Genen gerelateerd aan spiergroei en regeneratie
De groei en regeneratie van spierweefsel kan worden bereikt door de expressie van genen die een stimulerende werking hebben te verhogen, zoals de insulineachtige groeifactor (IGF-1), of door genen te remmen die gewoonlijk als repressoren van groeiprocessen, bijvoorbeeld myostatine.
Spier IGF-1 (mIGF-1) : De specifieke spierisovorm van de insuline-achtige groeifactor (mIGF-1) speelt een zeer belangrijke rol bij spierregeneratie. Het IGF-1-gen heeft de taak om de spier te repareren wanneer deze microscopisch trauma ondergaat tijdens het trainen.
Myostatine : Myostatine is een eiwit dat in 1997 werd ontdekt tijdens cellulaire differentiatie- en proliferatie-onderzoeken. Om te begrijpen wat de echte functie was, werden muizen gepaard, waarbij het gen dat codeert voor myostatine werd geremd.
De homozygote nakomelingen (drager van beide gemuteerde genen) vertoonden een superieure spierontwikkeling in vergelijking met heterozygote muizen (dragers van slechts één gemuteerd gen) en normale muizen. De lichaamsgrootte was 30% hoger, de spier was hypertrofisch en het gewicht was 2 of 3 keer groter dan bij natuurlijke cavia's. Latere histologische analyse toonde een toename in zowel de grootte van enkele spiercellen (hypertrofie) als hun aantal (hyperplasie). Tegelijkertijd was er een lichte afname in vetweefsel, terwijl de vruchtbaarheid en levensduur vrijwel onveranderd bleven.
In 2004, het bestuderen van een 5-jarig Duits kind met abnormale kracht en spiermassa ontwikkeling, werd de aanwezigheid van een mutatie in het gen dat codeert voor myostatin voor het eerst geïdentificeerd bij de mens. De invloed op fenotypische expressie was identiek aan die waargenomen in laboratoriummuizen en in de bestudeerde runderrassen, zodat de spierkracht van het kind vergelijkbaar was, zelfs niet hoger dan dat van een volwassene. Een heel interessant aspect is dat de moeder van het kind, van wie hij een van de twee gemuteerde allelen had geërfd, een professionele sprinter was en dat sommige van zijn voorouders worden herinnerd vanwege hun buitengewone kracht.
Myostatine is een eiwit dat daarom interageert met spierontwikkeling, het remt; het wordt voornamelijk geproduceerd door skeletspiercellen en de werking ervan wordt gereguleerd door de aanwezigheid van een remmer die follistatine wordt genoemd. Hoe hoger het niveau van follistatine, hoe lager de niveaus van myostatine, dus hoe groter de spierontwikkeling. Het lijkt erop dat follistatin in staat is om te interageren met satellietcellen door de proliferatie van nieuwe spiercellen (hyperplasie) te stimuleren. Normaal gesproken is de toename van de spiermassa alleen het gevolg van de toename in celgrootte (hypertrofie), terwijl een lichte hyperplasie alleen in bepaalde gevallen kan voorkomen (spierblessures).
Onlangs heeft de remming van myostatin bij de behandeling van spierdystrofische ziekten in diermodellen bijzondere belangstelling gewekt; zowel intraperitoneale injecties van een myostatin-remmer als specifieke deleties van het myostatine-gen werden uitgevoerd, resulterend in een verbetering van de spierdystrofe ziekte. Het huidige onderzoek richt zich op de studie en ontwikkeling van deze mogelijkheden, maar er zijn nog steeds veel hypothesen en weinig zekerheden. Onderzoek naar de rol van myostatine in het menselijk lichaam is zeldzaam, vaak tegenstrijdig en wacht nog steeds op bevestiging. Spiergroei is in feite het resultaat van een subtiel evenwicht tussen anabole en katabole factoren en een enkel hormoon, een gen of een bepaalde stof is niet voldoende om het aanzienlijk te beïnvloeden. Om dit te bevestigen, zijn er studies in de literatuur die aantonen dat er geen belangrijke verschillen zijn in de hoeveelheid spiermassa tussen normale personen en anderen met myostatin-deficiëntie.
Groeihormoon (somatotropine - GH): GH of somatotroop hormoon is een eiwit (een lineair peptide samengesteld uit 191 aminozuren) geproduceerd door de somatotrope cellen van de hypofyse van de voorhand. Het heeft pulserende secretie, met meer frequente en bredere pieken in de eerste uren van slaap.
Sportactiviteit is een sterke stimulans voor de afscheiding van groeihormoon. Tijdens lange-termijnoefeningen wordt de secretoire piek waargenomen tussen de 25e en 60e minuut, terwijl in het geval van anaërobe pogingen deze piek wordt opgenomen tussen het einde van de 5e en de 15e minuut van herstel.
Met dezelfde fysieke inspanning is de GH-secretie groter:
- bij vrouwen dan bij mannen
- bij jongeren vergeleken met oudere personen
- in sedentair in vergelijking met getrainde
GH-secretie tijdens inspanning wordt beïnvloed door:
- INTENSITY '
Een significante respons van GH op oefeningen is al waargenomen bij oefeningen met lage intensiteit (50% van de VO2max) en wordt maximaal rond de anaërobe drempel (70% van VO2max). Een verdere toename in intensiteit veroorzaakt geen significante toename van de secretoire piek. De grootste respons van GH op lichamelijke inspanning wordt waargenomen tijdens oefeningen met veel vraag naar anaerobe glycolyse en met massale productie van lactaat (bijv. Bodybuilding). GH-uitscheiding is omgekeerd evenredig met de herstelperiode en recht evenredig met de duur van de oefening.
- TRAINING
De reactie van GH om te oefenen is omgekeerd evenredig aan de mate van training. Bij dezelfde trainingsintensiteit produceert een getraind persoon veel minder GH dan een gedeconditioneerd onderwerp, aangezien lactidemie (quotum lactaat in omloop) lager is.
De effecten van GH zijn deels direct, zoals het diabetogene en lipolytische effect, en deels gemedieerd door vergelijkbare insulinefactoren: Insuline Groeifactor (IGF-1, IGF-2).
- TEMPERATUUR
De reactie in GH-secretie op de verandering in omgevingstemperatuur is rechtevenredig met de temperatuurdaling zelf.
De GH-IGF-as werkt fysiologisch op het glucosemetabolisme en veroorzaakt hyperglycemie; op het protidische metabolisme, verhoging van de cellulaire opname van aminozuren en versnelling van transcriptie en translatie van mRNA, waardoor eiwitanabolisme en de ontwikkeling van spiermassa's worden bevorderd; uiteindelijk werkt het ook op het lipidenmetabolisme, waardoor lipolyse ontstaat met een toename van vrije vetzuren en ketonlichamen.
Er zijn veel bijwerkingen geassocieerd met de toediening van grote hoeveelheden GH: myopathie, perifere neuropathieën, vochtretentie, oedeem, carpaal tunnel syndroom, artralgie, paresthesie, gynaecomastie, goedaardige intracraniële hypertensie met papiloedeem en hoofdpijn, acute pancreatitis, glucose-intolerantie, plasma-verhogingen van cholesterol en triglyceriden, arterioveneuze ziekten, cardiomegalie en cardiomyopathie. De musculoskeletale en cardiale effecten geassocieerd met GH-toediening kunnen onomkeerbaar zijn, vaak zelfs nadat het hormoon is teruggetrokken. Het is ook belangrijk om te onthouden dat da GH de vorming van neoplasma's kan induceren, vooral in de dikke darm, huid en bloed.
Strategieën voor de detectie van genetische doping
De opname van genetische doping door het World Anti-Doping Agency (AMA) in de lijst van verboden stoffen en methoden is gevolgd door de moeilijkheid om methoden voor detectie ervan te ontwikkelen, omdat zowel het transgen als het tot expressie gebrachte eiwit zou zijn geweest. hoogstwaarschijnlijk niet te onderscheiden van hun endogene tegenhangers.
Het ideale monster voor genetische dopingdetectie moet gemakkelijk toegankelijk zijn met monsters die geen invasieve aanpak gebruiken; bovendien dient de enquête niet alleen de situatie weer te geven die ten tijde van de intrekking plaatsvond, maar ook die van een eerdere periode hetzelfde. Lichaamsvloeistoffen (bloed, urine en speeksel) voldoen aan het eerste punt, daarom moet de ontwikkelde methodologie van toepassing zijn op ten minste één van deze monsters. Detectiemethoden moeten specifiek, gevoelig, tamelijk snel, mogelijk kosteneffectief zijn en grootschalige analyses mogelijk maken.
De juridische implicaties met betrekking tot het gebruik van elke methode die het volgen van doping op sporters mogelijk maakt, zijn zodanig dat, waar mogelijk, een directe methode die het dopingmiddel ondubbelzinnig identificeert, altijd de voorkeur heeft boven een indirecte methode, die de verandering in de cellen, weefsels of het hele lichaam als gevolg van doping. Met betrekking tot genetische doping zou de detectie van het transgen, van het transgene eiwit of van de vector zelf een directe benadering zijn, maar de mogelijkheid om dit type benadering te gebruiken is minimaal, zoals in het geval van detectie van verboden peptidehormonen zoals erytropoëtine en somatotropine. De indirecte benadering (biologisch paspoort) biedt in plaats daarvan een zekere betrouwbaarheid in het resultaat van de tests, gebaseerd op een statistisch model, dus meer open voor wettelijke controle. Bovendien is er nog geen overeenstemming bereikt tussen de belangrijke cijfers van de sportgemeenschap over een aanvaardbaar niveau van betrouwbaarheid.
bibliografie:
- Mechanisme van vanadiumwerking: insuline-nabootsende of insulineverhogend middel? [Can J Physiol Pharmacol 2000 oktober; 78 (10): 829-47]
- Vanadium en diabetes: pancreas- en perifere insulinomimetische eigenschappen - [Ann Pharm Fr 2000 oktober; 58 (5): 531]
- Effect van vanadium op regionaal hersenglucosegebruik bij ratten - Marfaing-Jallat P, Penicaud L. [Physiol Behav. 1993 aug; 54 (2): 407-9]
- Remming van gluconeogenese door vanadium en metformine in niercortex tubuli geïsoleerd uit controle en diabetische konijnen - Kiersztan A et al. - [Biochem Pharmacol. 1 april 2002; 63 (7): 1371-82].
