головного мозга, такими как болезнь Крейтцфельдта – Якоба.

Использование GH в любительском и профессиональном спорте, по-видимому, широко распространено, хотя есть достаточно веские доказательства того, что супрафизиологическое введение GH не усиливает влияние упражнений на мышечную массу и силу у здоровых людей. Использование IGF-I, вероятно, более ограничено, поскольку он менее доступен, чем GH.

Привлекательность злоупотребления GH может быть вызвана несколькими причинами (Rennie, 2003; Rigamonti et al ., 2005; Saugy et al ., 2006; Гибни и др. ., 2007). Во-первых, GH является липолитиком, хотя это преимущество не всегда может быть очевидным у хорошо тренированных спортсменов с низким содержанием жира в организме (Deyssig et al ., 1993). Во-вторых, GH оказывает известное влияние на обмен коллагена и костей, и было высказано предположение, что его супрафизиологическое введение может укрепить соединительную ткань, тем самым параллельно увеличивая силу, вызванную упражнениями (или другими мерами, такими как анаболические стероиды), тем самым снижая риск повреждения этих тканей. ткани.В-третьих, GH имеет анекодальные побочные эффекты, такие как улучшение тонуса кожи, зрения и время восстановления после травм, все из которых можно считать полезными для спортсмена, подвергающегося напряженным тренировкам. В-четвертых, спортсмены часто принимают вещества, улучшающие спортивные результаты, в комбинации — практика, известная как стекинг. Соответствующих плацебо-контролируемых исследований с использованием GH в сочетании с другими веществами немного. В-пятых, в более высоких дозах, которые, как сообщается, используются спортсменами, GH может быть более эффективным, чем в дозах, утвержденных для научных исследований, которые ограничены из-за осложнений, связанных с введением GH.Задержка жидкости, возникающая при приеме гормона роста, обычно хорошо переносится, и большинство испытуемых с удовольствием продолжают принимать гормон роста. Об атралгии, синдроме запястного канала, отеках и фибрилляции предсердий сообщалось в исследованиях, в которых применялось введение гормона роста, иногда приводившее к отмене.

Производительность упражнений (максимальное потребление кислорода, порог вентиляции и мышечная сила) ниже, чем прогнозировалось для возраста, пола и роста у пациентов с GHD, и они улучшаются при замещении GH (Woodhouse et al ., 2006). Эти улучшения пропорциональны увеличению безжировой массы тела. Это говорит о том, что рост производительности может быть обусловлен скорее составом тела и метаболической адаптацией, чем увеличением мышечной массы. Влияние на топливный метаболизм, V, O ₂ max и порог вентиляции может иметь значение для спортсменов, стремящихся улучшить выносливость (Woodhouse et al ., 2006; Gibney et al ., 2007). Комбинация тестостерона и GH привела к улучшению состава тела и V O ₂ max у пожилых мужчин, что позволяет предположить, что GH действительно оказывает эффект повышения производительности (Giannoulis et al ., 2006). GH также улучшает аэробные характеристики у тех, кто в анамнезе принимал андрогенные анаболические стероиды (Graham et al ., 2007).

Заключение

Механизмы, которые приводят к адаптации мышц к перегрузке, до конца не изучены. Также нет тех, которые регулируют развитие и поддержание мышечной массы. GH и IGF-I явно играют роль в развитии мышц до и после рождения. У взрослых с GHD есть доказательства того, что сывороточный GH влияет на поддержание мышечной массы, но у здоровых взрослых ни GH, ни IGF-I не имеют и не усиливают гипертрофический эффект упражнений.Напротив, многие доказательства подтверждают гипертрофический эффект аутокринного / паракринного IGF-I у животных и предполагают, что он может играть роль в адаптации к перегрузке как у животных, так и у людей. Повышенная мышечная экспрессия IGF-I также усиливает эффекты тренировки у животных. Местная инъекция белка или плазмид GH или IGF-I эффективна в моделях на животных и в конечном итоге может быть использована с терапевтическими целями. Имеются данные о влиянии гормона роста на другие параметры производительности, что связано с увеличением безжировой массы тела, а не с увеличением массы скелетных мышц.

Примечания

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

• Адамс Г.Р., Хаддад Ф. Взаимосвязь между IGF-1, содержанием ДНК и накоплением белка во время гипертрофии скелетных мышц. J Appl Physiol. 1996. 81: 2509–2516. [PubMed] [Google Scholar]
• Adams GR, McCue SA. Локальная инфузия IGF-I приводит к гипертрофии скелетных мышц у крыс. J Appl Physiol. 1998; 84: 1716–1722. [PubMed] [Google Scholar]
• Antonio J, Gonyea WJ.Прогрессирующая перегрузка скелетных мышц растяжением приводит к гипертрофии перед гиперплазией. J Appl Physiol. 1993; 75: 1263–1271. [PubMed] [Google Scholar]
• Aperghis M, Hameed M, Bouloux P, Goldspink G, Harridge S. Две недели введения GH не увеличивают экспрессию вариантов сплайсинга мРНК инсулиноподобного фактора роста-I в скелетных мышцах Молодые люди. J Physiol. 2004; 558P: C4. [Google Scholar]
• Араки Э., Липес М.А., Патти М.Э., Брунинг Дж. К., Хааг Б., III, Джонсон Р.С. и др.Альтернативный путь передачи сигналов инсулина у мышей с направленным разрушением гена IRS-1 . Природа. 1994; 372: 186–190. [PubMed] [Google Scholar]
• Ayuk J, Sheppard MC. Гормон роста и его нарушения. Postgrad Med J. 2006; 82: 24–30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Баар К., Надер Г., Бодин С. Упражнения с сопротивлением, нагрузка / разгрузка мышц и контроль мышечной массы. Очерки Биохимии. 2006; 42: 61–74. [PubMed] [Google Scholar]
• Бах Л.А., Шей С., Сакано К., Фудзивара Х., Пердью Дж. Ф., Рехлер М. М..Связывание мутантов человеческого инсулиноподобного фактора роста II с белками, связывающими инсулиноподобный фактор роста 1-6. J Biol Chem. 1993; 268: 9246–9254. [PubMed] [Google Scholar]
• Бейкер Дж., Лю Дж. П., Робертсон Э. Дж., Эфстратиадис А. Роль инсулиноподобных факторов роста в эмбриональном и постнатальном росте. Клетка. 1993; 75: 73–82. [PubMed] [Google Scholar]
• Бамман М.М., Шипп Дж. Р., Цзян Дж., Гауэр Б., Хантер Г. Р., Гудман А. и др. Механическая нагрузка увеличивает концентрацию мРНК мышечного IGF-I и рецептора андрогенов у человека.Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001; 280: E383 – E390. [PubMed] [Google Scholar]
• Barton ER. Азбука изоформ IGF-I: влияние на мышечную гипертрофию и последствия для восстановления. Appl Physiol Nutr Metab. 2006; 31: 791–797. [PubMed] [Google Scholar]
• Behringer RR, Lewin TM, Quaife CJ, Palmiter RD, Brinster RL, D’Ercole AJ. Экспрессия инсулиноподобного фактора роста I стимулирует нормальный соматический рост у трансгенных мышей с дефицитом гормона роста. Эндокринология. 1990; 127: 1033–1040. [PubMed] [Google Scholar]
• Береловиц М., Сабо М., Фроман Л.А., Файерстоун С., Чу Л., Хинц Р.Л.Соматомедин-C опосредует отрицательную обратную связь гормона роста, воздействуя как на гипоталамус, так и на гипофиз. Наука. 1981; 212: 1279–1281. [PubMed] [Google Scholar]
• Берманн М., Яффе, Калифорния, Цай В., ДеМотт-Фриберг Р., Баркан А.Л. Отрицательная обратная связь регуляции пульсирующей секреции гормона роста инсулиноподобным фактором роста I. Участие гипоталамического соматостатина. J Clin Invest. 1994. 94: 138–145. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Bolster DR, Crozier SJ, Kimball SR, Jefferson LS.AMP-активированная протеинкиназа подавляет синтез белка в скелетных мышцах крысы посредством подавления передачи сигналов рапамицина (mTOR) млекопитающим. J Biol Chem. 2002; 277: 23977–23980. [PubMed] [Google Scholar]
• Bolster DR, Jefferson LS, Kimball SR. Регулирование синтеза белка, связанного с гипертрофией скелетных мышц, с помощью передачи сигналов, индуцированных инсулином, аминокислотами и физической нагрузкой. Proc Nutr Soc. 2004. 63: 351–356. [PubMed] [Google Scholar]
• Brahm H, Piehl-Aulin K, Saltin B, Ljunghall S.Чистые потоки гормонов, факторов роста и биомаркеров костного метаболизма через рабочее бедро во время краткосрочных динамических упражнений. Calcif Tissue Int. 1997. 60: 175–180. [PubMed] [Google Scholar]
• Бакуэй К.К., Гевара-Агирре Дж., Пратт К.Л., Буррен С.П., Розенфельд Р.Г. Пересмотр теста поколения IGF-I: маркер чувствительности к GH. J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 5176–5183. [PubMed] [Google Scholar]
• Баттерфилд Дж. Э., Томпсон Дж., Ренни М. Дж., Маркус Р., Хинц Р. Л., Хоффман А. Р.. Влияние лечения rhGH и rhIGF-I на использование белка у пожилых женщин.Am J Physiol. 1997; 272: E94 – E99. [PubMed] [Google Scholar]
• Cho H, Thorvaldsen JL, Chu Q, Feng F, Birnbaum MJ. Akt1 / PKBalpha необходим для нормального роста, но незаменим для поддержания гомеостаза глюкозы у мышей. J Biol Chem. 2001; 276: 38349–38352. [PubMed] [Google Scholar]
• Клеммонс Д. Р., Смит-Бэнкс А., Андервуд Л. Е.. Обращение к катаболизму, вызванному диетой, путем вливания рекомбинантного инсулиноподобного фактора роста-I людям. J Clin Endocrinol Metab. 1992; 75: 234–238. [PubMed] [Google Scholar]
• Коулман М.Э., ДеМайо Ф., Инь К.С., Ли Х.М., Геске Р., Монтгомери К. и др.Миогенная векторная экспрессия инсулиноподобного фактора роста I стимулирует дифференцировку мышечных клеток и гипертрофию миофибрилл у трансгенных мышей. J Biol Chem. 1995; 270: 12109–12116. [PubMed] [Google Scholar]
• Cuneo RC, Salomon F, Wiles CM, Hesp R, Sonksen PH. Лечение гормона роста у взрослых с дефицитом гормона роста. I. Влияние на мышечную массу и силу. J Appl Physiol. 1991; 70: 688–694. [PubMed] [Google Scholar]
• Cuneo RC, Salomon F, Wiles CM, Round JM, Jones D, Hesp R, et al.Гистология скелетных мышц у взрослых с дефицитом GH: сравнение с нормальными мышцами и ответ на лечение GH. Horm Res. 1992; 37: 23–28. [PubMed] [Google Scholar]
• Czerwinski SM, Martin JM, Bechtel PJ. Модуляция количества мРНК IGF во время гипертрофии и регрессии скелетных мышц, вызванных растяжением. J Appl Physiol. 1994; 76: 2026–2030. [PubMed] [Google Scholar]
• Д’Эркол Дж., Стайлз А.Д., Андервуд LE. Концентрации соматомедина С в тканях: дополнительные доказательства множественных участков синтеза и паракринных или аутокринных механизмов действия.Proc Natl Acad Sci USA. 1984; 81: 935–939. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• DeVol DL, Rotwein P, Sadow JL, Novakofski J, Bechtel PJ. Активация экспрессии гена инсулиноподобного фактора роста во время роста скелетных мышц, вызванного работой. Am J Physiol. 1990; 259: E89 – E95. [PubMed] [Google Scholar]
• Deyssig R, Frisch H, Blum WF, Waldhor T. Влияние лечения гормоном роста на гормональные параметры, состав тела и силу у спортсменов. Acta Endocrinol (Копен) 1993; 128: 313–318.[PubMed] [Google Scholar]
• Дадли Г.А., Портанова Р. Гистохимические характеристики камбаловидной мышцы у трансгенных мышей с чГР. Proc Soc Exp Biol Med. 1987; 185: 403–408. [PubMed] [Google Scholar]
• Эфстратиадис А. Генетика роста мышей. Int J Dev Biol. 1998. 42: 955–976. [PubMed] [Google Scholar]
• Fiatarone-Singh MA, Wenjing D, Manfredi TJ, Solares GS, O’Neill EF, Clements KM, et al. Инсулиноподобный фактор роста I в скелетных мышцах после силовых упражнений у ослабленных пожилых людей.Am J Physiol Endocrinol Metab. 1999; 277: E135 – E143. [PubMed] [Google Scholar]
• Фрик Г. П., Тай Л. Р., Баумбах В. Р., Гудман Х. М.. Распределение в тканях, обмен и гликозилирование длинных и коротких изоформ рецепторов гормона роста в тканях крыс. Эндокринология. 1998. 139: 2824–2830. [PubMed] [Google Scholar]
• Фридлендер А.Л., Баттерфилд Г.Е., Мойнихан С., Грилло Дж., Поллак М., Холлоуэй Л. и др. Один год лечения инсулиноподобным фактором роста I не влияет на плотность костей, состав тела или психологические показатели у женщин в постменопаузе.J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 1496–1503. [PubMed] [Google Scholar]
• Frost RA, Nystrom GJ, Lang CH. Регулирование мРНК IGF-I и сигнальных преобразователей и активаторов транскрипции-3 и -5 (Stat-3 и -5) с помощью GH в миобластах C2C12. Эндокринология. 2002; 143: 492–503. [PubMed] [Google Scholar]
• Fryburg DA, Barrett EJ. Гормон роста резко стимулирует скелетные мышцы, но не синтез белка всего тела у людей. Обмен веществ. 1993; 42: 1223–1227. [PubMed] [Google Scholar]
• Фрибург Д.А., Гельфанд Р.А., Барретт Э.Дж.Гормон роста резко стимулирует синтез белка в мышцах предплечья у нормальных людей. Am J Physiol. 1991; 260: E499 – E504. [PubMed] [Google Scholar]
• Fryburg DA, Jahn LA, Hill SA, Oliveras DM, Barrett EJ. Инсулин и инсулиноподобный фактор роста-I усиливают анаболизм белков скелетных мышц человека во время гипераминоацидемии с помощью различных механизмов. J Clin Invest. 1995; 96: 1722–1729. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Giannoulis MG, Sonksen PH, Umpleby M, Breen L, Pentecost C, Whyte M, et al.Эффекты гормона роста и / или тестостерона у здоровых пожилых мужчин: рандомизированное контролируемое исследование. J Clin Endocrinol Metab. 2006. 91: 477–484. [PubMed] [Google Scholar]
• Гибни Дж., Хили М.Л., Сонксен PH. Ось гормона роста / инсулиноподобного фактора роста-I в упражнениях и спорте. Endocr Rev.2007; 28: 603–624. [PubMed] [Google Scholar]
• Гибсон Дж., Смит К., Ренни М. Дж. Профилактика атрофии мышц при неиспользовании с помощью электростимуляции: поддержание синтеза белка. Ланцет.1988; 2: 767–770. [PubMed] [Google Scholar]
• Glass DJ. Сигнальные пути гипертрофии и атрофии скелетных мышц. Int J Biochem Cell Biol. 2005; 37: 1974–1984. [PubMed] [Google Scholar]
• Гольденберг Н., Баркан А. Факторы, регулирующие секрецию гормона роста у людей. Endocrinol Metab Clin North Am. 2007; 36: 37–55. [PubMed] [Google Scholar]
• Gostelli-Peter M, Winterhalter KH, Schmid C, Froesch ER, Zapf J. Экспрессия и регуляция инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I) и уровней рибонуклеиновой кислоты-мессенджера IGF-связывающего белка в тканях гипофизэктомированных крыс, которым вводили IGF-I и гормон роста.Эндокринология. 1994; 135: 2558–2567. [PubMed] [Google Scholar]
• Грэм М.Р., Бейкер Дж.С., Эванс П., Кикман А., Коуэн Д., Халлин Д. и др. Кратковременное введение рекомбинантного гормона роста человека улучшает дыхательную функцию у лиц, воздерживающихся от употребления анаболических и андрогенных стероидов. Гормона роста IGF Res. 2007. 17: 328–335. [PubMed] [Google Scholar]
• Hameed M, Lange KH, Andersen JL, Schjerling P, Kjaer M, Harridge SD, et al. Влияние рекомбинантного гормона роста человека и силовых тренировок на экспрессию мРНК IGF-I в мышцах пожилых мужчин.J Physiol. 2004; 555: 231–240. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hameed M, Orrell RW, Cobbold M, Goldspink G, Harridge SD. Экспрессия вариантов сплайсинга IGF-I в скелетных мышцах молодого и старого человека после упражнений с высоким сопротивлением. J Physiol. 2003. 547: 247–254. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хили М.Л., Далл Р., Гибни Дж., Бассетт Э., Эрнборг С., Пентекост С. и др. На пути к разработке теста на злоупотребление гормоном роста (GH): исследование экстремальных физиологических диапазонов GH-зависимых маркеров у 813 элитных спортсменов после соревнований.J Clin Endocrinol Metab. 2005; 90: 641–649. [PubMed] [Google Scholar]
• Healy ML, Gibney J, Russell-Jones DL, Pentecost C, Croos P, Sönksen PH, et al. Гормон роста в высоких дозах оказывает анаболический эффект в покое и во время упражнений у спортсменов, тренированных на выносливость. J Clin Endocrinol Metab. 2003. 88: 5221–5226. [PubMed] [Google Scholar]
• Hennessey JV, Chromiak JA, DellaVentura S, Reinert SE, Puhl J, Kiel DP, et al. Влияние введения гормона роста и физических упражнений на тип и диаметр мышечных волокон у умеренно ослабленных пожилых людей.J Am Geriatr Soc. 2001; 49: 852–858. [PubMed] [Google Scholar]
• Herndon DN, Ramzy PI, DebRoy MA, Zheng M, Ferrando AA, Chinkes DL, et al. Катаболизм мышечных белков после тяжелого ожога: эффекты лечения IGF-1 / IGFBP-3. Ann Surg. 1999; 229: 713–720. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Исакссон О.Г., Янссон Ю.О., Гаузе И.А. Гормон роста напрямую стимулирует продольный рост костей. Наука. 1982; 216: 1237–1239. [PubMed] [Google Scholar]
• Jacquemin V, Butler-Browne GS, Furling D, Mouly V.IL-13 опосредует привлечение резервных клеток для слияния во время индуцированной IGF-1 гипертрофии мышечных трубок человека. J Cell Sci. 2007; 120: 670–681. [PubMed] [Google Scholar]
• Jacquemin V, Furling D, Bigot A, Butler-Browne GS, Mouly V. IGF-1 вызывает гипертрофию мышечной трубки человека за счет увеличения набора клеток. Exp Cell Res. 2004. 299: 148–158. [PubMed] [Google Scholar]
• Джонс Дж., Гокерман А., Басби Дж., Младший, Райт Дж., Клеммонс Д. Р.. Белок, связывающий инсулиноподобный фактор роста 1, стимулирует миграцию клеток и связывается с интегрином альфа 5 бета 1 посредством своей последовательности Arg-Gly-Asp.Proc Natl Acad Sci USA. 1993; 90: 10553–10557. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Jorgensen JO, Jessen N, Pedersen SB, Vestergaard E, Gormsen L, Lund SA и др. Передача сигналов рецептора GH в скелетных мышцах и жировой ткани у людей после воздействия внутривенного болюса GH. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006; 291: 899–905. [PubMed] [Google Scholar]
• Kadi F, Thornell LE. Тренировка влияет на фенотип тяжелой цепи миозина в трапециевидной мышце женщин. Histochem Cell Biol.1999; 112: 73–78. [PubMed] [Google Scholar]
• Kajantie E, Dunkel L, Rutanen EM, Seppälä M, Koistinen R, Sarnesto A, et al. IGF-I, IGF-связывающий белок (IGFBP) -3, фосфоизоформы IGFBP-1 и постнатальный рост у младенцев с очень низкой массой тела при рождении. J Clin Endocrinol Metab. 2002; 87: 2171–2179. [PubMed] [Google Scholar]
• Kim H, Barton E, Muja N, Yakar S, Pennisi P, Leroith D. Передача сигналов интактного инсулина и рецептора инсулиноподобного фактора роста I необходима для воздействия гормона роста на рост скелетных мышц и функция in vivo .Эндокринология. 2005a; 146: 1772–1779. [PubMed] [Google Scholar]
• Ким Дж. С., Косек Д. Д., Петрелла Дж. К., Кросс Дж. М., Бамман М. М.. Уровни транскриптов миогенных генов в покое и под нагрузкой различаются у пожилых людей с очевидной саркопенией и у молодых мужчин и женщин. J Appl Physiol. 2005b; 9: 2149–2158. [PubMed] [Google Scholar]
• Кимбалл С.Р., Шанц Л.М., Хорецкий Р.Л., Джефферсон Л.С. Лейцин регулирует трансляцию специфических мРНК в миобластах L6 посредством mTOR-опосредованных изменений доступности eIF4E и фосфорилирования рибосомного белка S6.J Biol Chem. 1999; 274: 11647–11652. [PubMed] [Google Scholar]
• Кьельдсен Т., Андерсен А.С., Виберг Ф.К., Расмуссен Дж.С., Шаффер Л., Балшмидт П. и др. Специфичность лиганда рецептора инсулина и рецептора инсулиноподобного фактора роста I находится в разных областях общего сайта связывания. Proc Natl Acad Sci USA. 1991; 88: 4404–4408. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кодзима М., Хосода Х, Дате Y, Наказато М., Мацуо Х., Кангава К. Грелин — гормон роста, высвобождающий ацилированный пептид из желудка.Природа. 1999; 402: 656–660. [PubMed] [Google Scholar]
• Копчик Дж. Дж., Беллуш Л. Л., Кошигано К. Т.. Трансгенные модели действия гормона роста. Annu Rev Nutr. 1999; 19: 437–461. [PubMed] [Google Scholar]
• Купфер С.Р., Андервуд Л.Е., Бакстер Р.С., Клеммонс Д.Р. Усиление анаболических эффектов гормона роста и инсулиноподобного фактора роста I при одновременном применении обоих агентов. J Clin Invest. 1993; 91: 391–396. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Ланге К.Х., Андерсен Дж. Л., Бейер Н., Исакссон Ф., Ларссон Б., Расмуссен М. Х. и др.Введение GH изменяет изоформы тяжелой цепи миозина в скелетных мышцах, но не увеличивает мышечную силу или гипертрофию, как отдельно, так и в сочетании с тренировками с отягощениями у здоровых пожилых мужчин. J Clin Endocrinol Metab. 2002; 87: 513–523. [PubMed] [Google Scholar]
• Ли С., Бартон Э. Р., Суини Х. Л., Фаррар Р. П.. Вирусная экспрессия инсулиноподобного фактора роста-I усиливает гипертрофию мышц у крыс, тренирующихся с отягощениями. J Appl Physiol. 2004. 96: 1097–1104. [PubMed] [Google Scholar]
• Ле Ройт Д., Бонди С., Якар С., Лю Дж. Л., Батлер А.Гипотеза соматомедина: 2001. Endocr Rev. 2001; 22: 53–74. [PubMed] [Google Scholar]
• Левиновиц А., Дженнише Э., Олдфорс А., Эдвалл Д., Норстедт Г. Активация экспрессии инсулиноподобного фактора роста II во время регенерации скелетных мышц у крысы: корреляция с формированием мышечной трубки. Мол Эндокринол. 1992; 6: 1227–1234. [PubMed] [Google Scholar]
• Liu JP, Baker J, Perkins AS, Robertson EJ, Efstratiadis A. Мыши, несущие нулевые мутации генов, кодирующих инсулиноподобный фактор роста I (IGF-1) и рецептор IGF 1 типа (IGF1R ) Клетка.1993; 75: 59–72. [PubMed] [Google Scholar]
• Лупу Ф., Тервиллигер Дж. Д., Ли К., Сегре Г. В., Эфстратиадис А. Роли гормона роста и инсулиноподобного фактора роста 1 в постнатальном росте мышей. Dev Biol. 2001; 229: 141–162. [PubMed] [Google Scholar]
• Маммукари С., Милан Дж., Романелло В., Масьеро Е., Рудольф Р., Дель Пикколо П. и др. FoxO3 контролирует аутофагию в скелетных мышцах in vivo . Cell Metab. 2007; 6: 458–471. [PubMed] [Google Scholar]
• Мэтьюз Л.С., Хаммер Р.Э., Берингер Р.Р., Д’Эркол А.Дж., Белл Г.И., Бринстер Р.Л. и др.Увеличение роста трансгенных мышей, экспрессирующих человеческий инсулиноподобный фактор роста I. Эндокринология. 1988; 123: 2827–2833. [PubMed] [Google Scholar]
• Мэтьюз Л.С., Норстедт Дж., Палмитер Р.Д. Регулирование экспрессии гена инсулиноподобного фактора роста I гормоном роста. Proc Natl Acad Sci USA. 1986; 83: 9343–9347. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Mauras N, Haymond MW. Разделимы ли метаболические эффекты GH и IGF-I. Гормона роста IGF Res. 2005; 15: 19–27. [PubMed] [Google Scholar]
• Молитч М.Э., Клеммонс Д.Р., Малозовски С., Мерриам Г.Р., Шале С.М., Вэнс М.Л.Оценка и лечение дефицита гормона роста у взрослых: Руководство по клинической практике эндокринного общества. J Clin Endocrinol Metab. 2006; 91: 1621–1634. [PubMed] [Google Scholar]
• Musaro A, McCullagh K, Paul A, Houghton L, Dobrowolny G, Molinaro M, et al. Локальная экспрессия трансгена Igf-1 поддерживает гипертрофию и регенерацию стареющих скелетных мышц. Нат Жене. 2001; 27: 195–200. [PubMed] [Google Scholar]
• Nagulesparen M, Trickey R, Davies MJ, Jenkins JS. Изменения мышц при акромегалии.Br Med J. 1976; 2: 914–915. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Pandini G, Frasca F, Mineo R, Sciacca L, Vigneri R, Belfiore A. Гибридные рецепторы инсулина / инсулиноподобного фактора роста I имеют разные биологические характеристики в зависимости от инсулина вовлеченная изоформа рецептора. J Biol Chem. 2002; 277: 39684–39695. [PubMed] [Google Scholar]
• Паркер А., Риз С., Кларк Дж., Басби У.Х. младший, Клеммонс Д.Р. Связывание белка-5, связывающего инсулиноподобный фактор роста (IGF), с внеклеточным матриксом гладкомышечных клеток является основным детерминантом клеточного ответа на IGF-I.Mol Biol Cell. 1998; 9: 2383–2392. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Пауэлл-Бракстон Л., Холлингсхед П., Уорбертон С., Дауд М., Питтс-Мик С., Далтон Д. и др. IGF-I необходим для нормального роста эмбрионов у мышей. Genes Dev. 1993; 7: 2609–2617. [PubMed] [Google Scholar]
• Ренни MJ. Заявления об анаболическом действии гормона роста: случай новой одежды императора. Br J Sports Med. 2003. 37: 100–105. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Rennie MJ, Wackerhage H, Spangenburg EE, Booth FW.Контроль размера мышечной массы человека. Annu Rev Physiol. 2004; 66: 799–828. [PubMed] [Google Scholar]
• Ригамонти А.Э., Селла С.Г., Марацци Н., Ди Луиджи Л., Сарторио А., Мюллер Е.Э. Злоупотребление гормоном роста: методы выявления. Trends Endocrinol Metab. 2005. 16: 160–166. [PubMed] [Google Scholar]
• Rommel C, Bodine SC, Clarke BA, Rossman R, Nunez L, Stitt TN, et al. Посредничество IGF-1-индуцированной гипертрофии скелетных миотрубок с помощью путей PI (3) K / Akt / mTOR и PI (3) K / Akt / GSK3. Nat Cell Biol.2001; 3: 1009–1013. [PubMed] [Google Scholar]
• Rosenblatt JD, Parry DJ. Гамма-облучение предотвращает компенсаторную гипертрофию перегруженной мышцы длинного разгибателя пальцев кисти. J Appl Physiol. 1992; 73: 2538–2543. [PubMed] [Google Scholar]
• Рой Р.Р., Монк С.Р., Аллен Д.Л., Эджертон В.Р. Модуляция миоядерного числа в функционально перегруженных и тренированных волокнах подошвенной мышцы крысы. J Appl Physiol. 1999; 87: 634–642. [PubMed] [Google Scholar]
• Рудман Д., Феллер А.Г., Кон Л., Шетти К.Р., Рудман И.В., Дрейпер М.В.Влияние гормона роста человека на состав тела у пожилых мужчин. Horm Res Suppl. 1991; 1: 73–81. [PubMed] [Google Scholar]
• Рудман Д., Феллер А.Г., Награй Х.С., Герганс Г.А., Лалита П.Й., Голдберг А.Ф. и др. Влияние гормона роста человека на мужчин старше 60 лет. N Engl J Med. 1990; 323: 1–6. [PubMed] [Google Scholar]
• Соги М., Робинсон Н., Саудан С., Бауме Н., Авуа Л., Мангин П. Допинг гормона роста человека в спорте. Br J Sports Med. 2006; 40 Приложение 1: i35 – i39. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Savage MO, Attie KM, David A, Metherell LA, Clark AJ, Camacho-Hübner C.Эндокринная оценка, молекулярная характеристика и лечение нарушений, связанных с нечувствительностью к гормону роста. Nat Clin Pract Endocrinol Metab. 2006; 2: 395–407. [PubMed] [Google Scholar]
• Savage MO, Blum WF, Ranke MB, Postel-Vinay MC, Cotterill AM, Hall K, et al. Клинические особенности и эндокринный статус у пациентов с нечувствительностью к гормону роста (синдром Ларона) J Clin Endocrinol Metab. 1993; 77: 1465–1471. [PubMed] [Google Scholar]
• Шлехтер Н.Л., Рассел С.М., Спенсер Е.М., Николл К.С.Доказательства, свидетельствующие о том, что прямое стимулирующее рост действие гормона роста на хрящ in vivo опосредовано местным продуцированием соматомедина. Proc Natl Acad Sci USA. 1986; 83: 7932–7934. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Schoenle EJ, Zenobi PD, Torresani T., Werder EA, Zachmann M, Froesch ER. Рекомбинантный человеческий инсулиноподобный фактор роста I (rhIGF I) снижает гипергликемию у пациентов с крайней инсулинорезистентностью. Диабетология. 1991; 34: 675–679. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Босвелл Дж. М., Берт Д. В., Асанте Э. А., Томас Ф. М., Дэвис М. Дж. И др.Трансгенные мыши Rskalpha-actin / hIGF-1 с повышенным уровнем IGF-I в скелетных мышцах и крови: влияние на регенерацию, денервацию и мышечную дистрофию. Гормона роста IGF Res. 2006. 16: 157–173. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Земля М. Медведи, лягушки, мясо, мыши и люди: сложность факторов, влияющих на массу скелетных мышц и жир. Биологические исследования. 2006; 28: 994–1009. [PubMed] [Google Scholar]
• Шавлакадзе Т., Винн Н., Розенталь Н., Граундс, доктор медицины. Согласование данных по трансгенным мышам, которые сверхэкспрессируют IGF-I, особенно в скелетных мышцах.Гормона роста IGF Res. 2005; 15: 4–18. [PubMed] [Google Scholar]
• Sjögren K, Liu JL, Blad K, Skrtic S, Vidal O, Wallenius V, et al. Полученный из печени инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I) является основным источником IGF-I в крови, но не требуется для постнатального роста тела у мышей. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 7088–7092. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Smit LS, Meyer DJ, Billestrup N, Norstedt G, Schwartz J, Carter-Su C. Роль рецептора гормона роста (GH) и киназ JAK1 и JAK2 в активация Статей 1, 3 и 5 GH.Мол Эндокринол. 1996; 10: 519–533. [PubMed] [Google Scholar]
• Сотиропулос А., Оханна М., Кедзия С., Менон Р.К., Копчик Дж. Дж., Келли П.А. и др. Гормон роста способствует слиянию клеток скелетных мышц независимо от активации инсулиноподобного фактора роста 1. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103: 7315–7320. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Spangenburg EE, Le Roith D, Ward CW, Bodine SC. Функциональный рецептор инсулиноподобного фактора роста не является необходимым для индуцированной нагрузкой гипертрофии скелетных мышц.J Physiol. 2008. 586: 283–291. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Stickland NC. Развитие мышц у плода человека на примере m sartorius: количественное исследование. J Anat. 1981; 132: 557–579. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Stitt TN, Drujan D, Clarke BA, Panaro F, Timofeyva Y, Kline WO, et al. Путь IGF-1 / PI3K / Akt предотвращает экспрессию индуцированных мышечной атрофией убиквитинлигаз путем ингибирования факторов транскрипции FOXO. Mol Cell. 2004. 14: 395–403.[PubMed] [Google Scholar]
• Taaffe DR, Jin IH, Vu TH, Hoffman AR, Marcus R. Отсутствие влияния рекомбинантного гормона роста человека (GH) на морфологию мышц и экспрессию GH-инсулиноподобного фактора роста при резистентности — обученные пожилые мужчины. J Clin Endocrinol Metab. 1996. 81: 421–425. [PubMed] [Google Scholar]
• Таафф Д. Р., Прюитт Л., Рейм Дж., Хинц Р. Л., Баттерфилд Г., Хоффман А. Р. и др. Влияние рекомбинантного гормона роста человека на силовой ответ мышц на упражнения с отягощениями у пожилых мужчин.J Clin Endocrinol Metab. 1994; 79: 1361–1366. [PubMed] [Google Scholar]
• Тамемото Х., Кадоваки Т, Тобе К., Яги Т, Сакура Х, Хаякава Т и др. Инсулинорезистентность и задержка роста у мышей, лишенных субстрата-1 рецептора инсулина. Природа. 1994; 372: 182–186. [PubMed] [Google Scholar]
• Vandenburgh HH, Karlisch P, Shansky J, Feldstein R. Инсулин и IGF-I вызывают выраженную гипертрофию скелетных миофибрилл в культуре тканей. Am J Physiol. 1991; 260: C475 – C484. [PubMed] [Google Scholar]
• Валенкамп MJ, Wit JM.Генетические нарушения в оси GH IGF-I у мышей и человека. Eur J Endocrinol. 2007; 157: S15 – S26. [PubMed] [Google Scholar]
• Welle S, Thornton C, Statt M, McHenry B. Гормон роста увеличивает мышечную массу и силу, но не омолаживает синтез миофибриллярного белка у здоровых людей старше 60 лет. J Clin Endocrinol Metab. 1996. 81: 3239–3243. [PubMed] [Google Scholar]
• Woodhouse LJ, Mukherjee A, Shalet SM, Ezzat S. Влияние статуса гормона роста на физические нарушения, функциональные ограничения и качество жизни, связанное со здоровьем, у взрослых.Endocr Rev.2006; 27: 287–317. [PubMed] [Google Scholar]
• Xu Q, Li S, Zhao Y, Maures TJ, Yin P, Duan C. Доказательства того, что IGF-связывающий белок-5 функционирует как лиганд-независимый регулятор транскрипции в гладкомышечных клетках сосудов. Circ Res. 2004; 94: E46 – E54. [PubMed] [Google Scholar]
• Якар С., Лю Дж. Л., Станнард Б., Батлер А., Ачили Д., Зауэр Б. и др. Нормальный рост и развитие при отсутствии инсулиноподобного фактора роста печени I. Proc Natl Acad Sci USA. 1999; 96: 7324–7329.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Yarasheski KE, Campbell JA, Smith K, Rennie MJ, Holloszy JO, Bier DM. Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост мышц у молодых мужчин. Am J Physiol. 1992; 262: E261 – E267. [PubMed] [Google Scholar]
• Ярашески К.Э., Захвейя Дж. Дж., Ангелопулос Т. Дж., Бир Д. М.. Кратковременное лечение гормоном роста не увеличивает синтез мышечного белка у опытных тяжелоатлетов. J Appl Physiol. 1993; 74: 3073–3076. [PubMed] [Google Scholar]
• Yarasheski KE, Zachwieja JJ, Campbell JA, Bier DM.Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост и силу мышц у пожилых мужчин. Am J Physiol. 1995; 268: E268 – E276. [PubMed] [Google Scholar]
• Заммит П.С., Партридж Т.А., Яблонка-Реувени З. Сателлитная клетка скелетных мышц: стволовая клетка, пришедшая с холода. J Histochem Cytochem. 2006; 54: 1177–1191. [PubMed] [Google Scholar]
• Чжоу Ю., Сюй BC, Махешвари Х.Г., Хе Л., Рид М., Лозиковски М. и др. Модель у млекопитающих для синдрома Ларона, полученная путем направленного разрушения гена рецептора гормона роста мыши / связывающего белка (мыши Laron) Proc Natl Acad Sci USA.1997. 94: 13215–13220. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Гормон роста и сила мышц у детей | Журнал клинической эндокринологии и метаболизма

Когда меня попросили написать редакционную статью, чтобы прокомментировать статью Саймона и др. (1) в этом выпуске журнала, я почувствовал, что это будет настоящей проблемой. Использование терапии GH у детей вызвало больше дискуссий в последние несколько лет с юридической, журналистской, экономической и даже политической точки зрения, чем с медицинской и научной точек зрения.Я решил принять вызов и прокомментировать факты так, как я их воспринимаю.

Влияние рекомбинантного человеческого GH (rhGH) на мышечную силу является спорным. Как врачи, мы, по сути, предупреждены о допинге rhGH в профессиональной и олимпийской легкой атлетике, исходя из предположения, что он оказывает благотворное влияние на мышечную силу. И это несмотря на то, что, по-видимому, нет никаких доказательств того, что rhGH увеличивает мышечную силу, мощность или аэробные способности у тренированных взрослых спортсменов. Тем не менее, rhGH действительно немного увеличивает анаэробную нагрузочную способность при введении отдельно и в большей степени в сочетании с тестостероном (2).Таким образом, несмотря на злоупотребление rhGH спортсменами, польза от тренировок практически не поддерживается, за исключением влияния на анаэробную нагрузочную способность (2).

У пациентов с дефицитом GH замена rhGH улучшает способность к аэробным упражнениям, хотя еще предстоит выяснить, связано ли это с прямым влиянием на функцию мышц или на другие факторы, влияющие на сердечно-сосудистую функцию, благополучие и мотивацию. По-видимому, для улучшения мышечной силы у взрослых с дефицитом GH требуется долгосрочное замещение rhGH в течение более 12 месяцев (2).Сообщалось, что 10 лет заместительной терапии rhGH у взрослых с дефицитом GH увеличивали мышечную силу в течение первой половины исследования, а затем частично защищали от нормального снижения мышечной силы с возрастом, что приводило к примерно нормализации мышечной силы через 10 лет ( 3).

Еще меньше данных по детям, за исключением данных, собранных у детей, страдающих синдромом Прадера-Вилли (PWS), редкой генетической формой ожирения с поражением гипоталамуса, которое приводит к дефициту GH.Одна группа оценила влияние терапии rhGH, начатой ​​в раннем возрасте, на естественное течение PWS и сравнила рост, состав тела и силу у детей того же возраста, у которых не было PWS, в отношении rhGH, с детьми, получавшими hGH в течение 6 лет (4). Тестирование двигательной силы включало прыжки в длину, бег на ловкость, приседания и оценку силы предплечий. Оценщик тестирования двигательной силы не знал о статусе лечения каждого ребенка. Дети с PWS, получавшие rhGH, продемонстрировали большую двигательную силу (увеличился прыжок в длину с места 22.9 ± 2,1 против 14,6 ± 1,9 дюйма ( P <0,001) и приседаний 12,4 ± 0,9 против 7,1 ± 0,7 повторений за 30 секунд; P <0,001). Четкие тенденции были замечены в двух других областях тестирования, включая улучшенный бег на ловкость и повторения подъема тяжестей, хотя они не достигли статистической значимости. Таким образом, это нерандомизированное исследование показало положительное влияние на мышечную силу у детей, страдающих СПВ.

Однако эти несколько сообщений о молодых активных взрослых, о взрослых с дефицитом GH и о детях, затронутых PWS, могут не иметь отношения к хроническим больным и менее активным детям, включенным в исследование Simon et al (1).В этом исследовании авторы оценили влияние rhGH на мышечную силу у детей, получающих длительную терапию глюкокортикоидами. Ожидаемые эффекты гормона роста на рост и состав тела были оценены и подтверждены, но здесь мы не будем их комментировать. Это было пилотное исследование, рандомизированное и контролируемое, с отсроченным началом приема rhGH на 12 месяцев. rhGH был начат после рандомизации (месяц 0) или через 6 месяцев (месяц 6). В общей сложности 30 детей с различными диагнозами, получающих глюкокортикоидную терапию по поводу хронического заболевания, начали как минимум на 1 год раньше с ростом на 1 SD или на 2 SD балла (SDS) ниже и костным возрастом <15 лет у мальчиков и <13 лет у девочек. .rhGH вводили в дозе 0,065 мг / кг / сут в течение 6 месяцев, а затем в дозе, поддерживающей уровни IGF-1 в сыворотке <+2 SDS для хронологического возраста. Основным критерием была разница между группами или изменение составного индекса мышечной силы (CIMS) на 6-м месяце. CIMS был рассчитан как среднее значение 10 протестированных мышечных функций и выражен как SDS для роста в сантиметрах (CIMS SDS / рост). основан на опубликованных справочных данных 96 здоровых детей, собранных, когда текущее исследование уже продолжалось, и которые показали, что сила мышц сильно зависит от роста (5).Сила была измерена с использованием количественного метода тестирования мышц, который отличается от ручного тестирования мышц, который является довольно субъективным. И наоборот, количественное мышечное тестирование включает использование тензодатчика, подключенного к компьютеру, который регистрирует силу, создаваемую каждой группой мышц. Этот стандартизированный метод обеспечивает точную количественную оценку мышечной силы и признан надежным для количественной оценки мышечной силы (6). На 6-м месяце терапия rhGH существенно не повлияла на изменения CIMS или CIMS SDS / рост.После 1 года применения rhGH, SDS роста, мышечная масса и площадь бедра значительно увеличились, CIMS увеличился на 24,7%, а SDS / рост CIMS / рост остался в пределах нормы. Таким образом, мышечная сила существенно не улучшилась, но осталась в пределах нормы для роста. В этой группе пролеченных пациентов было отмечено очень мало побочных эффектов, и читатель отсылается к статье по этому аспекту и для обсуждения потенциальных механизмов воздействия rhGH на мышцы.

Следует проявлять осторожность при интерпретации этих данных из-за ограничений исследования.Набор пациентов с одним и тем же кортикостероидозависимым заболеванием был сложной задачей, что объясняет небольшую гетерогенную группу. Перед началом исследования авторы не смогли оценить размер выборки, потому что не были доступны предыдущие оценки критерия оценки. Кроме того, одновременно были набраны здоровые дети контрольной группы и пациенты, получавшие глюкокортикоиды, для сравнения данных о силе мышц. Следовательно, это исследование описывается как пилотное. Несмотря на рандомизацию, из-за случайности исходное возрастное распределение отличалось в 2 группах.Тем не менее, авторы сообщили об изменениях в первичном исходе (CIMS) не только в процентах от исходного уровня, но и в виде SDS для роста, что могло ограничить влияние исходной разницы в возрасте на результаты.

Размер выборки для этого исследования является важным вопросом. Как было предложено Коксом и Торгерсоном (7) и предполагая, что величина эффекта от 0,3 до 0,4 стандартного отклонения будет представлять собой разумное свидетельство влияния лечения гормоном роста на мышечную силу, авторы подсчитали, что размер выборки пилотного исследования должен варьироваться от 18 до 32. (7).Они включили 30 пациентов, что позволило им оценить свои критерии и их дисперсию. Авторы подсчитали, что пилотное исследование может поддержать проведение более крупного основного исследования. Более того, они признали, что, если будет проведено более крупное многоцентровое клиническое исследование, они считают, что следующие изменения в дизайне исследования будут полезны: более длительная продолжительность лечения rhGH, более молодые пациенты и пациенты препубертатного возраста и, в идеале, все пациенты с одним и тем же глюкокортикоидозависимым заболеванием. Эти изменения позволят более точно оценить эффекты терапии rhGH.

Итак, у нас осталось пилотное исследование, которое предлагает явный стимул для проведения еще одного более крупного исследования с более однородной популяцией. Такое исследование, безусловно, было бы полезным с точки зрения педиатрии. Действительно, наиболее поразительным выводом этого исследования является то, что, хотя после многих лет лечения глюкокортикоидами, дети, получавшие rhGH, имели нормальную силу для роста; тем не менее, они оставались короче и менее активными, чем их здоровые сверстники. Вопрос, который еще предстоит проверить, заключается в том, улучшит ли нормализация роста с помощью терапии рчГР и поддержание нормальной силы для роста качество жизни.Этого исследования недостаточно, чтобы изменить текущие рекомендации относительно правильного назначения гормона роста детям. Однако, как педиатр, меня также беспокоит, не повлияет ли нынешняя атмосфера вокруг лечения GH на способность тщательно оценивать потенциальные новые показания. Если так, это будет медвежьей услугой для тех детей с тяжелыми сопутствующими заболеваниями, которым GH может принести пользу.

Благодарности

Автор получил премию Европейского общества детской эндокринологии за исследования в 2012 году.

Краткое раскрытие информации: M.P. является членом стратегического консультативного совета KIGS (Pfizer SAS), Европейского регистрационного совета INCRELEX (IPSEN SAS).

Сокращения

• CIMS

  сводный индекс мышечной силы

• PWS

• rhGH

• SDS

Ссылки

1.

Саймон

D

,

Альберти

C

,

Элисон

M

и др..

Влияние рекомбинантного гормона роста человека в течение 1 года на состав тела и мышечную силу у детей при длительной стероидной терапии: рандомизированное контролируемое исследование с отсроченным началом

.

Дж. Клин Эндокринол Метаб

.

2013

;

98

:

2746

—

2754

.2.

Бирзниеце

V

,

Nelson

AE

,

Ho

KK

.

Гормон роста и физическая работоспособность

.

Trends Endocrinol Metab

.

2011

;

22

:

171

—

178

.3.

Götherström

G

,

Elbornsson

M

,

Stibrant-Sunnerhagen

K

,

Bengtsson

BA

,

Johannsson

GD

Десять лет замещения гормона роста (GH) нормализует мышечную силу у взрослых с дефицитом GH

.

Дж. Клин Эндокринол Метаб

.

2009

;

94

:

809

—

816

.4.

Carrel

AL

,

Myers

SE

,

Whitman

BY

,

Eickhoff

J

,

Allen

DB

.

Длительная терапия гормоном роста изменяет естественное течение состава тела и двигательной функции у детей с синдромом Прадера-Вилли

.

Дж. Клин Эндокринол Метаб

.

2010

;

95

:

1131

—

1136

. 5.

Hogrel

JY

,

Decostre

V

,

Alberti

C

и др. ..

Рост является важным показателем мышечной силы у детей

.

BMC Musculoskelet Disord

.

2012

;

13

:

176

—

185

.6.

Escolar

DM

,

Henricson

EK

,

Mayhew

J

и др..

Надежность клинического оценщика для количественных и ручных тестов мышечной силы у детей

.

Мышечный нерв

.

2001

;

24

:

787

—

793

.7.

Краны

К

,

Торгерсон

Д

.

Расчет размера выборки для пилотных рандомизированных испытаний: подход доверительного интервала

.

J Clin Epidemiol

.

2013

;

66

:

197

—

201

.

Авторские права © 2013 Общество эндокринологов

Все, что нужно знать о гормоне роста человека

Руководство M&F по агентам, повышающим уровень GH

В следующем списке агенты, повышающие уровень гормона роста, разбиты на семь категорий: витамины, минералы, аминокислоты, гормоны, жизненно важные вещества, травы и растения, а также адаптогенные травы.

Многие из перечисленных здесь продуктов, такие как витамины A, B5, B12, хром и цинк, можно найти в поливитаминах для ежедневного приема.Аминокислоты, такие как аргинин, глутамин и таурин, входят во многие из наших любимых добавок до и после тренировки. Другие, такие как гормон CHEA, растительный экстракт хризина и адаптогенное растение паназ женьшень, могут не входить в состав обычных продуктов, которые вы уже принимаете, но продаются отдельно.

Все перечисленное здесь подтверждено годами исследований, подтверждающих его эффективность.

Витамины

• Витамин А
• Витамин B5
• Витамин B12
• Фолиевая кислота
• Гексаникотинат инозита

Минералы

• Хром
• Цинк
• Магний
• Йод

Аминокислоты

• Глютамин
• Глицин
• Карнитин
• Аргинин
• ГАМК
• Таурин
• Лизин
• Орнитина альфа-кетоглутарат

Гормоны

• DHEA
• прегненолон
• Мелатонин

* Браверман говорит, что настоящий гормон роста — единственный выход, если у вас действительно есть его дефицит, но добавил: «Нет никаких сомнений в том, что когда вы принимаете другие гормоны — тестостерон, ДГЭА, эстроген, прогестерон — у многих людей повышается уровень гормона роста. .”

Vital Agents

Травы, Ботаники

• Трибулус террестрис
• Хрысин
• Колеус forskohlii
• Грифония простолистная
• Расторопша пятнистая (силимарин)

Адаптогенные травы

(травы с множественными неспецифическими действиями, которые обычно способствуют общему благополучию)

• Panax женьшень
• Корень элеутерококка
• Корень ашваганды
• Ягода лимонника
• Корень астрагала
• Набережная Донг
• Экстракт дикого ямса
• Экстракт корня Fo-Ti
• Лициум ягода
• Красный финик

Заявления об анаболическом действии гормона роста: случай новой одежды императора?

Поиск в Интернете слов «гормон роста» приведет к большому количеству совпадений, и большинство из них имеют очень мало общего с реальной физиологией или фармакологией гормона роста (GH) или рекомбинантной формы, производимой как лекарство (rhGH).Вместо этого поисковая система определяет большое количество URL-адресов, ведущих на веб-страницы, большинство из которых рекламируют GH как омолаживающее средство для мужчин и женщин среднего и пожилого возраста или как средство для наращивания мышечной массы для бодибилдеров и спортсменов. Связь между ними заключается в широко распространенном предположении, что введение экзогенного гормона роста способствует наращиванию мышечной массы у взрослых людей. Некоторые веб-сайты рекомендуют использовать сам GH. Настоящие препараты человеческого GH (hGH) фармацевтического качества доступны для самостоятельного приема после регистрации в США в качестве пациента в одной из многих онлайн-клиник или после поездки в Мексику из США.Инъекционный rhGH с черного рынка — некоторые трупного происхождения — также широко доступны в сообществах бодибилдинга и профессиональных спортсменов. Спреи для носа (с сомнительной эффективностью) доступны у многих онлайн-поставщиков, как и пищевые добавки, которые, как утверждается (без видимых доказательств), вызывают анаболизм косвенно, в результате повышенной секреции GH. Примеры заявлений приведены ниже: «Продукт X представляет собой раствор настоящего рекомбинантного гормона роста человека фармацевтического качества с высокой концентрацией (2040 нг / мл.Продукт поставляется с запатентованной системой доставки, которая действительно работает, позволяя полностью усваивать гормон роста и повышать уровень IGF-I и восстанавливать общий гомеостаз молодости. Недавние двойные слепые клинические исследования показали повышение уровня IGF-I всего на 30% после всего лишь одного месяца использования с Продуктом X и более чем на 110% увеличения всего через шесть месяцев использования ». Типичные заявления для высвобождающих гормонов роста: «Продукт Y содержит уникальную формулу высвобождения гормона роста человека, использованную в знаменитых римских экспериментах. Для многих пользователей эта синергетическая комбинация аргинина, пироглутамата и лизина является наиболее мощным высвобождающим гормон роста гормона роста, резко повышая уровень IGF-I на целых восемь часов после использования! Низкая цена и отличные результаты сделали продукт Y продуктом HGH, который выбирают для многих программ против старения.Или: «Наша запатентованная формула — Продукт Z — естественным образом« запустит »ваш гипофиз, предоставляя все необходимое для восстановления пульса гормона роста до уровня молодости! Когда это происходит, ваше тело получает IGF-I, необходимый для восстановления тканей, костей и мышц — вот почему некоторые называют это «поворотом часов вспять». И: «Продукт Z — лучший продукт для очень быстрого повышения уровня гормона роста человека. Это также фаворит среди бодибилдеров ». Ни одно из заявленных утверждений не может быть подтверждено публикациями в рецензируемой литературе, как правило, потому, что компании не цитируют статьи, а когда они это делают, они низкого качества.Здесь есть большое количество проблем, но одна из самых беспокоящих — это степень, в которой научное и медицинское сообщество, заинтересованное в спорте, эффективно продвигает использование вещества с потенциально серьезными побочными эффектами, некритически принимая предположение, что GH является анаболиком. у здоровых взрослых. Это предположение фактически подкрепляется усилиями по обоснованию разработки методов обнаружения экзогенного GH в жидкостях человеческого тела — например, исследование Gh3000, спонсируемое IOC / EC, — и, например, описанием GH как «наиболее известного анаболического вещества». как было заявлено в рекламе недавней конференции по наркотикам в спорте, спонсируемой Королевским химическим обществом Великобритании (http: // www.rsc.org/pdf/confs/symp230502.pdf).

Фактически, как утверждается ниже, доказательства того, что GH является анаболиком у здоровых взрослых, очень скудны. Кроме того, есть убедительные доказательства того, что хронические высокие концентрации гормона роста в сыворотке снижают работоспособность и могут даже вызвать метаболические изменения в краткосрочной перспективе, которые, вероятно, уменьшат способность к тяжелой физической активности. Возможно, наиболее тревожно то, что хроническое введение высоких доз чГР у здоровых взрослых может привести к метаболическим изменениям, которые связаны с рядом вредных побочных эффектов, таких как сердечная нестабильность, гипертония и развитие инсулинорезистентности и, возможно, диабета 2 типа, многие из которых являются страдают пациенты, у которых вырабатывается избыток гормона роста в результате опухолей гипофиза, то есть акромегалии, и пациенты, получающие рчГР в попытке бороться с истощением, вызванным ВИЧ / СПИДом.

GH СЕКРЕЦИЯ

GH секретируется пульсирующе из переднего гипофиза, под гипоталамусом в головном мозге. В результате альтернативного сплайсинга и протеолитического процессинга ряд различных иммунореактивных видов секретируется в кровь. ¹ Относительная эффективность связывания каждого молекулярного вида с рецепторами GH и степень последующих физиологических и фармакологических эффектов известны только для основных форм гормона и почти наверняка неоднородны. ^{1, 2} Во время развития человека секреция GH максимальна в периоды роста, наиболее очевидно в подростковом возрасте; после этого как периодичность, так и амплитуда секреции GH падают с относительно низкой скоростью — например, общее количество GH, секретируемое 60-летним мужчиной каждый день, может быть примерно вдвое меньше, чем секретируемое 20-летним. ³ Секреция GH обычно происходит ночью, ⁴ , но может быть стимулирована в течение дня пищей с высоким содержанием белка, особенно содержащей аргинин, ⁵ и упражнениями как аэробного, так и силового типов. ^{6– 9} Помимо сна, упражнения являются наиболее мощным физиологическим стимулом секреции гормона роста, и, хотя он хорошо охарактеризован, лежащие в его основе механизмы и его теленомная роль все еще в значительной степени неизвестны. Степень вызванной физической нагрузкой стимуляции секреции GH оказывается пропорциональной интенсивности упражнений ¹⁰ из-за изменений амплитуды секреторных импульсов. Женщины выделяют больше гормона роста, чем мужчины, при одинаковой интенсивности упражнений. ¹¹ Предшествующие упражнения повышают секрецию гормона роста, поэтому повторные упражнения приводят к большей реакции на тренировку. ¹² Общее количество секреции гормона роста обычно больше при умеренных динамических упражнениях, чем при упражнениях с отягощениями, ⁸ , возможно, просто потому, что они продолжаются дольше. Эти две характеристики несовместимы с тем, что GH отвечает за адаптивную реакцию мышечной массы, потому что у женщин меньше мышц, чем у мужчин, а аэробные упражнения связаны с изменениями в составе мышц, а не с массой.Ожирение и старение также уменьшают нормальную секрецию GH и реакцию на раздражители, такие как аргинин и клонидин. ^{3, 13, 14} Способность увеличивать GH с помощью упражнений уменьшается с ожирением и старением, ^{9, 15} , но, конечно, не отменяется в любом случае.

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ GH

Эта область недавно проверялась. ¹⁶ Большинство анаболических эффектов GH не являются прямым метаболическим воздействием на ткани-мишени, такие как мышцы, а фактически являются результатом увеличения производства инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I) из печени (как следствие из которых концентрация IGF-I в сыворотке увеличивается), а также продукцию IGF-I в тканях, которые реагируют на GH, таких как кости и мышцы. ¹⁷ У растущих животных, у детей и взрослых с дефицитом GH он очень анаболический, вызывая увеличение костной и мышечной массы. ^{18– 20}

GH, вероятно, стимулирует гипертрофию мышц у молодых животных и детей в результате стимуляции IGF-I ( a ) транспорта аминокислот, ^{21, 22} ( b ) трансляционной стадии синтеза белка. , ²² и ( c ) транскрипция генов, ²³ — все действия, соответствующие построению ткани.Он также стимулирует рост длинных костей в результате увеличения активности остеобластов в постэпифизарной области костей, которые еще не срослись. ¹⁸

В дополнение к своим эффектам, опосредованным IGF-I, GH в значительной степени стимулирует липолиз в жировой ткани ²⁴ как центральных, так и периферических, посредством независимого от IGF-I механизма. Эффекты свободных жирных кислот по ингибированию поглощения глюкозы сердцем, жировой тканью и мышцами, по крайней мере, частично ответственны за гипергликемию и инсулинорезистентность, связанные с введением рчГР. ^{25, 26} GH ингибирует накопление гликогена в печени и мышцах ²⁷ с помощью механизма, лежащего за пределами рецептора инсулина. ²⁶ Как это ни парадоксально, но один только IGF-I имеет острый инсулиноподобный гипогликемический эффект. ²⁸ Однако этот эффект, по-видимому, обычно преодолевается при хроническом лечении rhGH. ²⁹

Кроме того, GH вызывает повышенное всасывание воды в кишечнике и увеличивает задержку натрия, вероятно, за счет активации ренин-ангиотензиновой системы. ^{30– 32} Это может привести к накоплению внеклеточной жидкости и, в некоторых случаях, также к синдрому запястного канала, а также к повышению артериального давления при высоких дозах.

GH КАК АНАБОЛИЧЕСКАЯ ПОМОЩЬ В ГОСУДАРСТВАХ, ДЕФИЦИРОВАННЫХ РОСТУ

Нет никаких сомнений в том, что экзогенный GH (в настоящее время всегда rhGH) может иметь значительный положительный эффект в восстановлении роста у детей с дефицитом GH и невысоких, очевидно нормальных детей, детей с заболеванием почек и младенцев, рожденных с недоношенным сроком беременности. ^{33– 37} При истинном дефиците GH и почечной недостаточности лечение приводит к большему конечному росту, но при идиопатическом низком росте или у детей, не достигших гестационного возраста, преимущество, по-видимому, ограничивается ускорением роста, а не увеличением конечная достигнутая высота. Как и ожидалось, ускоренный рост связан с быстрым увеличением расхода энергии и белкового обмена. ^{19, 38, 39}

Назначение rhGH пациентам, страдающим сепсисом и травмами, хотя и приветствовалось как способ борьбы с выраженным истощением, наблюдаемым у таких пациентов, в настоящее время является редкостью после первого всплеска энтузиазма в середине-конце 1990-х годов. ^{40, 41} Это связано с тем, что в большом многоцентровом исследовании rhGH у пациентов в отделениях интенсивной терапии наблюдалось значительное превышение смертности, связанной с группой лечения. ^{39, 42} Причина так и не была идентифицирована должным образом, но одна из серьезных возможностей — это сердечная нестабильность, вызванная повышенными концентрациями свободных жирных кислот в плазме в результате липолитического эффекта гормона роста. Использование rhGH в таких обстоятельствах сейчас считается рискованным.

У пожилых людей с дефицитом GH кратковременное введение rhGH или IGF-I увеличивает скорость синтеза мышечного белка. ⁴³ Сообщалось, что хроническое введение rhGH снижает жировые отложения, а также увеличивает мышечную массу, то есть независимо от потери жира, у мужчин с дефицитом GH. ^{44– 47} Одной из странных особенностей этой работы является то, что никакие изменения площади волокон четырехглавой мышцы, типа волокон или распределения типов волокон не были связаны с сообщаемым увеличением безжировой массы тела, несмотря на заявленное увеличение поперечного сечения мышц бедра. площадь, измеренная с помощью компьютерной томографии x .

Использование rhGH у пациентов с истощением, вызванным ВИЧ / СПИДом, резко возросло за последние 10 лет, ²⁹ , но доказательств его эффективности в восстановлении или даже поддержании мышечной массы пока нет.

ВЛИЯНИЕ rhGH НА МЫШЕЧНУЮ ГИПЕРТРОФЮ И МЫШЕЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ У МОЛОДОЖНЫХ И СТАРШИХ ЗДОРОВЫХ СУБЪЕКТОВ

Было высказано предположение, что повышенная секреция гормона роста у людей может служить анаболическим сигналом для увеличения мышечной массы и усиления адаптации, возникающей при тренировках с физическими упражнениями.Эта гипотеза подтверждается результатами многих исследований на животных, в которых введение GH вызывает значительное увеличение как мышечной массы, так и силы. Однако в этих исследованиях животные, вероятно, все еще росли и были чувствительны как к GH, так и к IGF-I.

Сообщается, что острое введение rhGH или IGF-I нормальным здоровым людям в постабсорбционном состоянии резко увеличивает чистый аминокислотный баланс предплечья. ^{48, 49} Утверждается, что эффекты возникают за счет стимуляции синтеза белка, а не за счет снижения его распада.Никаких подобных исследований не проводилось в сытом состоянии, и отсутствие сообщений о каких-либо более долгосрочных эффектах (см. Ниже), по-видимому, предполагает, что этот анаболический стимул кратковременный. Результаты исследований синтеза мышечного белка, состава тела и силы у здоровых людей молодого и среднего возраста говорят о другом: до сих пор ни одно надежное, заслуживающее доверия исследование не смогло продемонстрировать явных эффектов от среднесрочного и долгосрочного приема рчГР. отдельно или в сочетании с различными протоколами тренировок или анаболическими стероидами, для синтеза мышечного белка, массы или силы.

Существует несколько способов определения влияния гормона роста на рост мышц. К ним относятся измерение безжировой массы тела с помощью денситометрии или двойной абсорбциометрии x . Поскольку скорость оборота мышечного белка относительно низкая, относительно сложно обнаружить увеличение мышечной массы как таковое за периоды короче трех месяцев с использованием таких статических методов, даже если скорость роста мышц удваивается. Измерение скорости синтеза белка как скорости включения аминокислот, меченных стабильными изотопами, в мышцу, а не просто изменения мышечной массы между двумя точками, является гораздо более чувствительным методом определения реакции мышцы.Когда это было сделано у молодых здоровых взрослых, не было обнаружено никакого влияния на синтез мышечного белка (или, действительно, на мышечную массу, измеренную другими способами). ⁵⁰ Кроме того, у бодибилдеров и тяжелоатлетов не было обнаружено никакого эффекта. ^{51, 52} Таким образом, по крайней мере, кажется, что доказательств устойчивого анаболического эффекта rhGH на мышечную массу у нормальных здоровых молодых мужчин, тренированных или нетренированных, чрезвычайно мало.

Было высказано предположение, что, поскольку секреция GH и, следовательно, доступность IGF-I падает с возрастом, введение rhGH должно быть полезным для пожилых мужчин в уменьшении ожирения и увеличении мышечной массы (в основном, мышечной).Действительно, Рудман и соавторы ^{53, 54} представили доказательства того, что это было так; однако воспроизведение этих результатов другими работниками оказалось затруднительным. Например, у здоровых мужчин среднего и пожилого возраста введение рчГР не вызывает увеличения мышечной массы или силы ^{55, 56} , если только это не связано с тренировкой с отягощениями. Действительно, оказалось, что польза от упражнений с точки зрения повышенной толерантности к глюкозе у пожилых людей сводится на нет rhGH.Подтверждающие доказательства отсутствия воздействия на пожилых людей, но не особенно у мужчин с дефицитом гормона роста, были предоставлены Таффе и его коллегами, ^{57, 58} , которые не смогли увидеть какое-либо увеличение силы, мышечной массы или характеристик волокон после приема добавок гормона роста во время программа тренировок с отягощениями. Недавно проведенное широкомасштабное исследование влияния одного рчГР или в сочетании с тренировками с отягощениями на мышечную силу, мощность, площадь поперечного сечения мышц, размер и массу волокон у пожилых мужчин не смогло показать каких-либо положительных эффектов, за исключением увеличения экспрессии миозина. тяжелая цепь типа 2x. ^{59, 60}

Несмотря на ажиотаж в первые дни, по-видимому, также не наблюдается заметного воздействия на массу или функцию скелетных мышц у здоровых пожилых людей, даже при одновременном введении тестостерона. В самой последней доступной статье по этой теме описывается влияние тестостерона, rhGH или их обоих вместе у пожилых мужчин. ⁶¹ Авторы пришли к выводу, что после приема rhGH или rhGH вместе с тестостероном, помимо очевидного увеличения безжировой массы тела, о котором говорилось выше, наблюдалось лишь незначительное увеличение мышечной силы и небольшое увеличение потребления кислорода.

Возможно, некоторые рабочие путали уменьшение жировой массы с увеличением безжировой массы тела или считали, что мышечная и безжировая масса тела эквивалентны. Также может случиться так, что введение рчГР вызывает увеличение содержания воды в организме и соединительной ткани, что регистрируется как изменения в безжировой массе тела. Подавляющее большинство сообщений о том, что rhGH обладает анаболическим действием у взрослых, было получено в результате исследований пациентов с дефицитом GH.

Ряд предыдущих рецензентов высказали некоторые моменты, аналогичные приведенным здесь. ^{62– 64}

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ДОЗЫ

Неужели ученые и врачи используют слишком мало гормона роста, чтобы увидеть эффекты, достигаемые спортсменами при использовании больших доз? Конечно, это возможно; по аналогии, прошло много лет, прежде чем ученые и врачи признали, что анаболические эффекты тестостерона и его аналогов реальны — см., например, тщательную работу Forbes. ⁶⁵ Тем не менее, на мой взгляд, вероятность невелика.Неофициальные данные свидетельствуют о том, что многие люди, злоупотребляющие гормоном роста, особенно те, кто принимает гормон без медицинского наблюдения, действительно вводят сверхтерапевтические дозы. Однако в большинстве исследований в литературе эффекты hGH также изучались в дозах, превышающих терапевтическую, и хотя они вполне могли быть ниже дозировок, используемых наркоманами, они все же приводили к концентрации GH и IGF-I в сыворотке крови. которые были в 3–6 раз выше нормы ^{55, 56} и приводили к выраженным биологическим эффектам, таким как усиление липолиза, изменение углеводного обмена, активация ренин-ангиотензиновой системы и задержка воды.Трудно поверить, что даже для эффектов, которые не опосредованы IGF-I (например, липолитические эффекты), мышечная ткань является устойчивой к IGF-I до такой степени.

Более того, когда используются чрезвычайно большие терапевтические дозы rhGH — например, при попытках лечения истощения при ВИЧ / СПИДе — оказывается, гораздо легче вызвать симптомы диабета, чем сохранять или восстанавливать мышечную массу тела. ^{29, 66} Это, конечно, может быть признаком синдрома устойчивости к GH, но странно, что существует такое разделение между биологическими эффектами одного и того же вещества.

Тем не менее, относительно легко увидеть эффекты других биологических агентов, которые действительно влияют на обмен мышечного белка при концентрациях в крови, которые наблюдаются биологически, и без использования больших фармакологических доз. Например, инсулин оказывает существенное влияние на синтез и распад белка в мышцах ^{67– 69} в концентрациях, наблюдаемых после еды. В качестве дополнительной иллюстрации следует отметить, что умеренное повышение уровня аминокислот в крови, такое как после кормления, вызывает почти удвоение синтеза мышечного белка. ^{67, 69} Зачем нужна доза rhGH, которая может более чем удваивать сывороточный IGF-I и оказывать значительное влияние на воду в организме, безжировую массу и азотный баланс, ^{50, 51, 56} быть недостаточным для воздействия через IGF-I на метаболизм мышечных белков? Возможно, это был бы очень небиологический образец поведения.

Часто ли сообщается, что повышенная задержка азота наблюдается при введении рчГР. ⁵⁰ не является аргументом в пользу воздействия на мышцы, самый большой компонент безжировой массы тела? Не обязательно.Помимо анаболических эффектов на внутренние органы и кожу, ^{70, 71} rhGH, как сообщается, оказывает анаболическое действие на метаболизм коллагена, ^{20, 72} и даже когда кости исключаются из измерений безжировой массы тела с использованием двойного x лучевой абсорбциометрии, эпимизиальные, эндомизиальные и перимизиальные коллагеновые компоненты скелетных мышц и соединительнотканные элементы кожи могут проявляться как новая безжировая масса тела. Умеренное увеличение количества кожного, висцерального белка и тканевого (включая мышцы) коллагена приведет к значительному положительному балансу азота.

Такое воздействие на соединительную ткань в мышце лишит мышцу способности генерировать силу, но может способствовать сопротивлению травмам или более быстрому восстановлению, что было бы преимуществом для спортсмена. Это может объяснить неофициально сообщаемую предрасположенность бейсболистов к совместному злоупотреблению тестостероном и rhGH. К сожалению, этот возможный синергизм никогда не изучался у молодых людей в контролируемых условиях. Конечно, совместное введение тестостерона и рчГР оказывает лишь незначительное влияние на силу у пожилых мужчин. ⁶¹

Если бы существовал порог в супрафизиологическом диапазоне для анаболического эффекта rhGH на мышцы, можно было бы ожидать, что у пациентов с акромегалией будет истинная гипертрофия мышц. Фактически, отсутствие заметно большей мышечной массы на рост, а также связанные с этим патологические изменения (см. Ниже) противоречат этой идее. Это подтверждается открытием, что трансгенные мыши со сверхэкспрессией GH не показывают относительного увеличения мышечной массы как доли от общей массы тела, и какая мышца у них развивает меньшую силу, чем ожидалось в расчете на массу тела. ⁷³

Таким образом, баланс доказательств, по-видимому, сильно противоречит анаболическому эффекту rhGH на мышцы человека. Может показаться, что единственный способ решить вопрос в умах сторонников использования rhGH — это провести исследование зависимости реакции от дозы с большим количеством гормона. Это легче сказать, чем сделать: нам нужно выяснить, какое количество инъекций спортсмены-нарушители (всегда будет легко сказать, что использованного было недостаточно), чтобы достичь соответствующего диапазона доз, оставаясь в пределах нормальных этических пределов, учитывая связанные с этим сердечно-сосудистые и метаболические риски. .

НИЖНЯЯ ЧАСТЬ ЗЛОУПОТРЕБЛЕНИЯ РТЫ

Острое введение rhGH может оказать заметное пагубное влияние на работоспособность. Фактически, есть убедительные доказательства того, что острое введение рчГР фактически приводит к снижению работоспособности, согласно недавним результатам, полученным доктором Каем Ланге из Датского института спортивной медицины (личное сообщение). В этих исследованиях здоровые спортсмены, тренированные на выносливость, не могли выполнять привычные велосипедные задания после введения экзогенного гормона роста.Существуют убедительные доказательства того, что введение чГР усугубляет выраженное увеличение липолиза, происходящее во время упражнений, и, кроме того, увеличивает производство лактата и протонов работающими мышцами. Неизбежная метаболическая ацидемия и последующее снижение скорости гликогенолиза в мышцах и печени могут объяснить резкое снижение работоспособности. Кроме того, из-за влияния рчГР на уменьшение запасов гликогена в мышцах и печени он затрудняет восстановление после упражнений.Однако большей опасностью, вероятно, является нефизиологически высокая жирная ацидемия, которая может способствовать сердечной аритмии.

Хроническое злоупотребление rhGH более опасно. Поскольку большинство спортсменов, вероятно, будут использовать супрафармакологические количества, правильная модель для поиска таких пагубных эффектов — это не взрослый пациент с дефицитом GH, получающий заместительную терапию, а пациенты, страдающие акромегалией, то есть с избытком секреции GH, часто В 100 раз нормально. Эти пациенты имеют плохую переносимость физической нагрузки, которая улучшается после лечения для снижения секреции гормона роста. ⁷⁴ Тем не менее, они демонстрируют мало доказательств истинной гипертрофии мышц с точки зрения отношения креатинина к росту или площади поперечного сечения мышц, но часто демонстрируют ряд миопатических особенностей, таких как повышенная креатинкиназа в плазме, повышенные участки мышечных волокон типа 2 до 1 типа. , атрофия волокон 2-го типа и потеря миофиламентов, а также миопатические электрофизиологические изменения. ⁷⁵ Кроме того, у пациентов с акромегалией значительно увеличиваются показатели сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, аномального липидного обмена, остеоартрита, рака груди и колоректального рака. ⁶³ Концентрации свободных жирных кислот, стимулируемые упражнениями у этих пациентов ⁷⁶ , находятся в диапазоне, предложенном Опи ⁷⁷ как возможная причина внезапной смерти от аритмии.

Другая пугающая проблема заключается в том, что по мере того, как поставки биоинженерного rhGH становятся все более контролируемыми, спортсмены склонны использовать гормон, незаконно полученный из трупов, ⁷⁸ , рискуя неизбежно смертельной болезнью Крейтцфельдта-Якоба.

ПОЧЕМУ rhGH — НАРКОТИК ДЛЯ ЗЛОУПОТРЕБЛЕНИЯ?

Если введение рчГР в контролируемых условиях не оказывает стимулирующего эффекта на синтез мышечного белка у взрослых людей, как предполагает масса доказательств, и не дает краткосрочных преимуществ в качестве экстренной эргогенной помощи, почему спортсмены злоупотребляют им? Вероятно, есть три ответа.Во-первых, воздействие на солевой и водный баланс происходит быстро, и атлеты, злоупотребляющие рчГР, могут сказать, например, по проприоцептивным эффектам в суставах и мышцах, что «что-то» произошло в результате его употребления. Это имеет положительный усиливающий эффект, и поэтому они продолжают принимать препарат. Во-вторых, нет сомнений в том, что rhGH оказывает то, что специалисты по производству мяса называют «эффектом перераспределения», уменьшая количество подкожного жира — липолитический эффект достаточно силен, чтобы спортсмены могли относительно быстро ощутить результирующее улучшение в определении мускулов (а не на самом деле рост мускулов).Это, без сомнения, одна из причин, по которой рчГР популярен среди бодибилдеров, но это не имеет отношения к аргументам об анаболическом воздействии на мышцы. В любом случае у большинства элитных спортсменов низкий уровень жира в организме, поэтому сомнительно, что какое-либо небольшое увеличение отношения мощности к весу в результате потери большего количества жира может быть значительным с точки зрения повышения производительности.

Вернуть домой сообщение

Совокупность данных свидетельствует о том, что у здоровых взрослых гормон роста не способствует наращиванию мышечной массы и не дает никаких спортивных преимуществ.Однако злоупотребление гормоном роста действительно вызывает заболевание. Это сообщение необходимо принять во внимание тренерам, врачам команд и потенциальным нарушителям.

В-третьих, существует проблема дезинформации о rhGH, которая распространяется на молодых спортсменов. Как это ни парадоксально, часть этой проблемы может исходить от самих антидопинговых органов. Игнорируя доказательства того, что рчГР не действует у нормальных здоровых людей, спортивные круги можно обвинить в эффективном продвижении его использования.Похвально финансировать разработку теста, который будет точным, точным и избирательным, чтобы те, кто склонен злоупотреблять rhGH, дважды подумали. К сожалению, этого не произошло, и вместо этого были потрачены большие суммы денег на разработку тестов на GH, которые, вероятно, являются недостаточно избирательными, чувствительными и слишком громоздкими для практического использования. ^{79, 80} Неудача была, вероятно, предсказуемой, учитывая ошибочную стратегию, использованную при поиске биологических индексов (IGF-I и костные маркеры), которые слишком изменчивы, чтобы удовлетворить цель.Инвестиции в надлежащую образовательную программу, подчеркивающую имеющиеся данные, принесли бы большую пользу.

ЧТО ДОЛЖНО СДЕЛАТЬ?

Мы должны сказать спортсменам правду: гормон роста не «работает» или, по крайней мере, не так, как они думают, и что он связан со всеми видами непосредственных и долгосрочных опасностей — от снижения работоспособности до рака. По сравнению с этим преимущества с точки зрения уменьшения количества подкожного жира незначительны. Международный олимпийский комитет и Всемирное антидопинговое агентство, а также другие национальные и международные спортивные организации должны спонсировать программы исследований для решения нерешенных важных вопросов — например, синергия гормона роста и анаболических стероидов, отношения доза-реакция — раз и навсегда.Все расходы на улучшение тестов на GH должны быть подчинены исследовательской и образовательной программе, но в то же время никто из нас, ученых, врачей, тренеров или спортивных организаций, не должен упускать из виду, что эта опасная практика допинга работает. Почти наверняка нет.

ССЫЛКИ

1. ↵

   Льюис UJ , Sinha YN, Lewis GP. Структура и свойства членов семейства hGH: обзор. Endocr J2000; 47 (дополнение): S1–8.

2. ↵

   Hymer WC , Kraemer WJ, Nindl BC, и др. . Характеристики циркулирующего гормона роста у женщин после острых тяжелых упражнений с отягощениями. Am J Physiol Endocrinol Metab2001; 281: E878–87.

3. ↵

   Розен CJ . Гормон роста и старение. Эндокринные 2000; 12: 197–201.

4. ↵

   Cheisler CA , Klerman EB.Циркадная и зависимая от сна регуляция высвобождения гормонов у людей. Недавнее исследование Prog Horm Res, 1999; 54: 97–130.

5. ↵

   Ghigo E , Arvat E, Aimaretti G, и др. . Диагностическое и терапевтическое использование веществ, высвобождающих гормон роста, у взрослых и пожилых людей. Baillieres Clin Endocrinol Metab 1998; 12: 341–58.

6. ↵

   Hunter WM , Fonseka CC, Passmore R.Гормон роста: важная роль в мышечных упражнениях у взрослых. Science1965; 150: 1051–3.

7. Bloom SR , Johnson RH, Park DM, и др. . Различия в метаболической и гормональной реакции на упражнения между гонщиками и нетренированными людьми. J. Physiol (Лондон) 1976; 258: 1–18.

8. ↵

   Consitt LA , Copeland JL, Tremblay MS. Эндогенные анаболические гормональные реакции на выносливость по сравнению с упражнениями с отягощениями и тренировками у женщин.Sports Med2002; 32: 1–22.

9. ↵

   Copeland JL , Consitt LA, Tremblay MS. Гормональные реакции на выносливость и упражнения с отягощениями у женщин в возрасте 19–69 лет. Дж. Геронтол, Биол. Научная медицина, 2002; 57: B158–65.

10. ↵

    Pritzlaff CJ , Wideman L, Weltman JY, и др. . Влияние интенсивной физической нагрузки на пульсирующее высвобождение гормона роста у мужчин. J Appl Physiol 1999; 87: 498–504.

11. ↵

    Pritzlaff-Roy CJ , Widemen L, Weltman JY, и др. . Пол определяет взаимосвязь между интенсивностью упражнений и высвобождением гормона роста у молодых людей. J Appl Physiol, 2002; 92: 2053–60.

12. ↵

    Kanaley JA , Weltman JY, Veldhuis JD, и др. . Реакция гормона роста человека на повторные занятия аэробикой. J Appl Physiol 1997; 83: 1756–61.

13. ↵

    Veldhuis JD , Liem AY, South S, et al . Различное влияние возраста, половых стероидных гормонов и ожирения на базальную и пульсирующую секрецию гормона роста у мужчин по оценке с помощью сверхчувствительного хемилюминесцентного анализа. J Clin Endocrinol Metab, 1995; 80: 3209–22.

14. ↵

    Vahl N , Jorgensen JO, Jurik AG, и др. . Абдоминальное ожирение и физическая форма являются основными детерминантами возрастного снижения стимулированной секреции гормона роста у здоровых взрослых.J. Clin Endocrinol Metab, 1996; 81: 2209–15.

15. ↵

    Kanaley JA , Weatherup-Dentes MM, Jaynes EB, и др. . Ожирение снижает реакцию гормона роста на упражнения. J Clin Endocrinol Metab, 1999; 84: 3156–61.

16. ↵

    Маурер № . Метаболические эффекты инсулиноподобного фактора роста и гормона роста in vivo: сравнение. В: LeRoith D, Walker Z, Baker R, eds. Инсулиноподобные факторы роста . Джорджтаун, Техас: Landes Bioscience, 2002: 1–12.

17. ↵

    Батлер А.А. , Ле Ройт Д. Контроль роста соматропной оси: гормон роста и инсулиноподобные факторы роста играют взаимосвязанные и независимые роли. Анну Рев Physiol, 2001; 63: 141–64.

18. ↵

    Pell JM , Bates PC. Пищевая регуляция действия гормона роста.Обзоры исследований питания, 1990; 3: 163–92.

19. ↵

    Грегори Дж. У. , Грин С. А., Юнг РТ, и др. . Изменения в составе тела и расходе энергии после шести недель лечения гормоном роста [см. Комментарии]. Arch Dis Child 1991; 66: 598–602.

20. ↵

    Lissett CA , Shalet SM. Влияние гормона роста на кости и мышцы. Гормона роста IGF Res2000; 10 (приложение B): S95–101.

21. ↵

    Cameron CM , Kostyo JL, Adamafio NA, и др. . Острое воздействие гормона роста на транспорт аминокислот и синтез белка связано с его инсулиноподобным действием. Эндокринология 1988; 122: 471–4.

22. ↵

    Dardevet D , Sornet C, Attaix D, и др. . Инсулиноподобный фактор роста-1 и инсулинорезистентность скелетных мышц взрослых и старых крыс.Эндокринология, 1994; 134: 1475–84.

23. ↵

    Goldspink G . Изменения мышечной массы и фенотипа, а также экспрессии аутокринных и системных факторов роста мышцами в ответ на растяжение и перегрузку. J Anat1999; 194: 323–34.

24. ↵

    Gravholt CH , Schmitz O, Simonsen L, и др. . Влияние физиологического пульса GH на интерстициальный глицерин в брюшной и бедренной жировой ткани.Am J Physiol1999; 277: E848–54.

25. ↵

    Nielsen S , Moller N, Christiansen JS, et al . Фармакологический антилиполиз восстанавливает чувствительность к инсулину при воздействии гормона роста. Диабет, 2001; 50: 2301–8.

26. ↵

    Moller N , Jorgensen JO, Moller J, et al . Метаболические эффекты гормона роста у человека. Метаболизм, 1995; 44 (приложение 4): 33–6.

27. ↵

    Бак JF , Моллер Н., Шмитц О. Влияние гормона роста на использование топлива и активность гликогенсинтазы в мышцах у нормальных людей. Am J Physiol1991; 260: E736–42.

28. ↵

    Кларк Р.Г. , Мортенсен Д., Рейфсиндер Д., и др. . Рекомбинантный белок-3, связывающий человеческий инсулиноподобный фактор роста (rhIGFBP-3): влияние на гликемическую и стимулирующую рост активность rhIGF-1 у крыс.Регулирование роста 1993; 3: 50–2.

29. ↵

    Lo JC , Маллиган К., Нур М.А., и др. . Влияние рекомбинантного гормона роста человека на состав тела и метаболизм глюкозы у ВИЧ-инфицированных пациентов с накоплением жира. J Clin Endocrinol Metab2001; 86: 3480–7.

30. ↵

    Hoffman DM , Crampton L, Sernia C, и др. . Кратковременное лечение гормоном роста (GH) взрослых с дефицитом GH увеличивает содержание натрия в организме и внеклеточную воду, но не кровяное давление.J. Clin Endocrinol Metab, 1996; 81: 1123–8.

31. Moller J , Fisker S, Rosenfalck AM, и др. . Долгосрочные эффекты гормона роста (GH) на распределение жидкости в организме у взрослых с дефицитом GH: четырехмесячное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Eur J Endocrinol, 1999; 140: 11–16.

32. ↵

    Моллер Дж. , Моллер Н., Франдсен Э., и др. . Блокада ренин-ангиотензин-альдостероновой системы предотвращает задержку жидкости, вызванную гормоном роста, у людей.Am J Physiol1997; 272: E803-8.

33. ↵

    Rosenfeld RG , Attie K, Frane J, et al . Гормональная терапия синдрома Тернера: благотворно влияет на рост взрослого человека. J Pediatr1998; 132: 319–24.

34. Fine RN , Sullivan EK, Tejani A. Влияние лечения рекомбинантным гормоном роста человека на окончательный рост взрослого человека. Педиатр Нефрол 2000; 14: 679–81.

35. Germak JA .Терапия гормоном роста у детей с низким ростом: больше лучше или достижимо? Индийский журнал J Pediatr 1996; 63: 591–7.

36. Haffner D , Schaefer F. Улучшает ли рекомбинантный гормон роста рост взрослых у детей с хронической почечной недостаточностью? Семин Нефрол 2001; 21: 490–7.

37. ↵

    Leger J , Garel C, Fjellestad-Paulsen A, et al . Лечение гормоном роста человека низкорослых детей, рожденных маленькими для гестационного возраста: влияние на массу мышечной и жировой ткани в течение 3-летнего периода лечения и после 1 года отмены.J Clin Endocrinol Metab 1998; 83: 3512–16.

38. ↵

    Грегори Дж. У. , Грин С. А., Юнг РТ, и др. . Метаболические эффекты лечения гормоном роста: ранний предиктор реакции роста? Arch Dis Child, 1993; 68: 205–9.

39. ↵

    Subramanian S , Kellum JA. Ограничение вреда в отделении интенсивной терапии. Минерва Анестезиол 2000; 66: 324–32.

40. ↵

    Wolf SE , Barrow RE, Herndon DN.Терапия гормоном роста и IGF-I у пациентов с гиперкатаболизмом. Baillieres Clin Endocrinol Metab 1996; 10: 447–63.

41. ↵

    Ziegler TR , Leader I. Дополнительная терапия гормоном роста человека при нутритивной поддержке: потенциал для ограничения септических осложнений у пациентов отделения интенсивной терапии. Semin Respir Infect, 1994; 9: 240–7.

42. ↵

    Takala J , Ruokonen E, Webster NR, и др. .Повышенная смертность, связанная с лечением гормоном роста у взрослых в критическом состоянии. N Engl J Med1999; 341: 785–92.

43. ↵

    Баттерфилд GE , Томпсон Дж., Ренни М.Дж., и др. . Влияние лечения rhGH и rhIGF-I на использование белка у пожилых женщин. Am J Physiol1997; 272: E94–9.

44. ↵

    Cuneo RC , Salomon F, Wiles CM, и др. . Гистология скелетных мышц у взрослых с дефицитом GH: сравнение с нормальными мышцами и ответ на лечение GH.Хорм Res1992; 37: 23–8.

45. Cuneo RC , Salomon F, Wiles CM, и др. . Лечение гормона роста у взрослых с дефицитом гормона роста. I. Влияние на мышечную массу и силу. J Appl Physiol1991; 70: 688–94.

46. Salomon F , Cuneo RC, Hesp R, и др. . Влияние лечения рекомбинантным гормоном роста человека на состав тела и метаболизм у взрослых с дефицитом гормона роста.N Engl J Med1989; 321: 1797–803.

47. ↵

    Christ ER , Carroll PV, Russell-Jones DL, и др. . Последствия дефицита гормона роста в зрелом возрасте и эффекты замены гормона роста. Schweiz Med Wochenschr 1997; 127: 1440–9.

48. ↵

    Fryburg DA , Гельфанд RA, Barrett EJ. Гормон роста резко стимулирует синтез белка в мышцах предплечья у нормальных людей.Am J Physiol1991; 260: E499–504.

49. ↵

    Fryburg DA , Jahn LA, Hill SA, и др. . Инсулин и инсулиноподобный фактор роста-I усиливают анаболизм белков скелетных мышц человека во время гипераминоацидемии с помощью различных механизмов. Дж. Клин Инвест, 1995; 96: 1722–9.

50. ↵

    Yarasheski KE , Campbell JA, Smith K, et al . Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост мышц у молодых мужчин.Am J Physiol1992; 262: E261–7.

51. ↵

    Yarasheski KE , Zachwieja JJ, Angelopoulos TJ, и др. . Кратковременное лечение гормоном роста не увеличивает синтез мышечного белка у опытных тяжелоатлетов. J Appl Physiol1993; 74: 3073–6.

52. ↵

    Deyssig R , Frisch H, Blum WF, и др. . Влияние лечения гормоном роста на гормональные параметры, состав тела и силу у спортсменов.Acta Endocrinol (Копен) 1993; 128: 313–18.

53. ↵

    Rudman D , Feller AG, Cohn L, и др. . Влияние гормона роста человека на состав тела у пожилых мужчин. Horm Res1991; 36 (приложение 1): 73–81.

54. ↵

    Rudman D , Feller AG, Nagraj HS, и др. . Влияние гормона роста человека на мужчин старше 60 лет. N Engl J Med1990; 323: 1–6.

55. ↵

    Yarasheski KE , Zachwieja JJ.Гормональная терапия для пожилых людей: источник молодости оказался токсичным. JAMA1993; 270: 1694.

56. ↵

    Yarasheski KE , Zachwieja JJ, Campbell JA, et al . Влияние гормона роста и силовых упражнений на рост и силу мышц у пожилых мужчин. Am J Physiol1995; 31: E268–76.

57. ↵

    Taaffe DR , Jin IH, Vu TH, и др. . Отсутствие влияния рекомбинантного гормона роста человека (GH) на морфологию мышц и экспрессию GH-инсулиноподобного фактора роста у тренированных с отягощениями пожилых мужчин.J. Clin Endocrinol Metab, 1996; 81: 421–5.

58. ↵

    Taaffe DR , Прюитт Л., Рейм Дж., и др. . Влияние рекомбинантного гормона роста человека на силовой ответ мышц на упражнения с отягощениями у пожилых мужчин. J. Clin Endocrinol Metab, 1994; 79: 1361–6.

59. ↵

    Lange KH , Isaksson F, Rasmussen MH, и др. . Введение и отмена GH у здоровых пожилых мужчин: влияние на состав тела, маркеры сыворотки, связанные с GH, частоту сердечных сокращений и потребление кислорода в покое.Clin Endocrinol (Oxf) 2001; 55: 77–86.

60. ↵

    Ланге К.Х. , Андерсен Дж. Л., Бейер Н., и др. . Введение GH изменяет изоформы тяжелой цепи миозина в скелетных мышцах, но не увеличивает мышечную силу или гипертрофию, как отдельно, так и в сочетании с тренировками с отягощениями у здоровых пожилых мужчин. J Clin Endocrinol Metab2002; 87: 513–23.

61. ↵

    Blackman MR , Соркин Д.Д., Мюнцер Т., и др. .Введение гормона роста и половых стероидов у здоровых пожилых женщин и мужчин: рандомизированное контролируемое исследование. JAMA2002; 288: 2282–92.

62. ↵

    Frisch H . Гормон роста и состав тела у спортсменов. J Endocrinol Invest, 1999; 22 (приложение 5): 106–9.

63. ↵

    Дженкинс ПДЖ . Гормон роста и упражнения: физиология, использование и злоупотребление. Гормон роста IGF Res2001; 11 (приложение A): S71–7.

64. ↵

    Яраше КЕ . Влияние гормона роста на обмен веществ, состав тела, мышечную массу и силу. Exerc Sport Sci Rev.1994; 22: 285–312.

65. ↵

    Forbes GB . Влияние анаболических стероидов на безжировую массу тела: кривая доза-ответ. Метаболизм 1985; 34: 571–3.

66. ↵

    Schauster AC , Гелетко С.М., Миколич Д.Д.Сахарный диабет, связанный с рекомбинантным гормоном роста человека для лечения синдрома истощения при ВИЧ. Фармакотерапия 2000; 20: 1129–34.

67. ↵

    Беннет WM , Коннахер А.А., Скримджер СМ, и др. . Эугликемическая гиперинсулинемия увеличивает поглощение аминокислот тканями ног человека во время гипераминоацидемии. Am J Physiol1990; 259: E185–94.

68. Biolo G , Fleming RYD, Wolfe RR.Физиологическая гиперинсулинемия стимулирует синтез белка и увеличивает транспорт выбранных аминокислот в скелетных мышцах человека. Дж. Клин Инвест, 1995; 95: 811–19.

69. ↵

    Беннет WM , Коннахер А.А., Скримджер СМ, и др. . Увеличение синтеза белка передней большеберцовой мышцы у здорового человека во время инфузии смешанных аминокислот: исследования включения [1- ¹³ C] лейцина. Clin Sci1989; 76: 447–54.

70. ↵

    Wanke R , Hermanns W, Folger S, и др. .Ускоренный рост и поражения внутренних органов у трансгенных мышей, экспрессирующих чужеродные гены семейства гормонов роста: обзор. Педиатр Нефрол, 1991; 5: 513–21.

71. ↵

    Wanke R , Milz S, Rieger N, и др. . Разрастание кожи у трансгенных мышей с гормоном роста зависит от наличия мужских гонад. J Invest Dermatol, 1999; 113: 967–71.

72. ↵

    Боллерслев Дж. , Моллер Дж., Томас С., и др. .Дозозависимые эффекты рекомбинантного гормона роста человека на биохимические маркеры метаболизма костей и коллагена при дефиците гормона роста у взрослых. Eur J Endocrinol 1996; 135: 666–71.

73. ↵

    Wolf E , Wanke R, Schenck E, и др. . Влияние перепроизводства гормона роста на силу захвата трансгенных мышей. Eur J Endocrinol, 1995; 133: 735–40.

74. ↵

    Colao A , Cuocolo A, Marzullo P, и др. .Обратима ли акромегалическая кардиомиопатия? Влияние 5-летней нормализации уровня гормона роста и инсулиноподобного фактора роста I на работу сердца. J Clin Endocrinol Metab2001; 86: 1551–7.

75. ↵

    Халили А.А. , Леви Р.Д., Эдвардс Р.Х., и др. . Нервно-мышечные особенности акромегалии: клиническое и патологическое исследование. J Neurol Neurosurg Psychiatry 1984; 47: 1009–15.

76. ↵

    Johnson RH , Ренни MJ.Изменения жирового и углеводного обмена, вызванные умеренными физическими нагрузками у пациентов с акромегалией. Clin Sci 1973; 44: 63–71.

77. ↵

    Опи LH . Жирные кислоты и внезапная смерть. Am Heart J1973; 85: 575.

78. ↵

    Deyssig R , Frisch H. Самостоятельный прием трупного гормона роста силовыми атлетами. Lancet1993; 341: 768–9.

79. ↵

    Longobardi S , Keay N, Ehrnborg C, и др. .Влияние гормона роста (GH) на метаболизм костей и коллагена у здоровых взрослых и его потенциал в качестве маркера злоупотребления GH в спорте: двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Исследовательская группа GH-2000. J Clin Endocrinol Metab2000; 85: 1505–12.

80. ↵

    Wallace JD , Cuneo RC, Baxter R, и др. . Реакция оси гормона роста (GH) и инсулиноподобного фактора роста на упражнения, введение GH и отмену GH у тренированных взрослых мужчин: потенциальный тест на злоупотребление GH в спорте.J Clin Endocrinol Metab, 1999; 84: 3591–601.

Справочник подходящего парня по гормону роста

«Чудо-лекарство», «источник молодости» — гормон роста человека (HGH) имеет прочную репутацию, поскольку он решает практически все проблемы со здоровьем, которые есть у мужчин средних лет. Ходят слухи, что гормон роста может помочь вам выглядеть моложе, нарастить больше мышц, сжечь жир, повысить либидо — и наука утверждает, что большинство из этих вещей на самом деле верно.

Но это не значит, что гормон роста подходит каждому парню.Мы немного покопались, чтобы узнать все, что вам нужно знать о «гормоне исцеления», и помочь вам решить, стоит ли вам поговорить с вашим доктором о получении «сценария».

Что такое гормон роста?

Гормон роста человека (HGH), часто известный как гормон роста (GH), представляет собой пептидный гормон, вырабатываемый гипофизом в основании мозга. Название уместно: в подростковом возрасте он помогает детям становиться выше. Но GH также является «главным гормоном», — объясняет Роберт Коминиарек, D.О., медицинский директор и специалист по гормонам в Медицинском институте Альфа-Мале в Спрингборо, штат Огайо. Это означает, что даже у взрослых GH помогает сбалансировать все другие гормоны, поэтому нет области вашего здоровья, которой он бы не касался.

Здоровый запас GH сохраняет ваше психологическое здоровье — он поддерживает ваше чувство благополучия, делает вас счастливыми, вовлеченными и способными справляться со стрессом — и физически, поддерживая здоровье вашего сердца, уровень холестерина в крови, уменьшая воспаление, крепкие кости . Это даже повышает способность вашего тела к более быстрому заживлению.

Но есть одна область, в которой главный гормон приобрел особую известность среди людей, занимающихся бодибилдингом: его способность поддерживать мышечную массу, избавляться от жира на животе, синтезировать аминокислоты и метаболизировать жир и белок. GH стимулирует высвобождение инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1), основного двигателя роста тканей. Вместе они помогут вам нарастить больше мышц и сжечь больше жира.

По той же причине недостаточное количество гормона роста стало главной причиной задержки тренировок в тренажерном зале, а прием синтетического гормона роста рекламировался как способ помочь парням одухнуть.Но есть несколько вещей, которые вам следует знать, прежде чем попробовать.

У вас есть дефицит?

Клинически, наверное, нет. Согласно исследованию Frontiers in Endocrinology , в США ежегодно диагностируется около 6000 новых случаев дефицита гормона роста у взрослых (AGHD). Для сравнения: ежегодно диагностируется около 481 000 случаев низкого уровня тестостерона. «Истинный дефицит гормона роста встречается редко и обычно возникает только у пациентов с повреждением гипофиза или участка мозга, который контролирует эту железу, например, в результате черепно-мозговой травмы», — объясняет Сьюзан Самсон М.Доктор философии, медицинский директор гипофизарного центра при медицинском центре Бэйлор Сент-Люк.

Тем не менее, ваш уровень гормона роста снижается естественным образом, начиная примерно с 25 лет и ускоряясь, когда вы достигаете 35 лет, когда вы входите в состояние с недостатком GH, называемое соматопаузой. Некоторые исследования говорят, что мужчины теряют 14 процентов производства GH за десятилетие, другие — до 50 процентов каждые семь лет. Согласно исследованию, опубликованному в Индийском журнале эндокринологии и метаболизма , к 65 годам вы обычно выделяете менее одной трети количества гормона роста, которое вы выделяли в 35 лет.

Парни, которые ведут здоровый образ жизни с низким уровнем стресса, минимальным употреблением алкоголя и сбалансированной диетой, могут удерживать свой уровень немного дольше, отмечает Коминиарек, но в возрасте старше 40 лет редко можно увидеть кого-то с уровнем выше отметки 200 — Вот почему такое же количество времени в тренажерном зале может дать результаты ниже номинальных за это десятилетие вашей жизни.

Как узнать, есть ли у вас дефицит?

К сожалению, симптомы низкого GH очень похожи на симптомы у парня средних лет, который чувствует себя подавленным и борется с влиянием времени на свое тело: физически вы потеряете мышечную массу, наберете жир примерно в середине, у вас будут боли в костях и суставах, и испытываете сильную потребность во сне днем.Волосы станут редкими, а кожа обвиснет. Психологически вы будете чувствовать себя более раздражительным, менее мотивированным, более склонным к избеганию социальных ситуаций, более напряженным и более подверженным стрессу. Вы можете испытывать недостаток либидо или ухудшение памяти. В дополнение к этим симптомам, добавляет Коминиарек, любые проблемы с сердечными заболеваниями или высоким уровнем холестерина также могут быть еще одним сигналом дефицита.

Звучит устрашающе знакомо? Попросите вашего документа провести тест. В конце концов, дефицит гормона роста у взрослых был связан с сердечно-сосудистыми, нервно-мышечными, метаболическими и скелетными аномалиями, а также с более ранней смертью, согласно исследованию, опубликованному в Индийском журнале эндокринологии и метаболизма (), поэтому его определенно стоит проверить.Но помните, что у вас маловероятно тяжелое заболевание — и есть множество других факторов, которые могут заставить вас чувствовать себя совершенно дерьмово.

Поскольку у гормона роста очень короткий период полураспада, вам нужно будет проверить и другие связанные проблемы — потенциально толерантность к инсулину, уровни аргинина, инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1) и IGF-связывающий белок 3 ( IGF-BP3). «В идеале мы хотим, чтобы уровень парня составлял около 300 в любом возрасте — это здоровый юношеский уровень», — добавляет Коминиарек.

У вас должен быть дефицит, чтобы принимать добавки?

Единственный способ получить безопасный запас синтетического гормона роста — это выписать рецепт у врача, и они не собираются писать вам «сценарий», если только ваши проверенные уровни не говорят, что он вам нужен.

Да, вы можете купить товар на черном рынке без помощи врача. Фактически, и Коминиарек, и Самсон говорят, что у них были пациенты, которые признались, что принимали гормон роста, полученный незаконным путем, обычно через Интернет из таких мест, как Китай.

Одно действительно важное замечание: поскольку GH — это пептид, для получения какого-либо эффекта его необходимо вводить инъекцией. Любой GH, упакованный в таблетки или кремы, на 100% является мошенничеством. И мы все, вероятно, можем согласиться с тем, что риск инъекции вещества, которое вы купили в Интернете, вероятно, не стоит тех потенциальных выгод, на которые вы надеетесь, — так что опустите схематичную иглу, чувак.

Каковы преимущества и риски приема гормона роста?

«Одобренный FDA синтетический гормон роста идентичен естественному гормону роста», — говорит Самсон. «Он ведет себя так же и так же безопасно».

Люди с клиническими отклонениями, как правило, видят большую пользу от приема добавок. «Есть синергетический эффект от поддержания уровня основного гормона — вы увидите пользу от многих гормонов и, следовательно, получите более высокое качество жизни», — говорит Коминиарек.Это происходит в виде физических улучшений (увеличение мышечной массы, меньшее удержание жира в области живота, более здоровая плотность костей), а также психологических (меньшая раздражительность, меньшая социальная изоляция, большая мотивация).

Но могут ли здоровые люди получить эти льготы, загрузившись тоже? Вот тут-то и сложно.

Начнем с того, что существует практически нулевое исследование того, что происходит, когда парни с уже здоровым уровнем гормона начинают принимать дополнительный гормон роста.

Мы знаем, что если вы увеличите дозу слишком сильно, вы рискуете акромегалией — клиническим заболеванием, связанным с избытком гормона роста в организме.Акромегалия вызывает утолщение костей челюсти, лба и рук — ваши руки начинают выглядеть как клешни омара, а лоб выступает вперед, как пещерный человек. Коминиарек отмечает, что это иногда наблюдается в сообществе бодибилдинга, и это дало GH плохую репутацию. «Обычно его принимают в больших дозах, помимо прочего, вместе с анаболическими стероидами», — добавляет он. Но это после многих лет чрезмерного использования, — добавляет Коминиарек. «Принимая нормальные уровни — одна, две, три единицы — вы увидите только положительные моменты, а любые минимальные побочные эффекты, такие как отек лодыжек, боли в мышцах, боли в костях, можно уменьшить, снизив дозировку.”

Что касается долгосрочного воздействия на здоровье уровня гормона роста чуть выше здорового, то научных данных мало. Существующие исследования во многом противоречат друг другу. Некоторые говорят, что снижение уровня гормона роста вредно для долголетия. Другие говорят, что высокие уровни — это то, что сокращает продолжительность жизни.

И даже несмотря на то, что GH имеет репутацию суперзарядки в тренажерном зале, на самом деле это может быть не то зелье для мышц, которое вы себе представляете. Исследователи из Медицинского центра Санта-Клара-Вэлли в Сан-Хосе провели мета-анализ исследований с участием спортсменов, не страдающих дефицитом, 85 процентов из которых составляли мужчины.После инъекций гормона роста в течение 20 дней спортсмены набрали почти пять фунтов мышечной массы. Хотя это неплохой кусок мускулов, который можно набрать всего за три недели, на самом деле он не сделал парней сильнее или подтянулся. Фактически, в двух из трех исследований у мужчин, не страдающих дефицитом гормонов, которые принимали заместительные гормоны, был более высокий уровень лактата во время упражнений, что позволяет предположить, что прием гормона без надобности может фактически снизить вашу физическую форму.

Стоит ли проходить тестирование?

Конечно, если хотите.

Но есть еще большее препятствие, если вы имеете право на низкий уровень GH: синтетический гормон роста действительно очень дорог. Часто это не покрывается страховкой, поэтому парни, у которых есть «сценарий», тратят минимум на 600 долларов в месяц, и, вероятно, ближе к 1000 долларов. Так что да, это может привести к небольшому увеличению мышечной массы, уменьшению количества жира и значительному повышению вашего благополучия (хотя и с потенциальным долгосрочным ущербом), но вы собираетесь расплачиваться за пузырек.

Что можно делать без рецепта?

Более дешевая и гарантированно безопасная ставка? Повышайте свой уровень естественным образом. Принимая во внимание, что существует потенциальный риск в слишком большом количестве искусственного GH, когда у вас нет дефицита, увеличивайте производство естественным образом, и вы можете быть уверены, что ваша система уравновесит его. «Наше тело знает, как управлять, чтобы держать ситуацию под контролем», — добавляет Самсон. Вот несколько способов повысить ваш гормон роста естественным путем:

1. Улучшение сна

«Хорошая гигиена сна имеет решающее значение, поскольку во сне вы выделяете наибольшее количество гормона роста», — объясняет Коминиарек.По данным исследования, опубликованного в Индийском журнале эндокринологии и метаболизма , на самом деле сила заключается в медленноволновом сне, поскольку примерно 70 процентов импульсов гормона роста у мужчин происходят на этой стадии. Это означает, что вам нужно свести к минимуму привычки, которые мешают вашему организму войти в стадию глубокого сна, например, экранное время перед сном, кофеин слишком поздно днем ​​и эти 7 способов, которыми вы нарушаете цикл сна.

2. Записать больше кардио

По словам Самсона, лучший способ естественным образом повысить уровень гормона роста — это упражнения.«Гормон роста часто называют источником молодости, и я могу заметить пожилого человека, который регулярно занимается спортом, через всю комнату. Дело не только в том, что они более подтянуты и имеют здоровый вес, они на самом деле выглядят моложе, их кожа более здорова — все потому, что гормон роста влияет на то, как вы стареете », — добавляет она.

Но, согласно исследованию, проведенному в Sports Medicine , большинство парней направляются к штанге для наращивания мышечной массы, именно аэробные упражнения повышают выработку гормона.Исследователи говорят, что наиболее эффективными являются повторные занятия аэробикой в ​​течение 24 часов, поэтому посещение тренажерного зала утром и прогулка или поездка на велосипеде ночью.

3. Перестань есть дерьмо

Помните, ваша цель — оптимизация гормонов. Главный фактор дисбаланса гормонов? Диета из нездоровой пищи. Ничего подобного вы не слышали раньше: «Ешьте здоровую пищу — нежирные белки, много фруктов и овощей, полезные жиры, такие как орехи, — и держитесь подальше от обработанных пищевых продуктов», — говорит Коминиарек.Приберись.