هايپرتروفي عضلاني از ديدگاه فيزيولوژي ورزشي مترجم و گرآورنده : زینب نبی اللهی
از ديدگاه
فيزيولوژي ورزشي
مترجم و گرآورنده : زینب نبی اللهی
بهمن 90
مايواستاتين* و هايپرتروفي عضلاني
مايواستاتين هم به عنوان GDF-8 و هم يكي از اعضاي TGF-B محسوب مي شود .يك تعداد از فاكتورهاي رشد از اين خانواده در رشد ،تكامل و تمايز تعيين كننده هستند[1] .[2] بعلاوه TGF-B در بافتهاي بزرگسال در تكثير وترميم سلولهاي عضلاني نقش مهمي را ايفا مي كنند اما نقش مايواستاتين در ميانTGF-bنقش منحصر به فردي دارد[3].در طول پيدايش رويان مايواستاتين دربخش هاي((مايوتوم[A] ))بيان ميشوند كه در مرحله رشدي ((فتال[B]))درتكامل عضلات بيان مي گردد .
اين فاكتور به عنوان تنظيم كننده منفي درايجاد توده عضلاني محسوب مي شوند درموشها كمبود اين ژن حجم عضله را افزايش مي دهد. بنابراين مهار مايواستاتين براي فاكتورهاي آنابوليكي عضلات مي توان به عنوان مزيت درماني محسوب شود. از جمله در بيماري ديستروفي عضلاني ((كاچكسيا))((ساركوپينا ))ارزشمندي بالايي دارد .كه رويكرد جديد قلمداد مي شود .
مايواستاتين هم در دوران رشد وهم بزرگسالي بيان مي شود .در موشهاي بزرگسال در همه عضلات بيان ميشود .ودر بين انواع عضلات در بين عضلات تند انقباض بيشتر بيان ميشود [4].
درچندين گروه مطالعاتي بين سطح بالايي مايواستاتين و افت عضلاني همبستگي وجود داشت[5]،[6] .اين پروتئين احتمالا بوسيله تنظيم درسلولهاي بنيادي وماهواره اي(ستاره اي)*توده عضلاني را تنظيم ميكنند .راهكار مايوبلاست (c2 c12_ )با مايواستاتين نو تركيب شده تكثيرش متوقف شد[7] ،[8].
درموشهاي (ناك اوت)[C] شده مايواستاتين توده عضلاني 2تا3برابر بيشتر بود[9].وتجمع چربي كمتري داشتند[10] [11].
درموش هاي بزرگسال بين سطح مايواستاتين و توده عضلاني تحت شرايط هايپرتروفي و آتروفي همبستگي منفي وجود داشت .درانسان هاي بزرگسال نيز مهار مايواستاتين به مدت حداقل 2تا4هفته منجر به افزايش توده عضلات اسكلتي گرديد.
بيان ژن مايواستاتين، تكثير ،زايش وتمايز زائي سلول عضلاني را متوقف مي كند[12] .
((شروع هايپرتروفي در تمرينات مقاومتي ))
تمرينات مقاومتي منجر به سازگاري عصبي ،عضلاني مي گردد[13][14][15][16]. وبطور عموم پذيرفته شده است كه افزايش قدرت اوليه (بدون تغيير هايپرتروفي) مربوط به عوامل و فاكتورهاي عصبي است16[17][18].
درچند تحقيق افزايش انتقال* عصبي (كه توسطEmG الكتروميوگرافي ثبت واندازه گيري مي شود )درطول چند هفته اول تمرينات قدرتي گزارش شد.
مثلا در مطالعه اي[19] EmG[D] عضله پهن خارجي ([E]VL)در 3هفته اول 8%افزايش يافت. در مطالعه اي[20] نيز بعد از 10مين روز ،20مين و35 مين روز از تمرين مقاومتي فعاليتEMG (بازتاب فاكتور هاي عصبي) به ترتيب افزايش 20%،30% و 34%افزايش يافت. .بنابراين مي توان استباط نمود كه در افزايش 38%(حداكثر انقباض ارادي)در 30مين روز بيشترين سهم مربوط به فاكتورعاي عصبي مانند افزايش فراخواني واحدهاي حركتي است .
و چون در10مين روز ازتمرين مقاومتي ·MVC(حداكثر انقباض ارادي ) 5 برابر مقدار ارادي ·CSA(مقطع عرضي عضله )(افزايش7%)افزايش يافته بود و از طرفي ديگر فعاليت EMG (الكتروميوگرافي)20%(در اين زمان)افزايش داشت .كه اين نتيجه رامي توان برداشت نمود كه كسب قدرت اوليه در عضلات به خاطر تغييرات زود رس انتقال عصبي است كه مطابق با يافته هاي گذشته بود(16).
ازطرف ديگر تكنيك هاي تصويري (اسكنركامپيوتري ماوراصوت(MRI·)نشان داده است كه هايپرتروفي عضله تنها در 12-8مين هفته ازتمرينات مقاومتي ديده شد13 15[21] [22] [23] [24]. با اين حال در مطالعه(20) اولين افزايش هايپرتروفي در((عضله جلوي ران )) حدود5%در30مين هفته از تمرين مشاهده شد كه اين يافته ها نه تنها به شروع سريعتر هايپرتروفي نسبت به مطالعات گذشته اشاره دارد بلكه يك افزايش چشم گير در اندازه نيز محسوب مي شود .
تغييرات زودرس درسطح ماكروسكوپي(دراندازه عضله ومقطع عرضي عضله )در اين مطالعه احتمالا مربوط به محرك تمريني و روش اندازه گيري هايپرتروفي است وبه نظر مي رسد بيشترين دليل آن ميكانيسم تحريك تمرين مقاومتي از نوع اينرسي ثابت فلاوي ول* مربوط باشد.
چون اين روش چرخش( فلاوي ول*) براساس اينرسي· بود .و نه تنها مستقل از جاذبه است بلكه اجازه حداكثر انقباض رادر حالت درون گرا و برون گرا رافراهم مي نمايد در اين روش تمريني به خاطر تلاش نزديكتر به حداكثر در كل دامنه حركتي در هر دو حالت درون گرا و برون گرا احتمالاً تحريك بيشتري را نسبت به تمرين مقاومتي شديد مرسوم ايجاد مي نمايد(20) .
.اين ميكانيسم در محرك تمريني برون گرا باعث شكسته شدن ميوفيبريل بيش تر و افزايش توليد IGF1 و در نتيجه پاسخ بيشتري و سريعتري را در هايپرتروفي فراهم مي نمود(15)و[25] .
شروع پاسخ سلولي و ملوكولي در هايپرتروفي :
طبق آنچه ذكر شد هايپرتروفي دومين تغيير حاصل از تمرين مقاومتي است ولي با اين حال پاسخ سلولي و مولكولي مانند فاكتور ترجمه نويسي، توليد موضعي IGF و سنتز پروتئين كه به عنوان سازگاري سلولي و مولكولي محسوب مي شوند بعد از چند ساعت و حتي چند دقيقه از شروع تمرين يا ريكاوري فعال مي شوند[26] [27] . ولي هايپرتروفي بعد از 4مين هفته مشاهده شد البته احتمالاً بخشي از تاخير در شروع هايبر تروفي مربوط به حساسيت روش هاي مورد استفاده در جهت تشخيص هايپرتروفي ارتباط داشته باشد .
از طرف ديگر هايپرتروفي به 2 ميكانيسم مهم ارتباط دارد كه در فاز اوليه كسب قدرت تاثير گذار است كه شامل سنتز پروتئين و تكثير سلول هاي اقماري است كه طبق يافته هاي مطالعه[28] تكثير سلول اقماري بعد از (4) مين روز از يك تمرين تك جلسه اي تمرين مشاهده شد و افزايش سنتز پروتئين تارچه 5/4 ساعت بعد از تمرين (تك جلسه اي تركيبي انقباض درون گرا و برون گرا ) مشاهده گرديد .
بنابراين احتمالاً پروسه هايپرتروفي از همان مرحله اول شروع مي شود و با توجه به تغييرات سلولي و مولكولي افزايش تدريجي در رشته سلول عضلاني قابل توجيه بوده كه نشان دهنده افزايش حجم و هايپرتروفي عضلاني به صورت مداوم و تدريجي است[29] . البته درجه و سرعت رشد هايپرتروفي به مدل تمريني ، حالت اوليه تمرين ، گروه عضلاني و ... بستگي دارد .
* هايپرتروفي متفاوت در نواحي مختلف عضله :
با توجه به ثبت( افزايش اندازه مقطع عرضي عضله) نشان داده شده است كه بيش ترين افزايش درعضله (ركتوس فموريس)* مشاهده شد كه اين افزايش در بخشي ديستال عضله بيش از پروكسيمال عضله بود(19) [30] [31] [32].و مقطع عرضي در عضله پهن خارجي نسبت به عضله پهن داخلي و مياني رشد سريعتر و بيش تر داشت .
توجيه اين اختلاف احتمالاً مربوط به دو علت است .
1-احتمالاً به اسكن موضعي مطالعات بستگي داشته باشد .
2- احتمالاً مربوط به اختلاف منطقه اي در عبور تحريك در طول عضله است .
به طوري كه نيروي ايجاد شده در فيبر عضلاني كه نه تنها به صورت طولي در جهت تاندون انتقال مي يابد بلكه به سمت بيرون (خارج ، ساركولما) نيز انتقال مي يابد و هر گونه تفاوت در ساختار درون عضلاني مي تواند در انتقال نيرو به سمت تاندون و در طول ساركولما تاثير گذار باشد . مشابهاً انتقال نيرو به سمت خارج منجر به تفاوت در نيروي توليدي در پروكسيمال• و ديستال· عضله مي شود .
اين عوامل مي توانند تا حدودي اختلاف منطقه اي هايپرتروفي را توجيه نمايند (20).
ساركومرزائي در هايپرتروفي :
در مطالعه اي(20) افزايش طول فاسيكول* بعد از 10مين روز تمرين مشاهده شد و افزايش در زاويه پنايشن* بعد از 20 و 25 روز گذشت تمرين ديده شد .
از طرف ديگر در انتهاي تمرين (35 روز ) طول فاسيكول 10% افزايش يافت و زاويه پناشن 7% افزايش داشت .
در ابتدا بهتر است گفته شود كه افزايش طول فاسيكول احتمالاٌ نشان دهنده ساركومرزائي به صورت سري است و افزايش زاويه پنايشن احتمالاً بازتاب ساركومرزائي به صورت پارالل است .
در اين مطالعه مي توان 2 برداشت نمود در ابتدا اين كه ساركومرزائي به صورت سري (طول فاسيكول ) زود تر از افزايش ساركومرزائي به صورت پارالل (زاويه پنايشن) ديده شد. و دومين مطلب اين كه افزايش ساركومرزائي به صورت سري* از ساركومرزائي به صورت پارالل[F] بيش تر است . اين تغييرات به احتمال زياد به نوع تمرين بستگي داشته باشد .
به طوری که دراین مطالعه(20) تمرین مولفه برون گرا در ارگومتر ((فلاوی ول ))باعث کشش بیشتر فیبرعضلانی نسبت به تمرین مقاومتی دیگر میشود که منجر به افزایش سارکومرزائی به صورت سری (مربوط به طول فاسیکول)بیشتری نسبت به افزایش پاراللی سارکومر (زاویه پنايشن )می شود .
نشان داده شده است که افزایش مقاومت به صورت ترکیب( overload) و((کشش ))برای افزایش سارکومرزائی به صورت موازی و سری موثر است(29).
هایپرتروفی در پاسخ به انواع تمرینات (درون گرا ،ایزومتریک ،برون گرا )
افزایش حجم عضله در انواع تمرینات انقباض متفاوت موضوعی است که همیشه مورد سوال بوده ومطالعات زیادی در این باره انجام شده است تا موثربودن یک روش را دربرابر روش های دیگر ثابت نمایند [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39]. برای مثال در مطالعه (35)گزارش کرده اند که مدل تمرینی طویل شونده منجر به افزایش بیشتری در قدرت نسبت به مدل تمرینی کوتاه شونده می شود . درمقابل Ruther Firds گزارش کرده اند که مدت تمرینی طویل شونده (LMT)·منجر به کسب قدرت و اندازه عضلانی کمتر نسبت به مدل ایزومتریک(38) [40] [41] و مدل تمرینی کوتاه شونده (SMT)·می شود . همچنین مطالعات دیگر نشان داده است که ترکیب روش طویل شونده وکوتاه شونده نسبت به استفاده از تمرین SMT (به تنهایی)منجر به افزایش قدرت بیشتری می شود[42] .
نیروی درگير شده در طويل گرا 145% تا 160 % در مقابل اعمال بار مدل تمريني كوتاه شونده است (35و38) در مقابل مطالعه [43]دريافتند كه تمرين كوتاه شونده منجر به هايپرتروفي بيشتر و افزايش قدرت ايزومتريكي بيشتري مي شود .
اما در مطالعه[44] كه با استفاده از مدل موش( با انقباض تحريك الكتريكي 10جلسه در20 روز كامل شد و در هر يك از جلسه تمريني ،مدت تحريك در هر 3 روش مساوي بود) گرچه دراين پروتكل مدت چرخه انجام به صورت مشابه وارد شد ولي گشتاوركلي هرنوع انقباض با توجه به نوع انقباض متغير بود به طوري كه طويل شونده< ايزومتريك < كوتاه شونده بود .
يافته نشان داد كه پاسخ هايپرتروفي با تغييرات گشتاور كلي همراه نيست به طوري پاسخ هايپرتروفي در3نوع تمرين يكسان بودRNAوDNA افزايش مشابهي مانند هايپرتروفي داشت. در تمرين ايزومتريك و كوتاه شونده سطح MRNA و IGF1 افزايش يافت در حالي كه درنوع طويل شونده اين گونه نبود .
انتگرال گشتاوري• در تمرين طويل شونده 9/1 و 3 برابر نسبت به *IMT و SMT بود بنابراين بين توده عضلاني تغيير يافته حاصل تمرين و و مقادير ميانگين گشتاور انتگرالي براي همه عضلات تمرين كرده همبستگي وجود ندارد . اين يافته در راستاي مطالعات گذشته است كه بيان مي كند كه توليد كار اندازه گيري شده در خلال تمرين مقاومتي با پاسخ سازگاري ديده شده
در عضلات اسكلتي تناسب مستقيم ندارد(44) .
البته علت استفاده از تحريك الكتريكي در اين مطالعه به خاطر اين است كه تمرينات مقاومت ارادي فاكتور هاي همچون پتانسيل يادگيري حركتي و سازگاري عصبي را در بر مي گيرد در حالتي كه تمرينات الكتريكي (غير ارادي ) اين اشكال ها وارد نمي شود(44) .
ساركوپينا· :
اين عارضه از دست دادن توده عضلاني مرتبط با با سن است كه در آن افزايش سن مهمترين عامل كاهش قدرت محسوب مي شود [45] [46] . كه با تغييراتي در ساختمان عضلاني اسكلتي همراه خواهد بود . و برخي از ميوفيبريل از دست خواهند رفت[47] [48] .
تحقيقات مقطعي نشان داده اند كه ساركوپينا منجر به كاهش ميوفيبريل و تارهاي نوع II مي شود كه بالاخص در تار II a مشهودتر است[49] [50] .
در تحقيق توسط [51]well نشان داد كه سنتز ميوفيبريل در افراد پير كمتر بود .
[52] kadi نير دريافت كه تعداد سلول هاي اقماري در تارچه افراد پير كمتر بود با اين وجود به دنبال تمرين عضلاني فسفوريلاسيون ريبوزوم كيناز S6K1 افزايش پيدا نمود[53] و توده ي عضلاني و قدرت در پاسخ به تمرينات مقاومتي در افراد پير افزايش پيدا كرد حتي برخي مطالعات افزايش تارهاي نوع II (تند انقباض) را بيش تر مشاهده كردند . همچنين morris [54] اعلان نمود كه reload باعث تحريك فسفوريلاسيون در افراد پير مي شود ولي در اين افراد فعاليت P70S6 كمتر بود و درنتيجه پاسخ آنابوليكي در اين افراد كند و آهسته بود.
تفاوت هاي مربوط به هايپرتروفي در افراد پير و جوان :
طبق يافته هاي مطالعه [55] :
مقدار كلي گيرنده IGF1 تقريباً 2 برابر مقدار آن در موش هاي پير بود .
IRS1 (سوبستراي گيرنده ، انسولين) در موش هاي پير 70% كمتر بود و فسفوريلاسيون تيروزين اين گيرنده به طور معناداري در افراد پير كمتر بود .
مقدار كلي پروئتين AKT (واسطه اصلي در ميكانيسم هايپرتروفي ) در موش هاي جوان 67% بيش تر بود در حالي كه فسفوريلاسيون اين پروتئين در موش هاي جوان 2 برابر بود .
پروتئين STAT3 (منع پيام رساني ) در موش هاي پير 56% بيش تر از موش هاي جوان گزارش شد حتي فسفوريلاسيون اين پروتئين در موش هاي پير 5 برابر بيش تر بود .
حجم نسبي به دست آمده از توده عضلاني در موش هاي پير كمتر از موش هاي جوان بود (46%) .
و محتواي كلي پروتئين نيز 21% كمتر بود. همچنين غلظت پروتئين ميوفيبريل در موش هاي پير در سطح پائين تري قرار داشت .
نسبت پروتئين تارچه به كل پروتئين در پيرها به شكل معنا دار كمتر بود هم چنين غلظت زنجيره ميوزين سنگين در پيرها كاهش معنادار داشت .
RNA در پير ها تقريباً زياد بود ولي نسبت پروتئين به RNA، كمتر بود .
سطح MRNA هرمون IGF1، مايوژنين و SOCS3 (بازدارنده سيگنالينگ سايتوكائين ) در موشهاي پير بيشتر بود . هم چنين نيروي توليدي در موش هاي پير 36% پايين تر بود (55).
تغييرات حاصل در اجراي مكانيسم هايپرتروفي در قبال تمرين (در موش پير و جوان ) :
غلظت RNA بعد از 24 ساعت از تمرين در موش هاي جوان معنادار بود در حالي كه در موش هاي پير تا 48 ساعت معنادار نبود .
MRNA عضله : در موش هاي جوان بعد از 24 ساعت تمرين افزايش يافت نه در موش هاي پير .
MGF MRNA : در موش هاي پير و جوان يكسان بود .
MRNA چرخه1 D: در موش هاي جوان بعد از 24 ساعت تمرين افزايش داشت ولي نه در موشهاي پير .
MRNA مايوژنين تنها در موش هاي جوان بعد از 24 ساعت از تمرين معنادار بود .
MRNA مايواستاتين : تنها در موش هاي جوان بعد از 24 ساعت كاهش نشان داد .
MRNA Socs2 نيز تنها در موش هاي جوان كاهش نشان داد .
پروتئين IRS1(سوبستراي گيرنده انسولين) 48 ساعت بعد از تمرين تنها در موش هاي جوان كاهش را نشان داد .
فسفوريلاسيون IR/IGF1 تنها در موش هاي جوان و 24 ساعت بعد تمرين افزايش نشان داد .
فسفوريلاسيون ACT در 24 ساعت بعد از تمرين تنها در موش هاي جوان افزايش نشان داد . با اين وجود فسفوريلاسيون STAT1 در هر دو گروه جوان و پير يكسان بود(55).
سنتزپروتئين در مسير([G](Pl3-k-motor:
با توجه به مطالعه ئ[56] تمرين و ديگر تحريك ها مانند انسولين و اسيد آمينه چندين مسير سيگنالينگ را در عضلات اسكلتي براي سنتز پروتئين را فعال مي كنند ولي از مسير هاي مهمPl3-k-motor است .
در ابتدا بهتر است به اين كه هر تحريك براي رسيدن به هدف انتهاي مانند افزايش سنتز پروتئين و ... بايد در مسير آبشارهائي از پروتئين كيناز عبور نمايد اين مسير سيگنالينگ بندرت خطي است و اغلب شاخه هاي زيادي داشته و جايگاه هاي زيادي مي توانند اين آبشار را فعال كنند .
در اين مسير و ديگر مسيرهاي سيگنالينگ تغيير در بيان ژن، از طريق الگوي ترجمه، رشد سلول را فراهم مي آورد .
باتوجه به شكل شروع اين مسير با كيناز ليپيديPl3-k ايجاد مي شود به طوري كه اين كيناز مي تواند PI3,4,5 دي فسفات را به تري فسفات تبديل نمايد[57] .كه اين كيناز نيز مي تواند ازطريق مسير PDK ، كيناز مهم ديگري يعني AKT/[H]PKB را فعال نمايد در مرحله بعد AKT/PKB به چند شاخه تقسيم مي شود[58] [59][60] .
1-شاخه فعال سازي mTOR
2- مهار GSK3[I]
3- مهار TSG[J]
هر يك از شاخه ها مسير متفاوتي را طي مي كند . TSC2 به طور طبيعي مي تواند مسير mTOR را فرونشاند ولي AKT با مهار اين كيناز ،منجر به افزايش فعاليت mTOR مي شود(60). البته TSC2 از طريق مسير Rheb[K] نيز مي تواند mTOR را فعال نمايد چون Rheb در يك مكانيسم نا مشخص مي تواند mTOR را فعال نمايد[61] [62] كه AKT با مهارTSC ، كيناز Rheb را افزايش مي دهد. البته Rheb در فعال شدن P70k [L]نيز موثر است .
در شاخه بعد مهار Gsk3 است كه سبب افزايش كيناز elf2B مي شود[63]. چون Gsk3 و elf2B را غير فعال مي كند پس AKT به طور غير مستقيم elf2b را فعال مي نمايد و
elf2b مي تواند به زير واحد s40 ريبوزومي اتصال يابد و به همراه GTP ورود TRNA متيونيل را به جايگاه فرود TRNAدر ريبوزوم را فراهم نمايد و به اين ترتيب سنتز پروتئين شروع مي شود[64] .
مسير آخر AKt همان مسير mTOR است كه با فعال شدن mTOR و تركيب mTOR با 2 پروتئين raptor و GBL دو پروتئين كيناز مهم فسفر يله مي شود يعني P70s6k ·
58)[65] [66]* 4E-BP1 )
4E-BP1 مي تواند به كلاهك MRNA اتصال يابد[67] و در يك مسيري مي تواند كمپلكس EIF4F را فعال نمايد كه اين كمپلكس اتصال ريبوزوم به MRNA را ميانجي گري مي كند . هم چنين اين كمپلكس مي تواند چرخه D1 را آنكود ·(رمزگرداني ) كند كه چرخه D 1 • خود موجبات رشد سلول را فراهم مي كند اين مرحله از سنتز پروتئين مسير سريع mTOR محسوب مي شود .
S6k1* مي تواند پروتئين ريبوزوم s6 را فسفوريلات مي كند كه ترجمه MRNA را تقويت مي كند پروتئين هاي رمزگرداني شده از اين طريق اين مسير پروتئين ريبوزوم، فاكتورهاي طويل سازي ترجمه، و پروتئين اتصال دهنده ها اسيد آمينه است بنابراين فعال شدن S6k1 منجر به افزايش در سنتز زير مجموعه* پروتئين مي شود .
در مسير ديگري mTOR مي تواند رونويسي DNA مربوط به سنتز ريبوزوم را افزايش دهد در مجموع افزايش ترجمه پروتئين ريبوزوم را رمزگرداني مي كند و به اين ترتيب بيوژنر ريبوروم را افزايش مي دهد اين مسير يكي از مكانيسم هاي طولاني مدت در سنتز پروتئين محسوب مي شود . پس مي توان نتيجه گرفت mTOR از طريق S6k1 و EIF4E رشد سلول و اندازه سلول را افزايش مي دهد[68] .
تحريك شدن مسير Pl3-k و mTOR از طريق انسولين :
اتصال هرمون به گيرنده پروتئين كيناز تيروزئين داخل سلولي را فراهم مي كند كه باعث فسفوريله شدن سوبسترا مخصوص گشته[69] كه اين سوبسترا مي تواند به Pl3-k اتصال يابد و به اين ترتيب آبشاري از كيناز ها در مسير mTOR را فراهم نمايد و در انتهاي سنتز پروتئين را افزايش دهد .
براي افزايش سنتز پروتئين يك مقدار مجاز انسولين مورد نياز است .
در حيواناتي كه ديابت شديد داشتند و تمرينات مقاومتي انجام دادند فعاليت پروتئين EIF2B تغيير نكرد و سنتز پروتئين افت نمود [70] [71] [72] .
در آزمودني هاي انساني نيز تزريق موضعي انسولين سنتز پروتئين را در استراحت تحريك كرد البته افزايش انسولين بيش از حد باعث افت سنتز پروتئين شد[73] . در مجموع بايد گفته شود كه براي انسولين اندوكريني(موقعي كه با تمرين جفت شود ) آستانه اي وجود دارد كه وقتي انسولين كمتر يا بيشتر از اين آستانه باشد سنتز پروتئين افت پيدا مي كند .
فعال شدن مسير mTOR –Pl3-k ار طريق آمينواسيد :
MTOR براي فعال شدن احتياج به اسيد آمينه دارد تا بتواند s6k1 و SE-BP1 را فسفوريله كند . اسيد آمينه نمي تواند (مانند انسولين)Pl3-k يا PKB را فعال نمايد [74][75]. تحقيقات اخير بيانگر اين مطلب هستند كه اسيد آمينه احتمالاً به صورت غير مستقيم با سيگنالينگTsc و GBL-raptor و يا Rheb مي تواند mTOR را تنظيم كند .
از طرف ديگر اسيد آمينه ارتباط mTOR و Raptor *را افزايش مي دهد كه به بدين صورت فسفوريلاسيون 4E-BP1 و S6k1 را تقويت مي كند[76] .
(بيولو )* افزايش مشخصي در ديلايوري• اسيد آمينه در 3 ساعت بعد تمرين مقاومتي ثابت كرده است . خروج اسيد آمينه از سرخرگ به عضلات بيش تر مربوط به اسيد آمينه هاي ليزين، لوكين و آلانين است. طبق مطالعاتي، بيش ترين سنتز پروتئين در هنگام سينرژي بين اسد آمينه قابل دسترس، جريان خون و تحريك تمرين مقاومتي حاصل مي شود[77] .
مكمل اسيد آمينه و گلوكز هم قبل از تمرين و هم در فواصل متنوع بعد از تمرين مي تواند سنتزپروتئين را افزايش دهد[78] [79] . با اين حال بيش ترين سنتز پروتئين هنگامي است كه تغذيه پروتئيني بلافاصله بعد از تمرين باشد . در حقيقت هنگامي كه تعادل خالص انرژي مثبت باشد سنتز پروتئين افزايش خواهد يافت[80] .
فعال شدن مسير mTOR از طريق تمرين هاي قدرتي :
در قياس با تحريك انسولين اين محرك نمي تواند فعاليت mTOR را در ميكانيسم مشابهً افزايش دهد[81] [82]. هيچ مطالعه اي تغييرات PI3-k را در فاز اوليه ريكاوري تمرينات قدرتي گزارش نكرده اند و بدنبال انقباض عضلاني يا شرايط تحميل بارPl3-k و PDF در سراشيبي* واكنش قرار نگرفته اند .
در مطالعه اي نشان داده شد كه افزايش مزمن بار در عضله پلانتاريس (بوسيله حذف· سينرژي سولئوس و گاستروكمينوس ) منجر به افزايش فسفوريلاسيون AKT/PKB و پروتئين سازي از مسير mTOR مي شود [83].
در مطالعه هاي ديگري در تاثير اين مطالعه نشان داد كه فسفوريلاسيون 4E-BP1 و S6k1 در پاسخ به اعمال بار عضلاني تقويت مي شود[84] [85] [86][87] .
References
* myostatin
[A] -myotome
[B] -embryogenesis
* satellite
[C] knockout
* drive
[D] -electromyographic
[E] -vastus lateralis
·MVC: maximal voluntary contraction
· CSA:cross-section area
· MRI:magnetic resonance imaging
* fly wheel
* rotating flywheel
· inertia-based
* Rectos femoris
• proximal
· distal
* fascicle length
* pennation angle
* series
[F] -parallel
·LMT:lengthening –mode training
· SMT:shorting –mode training
• torque integral
* IMT:isometric –mode training
· sarcopenia
[G] -The phosphatidylinositol 3-kinase–mammalian target
of rapamycin signalling pathway
[H] -protein kinase B;
[I]-GSK3: glycogen synthase kinase
[J]- TSC, tuberous sclerosis complex;
[K] -Rheb, ras homologue enriched in brain;
[L]- ribosomal protein S6 protein kinase;
·-p70S6k, 70 kDa ribosomal protein S6 protein kinase;
* 4E-BP1, eIF4E-binding protein 1
· encoding
• cyclin D1
* S6K1, ribosomal protein S6 protein kinase;
* sub set
* raptor, regulatory associated protein of target of rapamycin;
* Biolo et al
• delivery
* downstream
· ablation
[1])wozney (1996)
[2] ),b.l.hogan.genes dev1998
[4] (Carlson ,Booth , Gordon 1999
[5] J.J. Zachwieja, S.R. Smith, I. Sinha-Hikim, N. Gonzalez-Cadavid,
S. Bhasin, Plasma myostatin-immunoreactive protein is increased
after prolonged bed rest with low-dose T3 administration, J.
Gravit. Physiol. 6 (1999) 11–15.
[6] ) ] K.A. Reardon, J. Davis, R.M. Kapsa, P. Choong, E. Byrne,
Myostatin, insulin-like growth factor-1, and leukemia inhibitory
factor mRNAs are upregulated in chronic human disuse muscle
atrophy, Muscle Nerve 24 (2001) 893–899
[7] (] M. Thomas, B. Langley, C. Berry, M. Sharma, S. Kirk, J. Bass, R.
Kambadur, Myostatin, a negative regulator of muscle growth,
functions by inhibiting myoblast proliferation, J. Biol. Chem. 275
(2000) 40235–40243
[8]) W.E. Taylor, S. Bhasin, J. Artaza, F. Byhower, M. Azam, D.H.
Willard Jr., F.C. Kull Jr., N. Gonzalez-Cadavid, Myostatin inhibits
cell proliferation and protein synthesis in C2C12muscle cells,Am. J.
Physiol. Endocrinol. Metab. 280 (2001) E221–E228
[9] (mcpherron et al 1997
[10] (lin et al 2002
[11] (mcpherron et al 2002
[12] (R. Rios, I. Carneiro, V.M. Arce, J. Devesa, Myostatin is an
inhibitor of myogenic differentiation, Am. J. Physiol. Cell Physiol.
282 (2002) C993–C999.
[13] )Narici et al 1989
[14] ) Rutherford et al 1986
[15] )Highie Et Al 1996
[16] (Moritani Et Al 1979
[17] (Hakkinen et al 1996
[19] (Narici et al 1989
[20] (synnes et al 2006
[21] (AKima et al 1999
[22]) Hakkinen K, Newton RU, Gordon SE, McCormick M, Volek JS,Nindl BC, Gotshalk LA, Campbell WW, Evans WJ, Hakkinen A,Humphries BJ, Kraemer WJ. Changes in muscle morphology, electromyographic activity, and force production characteristics during progressive strength training in young and older men. J Gerontol A Biol Sci Med
Sci 53: B415–B423, 1998.
[23] (Hubal MJ, Gordish-Dressman H, Thompson PD, Price TB, Hoffman
EP, Angelopoulos TJ, Gordon PM, Moyna NM, Pescatello LS, Visich
PS, Zoeller RF, Seip RL, Clarkson PM. Variability in muscle size and
strength gain after unilateral resistance training. Med Sci Sports Exerc 37:
964–972, 2005.
[24]) Young A, Stokes M, Round JM, Edwards RH. The effect of highresistance
training on the strength and cross-sectional area of the human
quadriceps. Eur J Clin Invest 13: 411–417, 1983.
[25] (. Hather BM, Tesch PA, Buchanan P, Dudley GA. Influence of eccentric
actions on skeletal muscle adaptations to resistance training. Acta Physiol
Scand 143: 177–185, 1991.
[26] (Bickel et al 2005
[27] (Staron RS, Karapondo DL, Kraemer WJ, Fry AC, Gordon SE, Falkel
JE, Hagerman FC, Hikida RS. Skeletal muscle adaptations during early
phase of heavy-resistance training in men and women. J Appl Physiol 76:
1247–1255, 1994.
[28] (Moore DR, Phillips SM, Babraj JA, Smith K, Rennie MJ. Myofibrillar
and collagen protein synthesis in human skeletal muscle in young men
after maximal shortening and lengthening contractions. Am J Physiol
Endocrinol Metab 288: E1153–E1159, 2005.
[29] (Goldspink et al 1999
[30] (. Tesch PA, Ekberg A, Lindquist DM, Trieschmann JT. Muscle hypertrophy
following 5-wk resistance training using a non-gravity-dependent
exercise system. Acta Physiol Scand 180: 89–98, 2004.
[31] )Narici et al 1996
[32] (. Housh DJ, Housh TJ, Johnson GO, Chu WK. Hypertrophic response to
unilateral concentric isokinetic resistance training. J Appl Physiol 73:
65–70, 1992.
[33] (Hortobagyi et al 1996
[34] (Hather et al 1991
[35] (. Komi PV and Buskirk ER. Effect of eccentric and concentric muscle
conditioning on tension and electrical activity in human muscle. Ergonomics
15: 417–434, 1972.
[36] (Mayhew TP, Rothstein JM, Finucane SD, and Lamb RL. Muscular
adaptation to concentric and eccentric exercise at equal power levels. Med
Sci Sports Exerc 27: 868–873, 1995.
[37] (. Morissey MC, Harman EA, and Johnson MJ. Resistance training modes:
specificity and effectiveness. Med Sci Sports Exerc 27: 648–660, 1995.
25. Peterson RT and Schreiber SL. Translation control: connecting mitogens
and the ribosome. Curr Biol 8: R248–R250, 1998.
[38] (Jones et al 1987
[39] (Dudley et al 1991
[40] (Smith 1995
[41] (Schott J, McCully K, and Rutherford OM. The role of metabolites in
strength training. II. Short versus long isometric contractions. Eur J Appl
Physiol 71: 337–341, 1995.
[42] (Colliander et al 1990
[43] 0Mayhew et al 1995
[44] ) GREgory ( 2003
[45] ) Frontera WR, Suh D, Krivickas LS, Hughes VA, Goldstein R, and
Roubenoff R. Skeletal muscle fiber quality in older men and women. Am J
Physiol Cell Physiol 279: C611–C618, 2000.
[46] (Rantanen T. Muscle strength, disability and mortality. Scand J Med Sci
Sports 13: 3–8, 2003.
[47] (Welle S. Cellular and molecular basis of age-related sarcopenia. Can
J Appl Physiol 27: 19–41, 2002
[48] (Narici MV, Maganaris CN, Reeves ND, and Capodaglio P. Effect of
aging on human muscle architecture. J Appl Physiol 95: 2229–2234, 2003.
[49] (. Lexell J and Downham D. What is the effect of ageing on type 2 muscle
fibres? J Neurol Sci 107: 250–251, 1992
[50] (Moulias R, Meaume S, and Raynaud-Simon A. Sarcopenia, hypermetabolism,
and aging. Z Gerontol Geriatr 32: 425–432, 1999.
[51] )Welle et al 1993 ,1995
[52] )Kadi et al 2004
[53] (Porter et al 2001
[54] )Morris et al 2004
[55] (Fadia , Haddad ,Gregory , Adams 2005
[56] (Douglas , Bolster , Leonard , jefferson
, scot , Kimball 2004
[57] (Cantly et al 2002
[58]) Nave et al 1999
[59] (coffer et al 1998
[60] (Manning , Cantley 2003,
[61] ( Zhang et al 2003
[62])Garami et al 2003
[63] (Welsh et al 1998
[64] (Hershey , Merrick 2000
[65] )Kim et al 2003
[66] )Gingras et al 2001
[67] ( Hershey , Merick 2000
[68] (Finger et al 2002
[69] (Alessi , Downes 1998
[70] (Fedele et al 2000
[71] (Kostyak et al 2001
[72] (Farrell et al 1999
[73] (Biolo et al 1999
[74] (Patti et al 1998
[75] (Hara et al 1998
[76] (Kim et al 2003
[77] (Biolo et al 1997
[78] (Rasmussen et al 2000
[79] (Tipton et al 2001
[80] (biolo et al 1995
[81] (Patti et al 1998
[82])Seehara et al 1998
[83] (Reyonld et al 2002
[84] ( Bodine et al 2001
[85] (Nader , esser 2001
[86] (Rommel et al 2001
[87] (Baar , Esser 1999
