Genetica de control al puterii musculaturii scheletice. Influența dietei asupra musculaturii

Viabilitatea celulară depinde de capacitatea lor de a "extract„Nutrienți și alte substanțe necesare din mediul celulei. Celulele au fost sintetizate proteinele destinate acestui scop. Vorbind în termeni generali, există două categorii de gene implicate in acest proces:
(1) gene care exprimă proteine ​​care transporta substante nutritive prin membrana celulară;
(2) gene, care exprimă enzime implicate în metabolizarea nutrienților.

În ambele cazuri, genele sunt reglementate pentru a satisface nevoile oricărui organ sau sistem. Această formă de reglementare a genei în ansamblu similar celui în reglarea genelor în bacterii, adică, operonului triptofan. Celulele bacteriene schimba fenotipul lor de a produce anumite avantaje pentru sine, și nu pentru a satisface orice nevoi ale organismului în ansamblu.

Un exemplu de modul în care celulele pot varia în mod util sub influența mediului extern, este utilizarea glutamina de mușchii scheletici. disponibilitatea glutamina afectează procesele metabolice din mușchi. In plus, glutamina este cea mai importantă sursă de azot aminic la celulele musculare. Glutamina joacă, de asemenea, un rol important în reglarea celulelor care se divid rapid, cum ar fi limfocite si celulele epiteliale intestinale.

glutamină și glutamat transportat în celulă prin intermediul vectorilor de sodiu. În scopuri experimentale în mușchiul scheletic de șobolan poate fi luată ca o cultură de celule primare. Aceste celule prezintă de expresie a transportului intern ca glutamină și glutamat crescut, ele sunt lipsite de glutamină exogene pentru a asigura, la același în același timp, crește activitatea glutaminsistetaza.

Această enzimă catalizează adiția grupare amino glutamat la porțiunea carboxil a moleculei, rezultatul este o glutamină. Astfel, doi nutrienți, glutamină și glutamat diferite pot satisface pe deplin cererea de celule musculare în glutamină. Acest lucru se realizează prin prevederea a două căi independente, fiecare dintre acestea fiind sub control genetic.

descris mecanism Ea arată modul în care diferitele Nutrienții transversale pot stimula exprimarea proteinelor nelegate: îndepărtarea glutaminei sau glutamat din mediul celular conduce la transportul crescut de ambii aminoacizi. Nu numai glutamină și deficit de glutamat crește exprimarea propriilor proteine ​​lor de transport, dar pierderea rezultatelor o substanță în expresie crescută a unui alt operator.

studiul cineticii transport Acesta a arătat că deficiența de glutamină (sau glutamat) a sporit viteza maximă la care aminoacidul este transportat în celulă (Vmax), și nu a schimbat afinitatea transportorului de aminoacizi corespunzătoare. Acest lucru a sugerat că deficiența rezultată aminoacizi conduce la creșterea producției unui număr de vectori adecvați. Timpul necesar pentru dublarea Vmax, a fost de aproximativ 4 ore. Acest fapt, precum și faptul că inducerea ambilor vectori (cum ar fi glutamat și glutamină) a încetat atunci când glutamina a fost eliminată în prezența actinomicină D (care inhibă sinteza ADN-ului), indicând faptul că reglementarea lor se realizează prin inițierea transcripției.

Sistemele de transport glutamină și glutamat mult rămâne neclar, dar cercetările în acest domeniu sunt foarte promițătoare, deoarece Fiecare aminoacid are doar două purtător - dependent de sodiu și sodiu independent. Numai transportorul dependent de sodiu răspunde la dispariția oricărui nutrient. Regulamentul de glutamat și glutamină, în ciuda importanței sale, este doar o mică parte homeostaziei nutrientnogo in celulele in vivo, în mușchii scheletici, deoarece nevoile lor de energie sunt îndeplinite în principal, de glucoză și acizi grași liberi.

Este încă neclar în ce gradul de schimbare in dieta afectează capacitatea mușchilor scheletici de a regla consumul grăsimi. Cameron-Smith și colab. Am arătat că pe termen scurt dieta bogata in grasimi creste expresia genelor metabolismului lipidic și expresia genelor în țesutul muscular. Au fost examinate 14 de sportivi au fost împărțiți în grupuri.

Un grup a fost pe o dieta bogata in grasimi, iar celălalt - cu privire la dieta de energie bogate in carbohidrati. Dieta a fost aplicată timp de 5 zile, cu un interval de 2 saptamani si ulterior dietele de schimbare a eco. Astfel, sportivii au primit o anumita tulpina fizica. In prima zi, iar după încheierea fiecăreia dintre dietele din biopsii musculare examinate și testele de sânge prelevate au fost efectuate. Comparativ cu o dieta bogata in carbohidrati „grasimi“ dieta cauzeaza o expresie a genei mai semnificativă a translocase acid gras (transportor acid gras intenționat) și b-hydroxyacyl-CoA dehidrogenaza (enzima b-oxidare), precum și un număr mai mare de translocase acid gras.

Acest lucru implică expresia genelor în creștere, necesare pentru transportul acizilor grasi si metabolismul oxidativ in musculaturii scheletice. Cercetatorii au ajuns la concluzia unui acid gras cu material genetic musculaturii scheletice este important datorită contribuției acestui proces în capacitatea oxidativ musculare de a se adapta profilului la sursa dominantă a produselor alimentare. Cu toate acestea, o explicație mai precisă a acestor mecanisme.