Инсулиноподобный фактор роста и физическая нагрузка Содержание

 [убрать] 

• 1 Двигательная активность, физическая тренировка и система СТГ—ИФР-1

• 2 Система СТГ—ИФР-1

• 3 Эффект одного занятия физическими упражнениями

  • 3.1 СОМАТОТРОПНЫЙ ГОРМОН

  • 3.2 ИНСУЛИНОПОДОБНЫЕ ФАКТОРЫ РОСТА

  • 3.3 БЕЛКИ, СВЯЗЫВАЮЩИЕ ИНСУЛИНОПОДОБНЫЙ ФАКТОР РОСТА

• 4 Влияние физической тренировки на систему СТГ-ИФР-1

• 5 Возможности практического применения оценки уровня ИФР-I в тренировочном процессе

• 6 Литература

Двигательная активность, физическая тренировка и система стг—ифр-1

Двигательная активность играет важную роль в анаболизме тканей, росте и развитии организма человека, но до сих пор мало известно о механизмах, которые связывают характер двигательной активиости с тканевым анаболизмом. Даже относительно умеренная двигательная активность, связанная с выполнением повседневных бытовых задач, может порождать значительные анаболические стимулы (Leblanc et al., 1990), следовательно, анаболические эффекты двигательной активности не ограничиваются лицами, которые занимаются профессиональным спортом и все свои усилия посвящают развитию мышечной силы и выносливости. Однако участие юных спортсменов в интенсивных тренировочных программах, особенно если они не сопровождаются адекватным потреблением энергии с пищей, подвергает их здоровье риску и опасностям, а также может приводить к нарушениям процессов роста и развития (Thcintz et al., 1993).

Анаболические эффекты двигательной активности зависят от возраста и половой зрелости. Примечательно, что естественный уровень двигательной активности, расход энергии и мышечная сила характеризуются максимальными темпами прироста в детском возрасте и в период полового созревания. Сочетание быстрого роста и развития, высокий уровень двигательной активности и обусловленное процессами полового созревания повышение уровня анаболических гормонов (соматотропного гормона (СТГ), инсулиноподобного фактора роста I (ИФР-1) и половых стероидов) предполагает возможность существования комплексных механизмов, связывающих двигательную активность с разнообразными анаболическими реакциями. В этой главе рассмотрены эффекты двигательной активности и физической тренировки на систему СТГ-ИФР-I, а также отличия между системным и локальным (на уровне мышечной ткани) ответом па физическую нагрузку. И наконец, благодаря тому, что в последние годы был достигнут значительный прогресс в изучении влияния физических упражнений на систему СТГ-ИФР-1, ее изменения, обусловленные двигательной активностью и физическими тренировками, могут помочь профессиональным спортсменам и их тренерам в оценке эффективности тренировочной нагрузки.

Система стг—ифр-1

Система СТГ-ИФР-I включает гормоны, ростовые факторы, связывающие белки и рецепторы, которые регулируют многие жизненно важные процессы, включая рост и развитие, метаболические и репаративные процессы, а также старение. Для понимания устройства этой системы необходимо рассмотреть каждый ее компонент в отдельности и взаимодействие между ними в нормальных физиологических и патологических условиях. Система СТГ-ИФР-I берет свое начало в центральной нервной системе (ЦНС), где ряд нейротрансмиттеров (катехоламины, серотонин, холинергические агенты и др.) стимулируют в гипоталамусе синтез соматолиберина и соматостатина. Соматолиберин активирует в передней доле гипофиза процессы синтеза и секреции соматотропного гормона (СТГ), а соматостатин непосредственно ингибирует секрецию СТГ.

СТГ является основным секреторным продуктом системы. Одним из наиболее важных последствий действия СТГ является активация синтеза ИФР-1 в печени. Вместе с тем СТГ обладает и другими эффектами на метаболизм, состав тела и дифференцировку тканей, которые не зависят от ИФР-1. СТГ в рамках регуляторной цепи обратной связи оказывает прямое воздействие на два гипоталамических гормона, контролирующих его секрецию. Влияние СТГ на тканевые процессы опосредовано взаимодействием СТГ и рецептора СТГ. Рецептор СТГ содержит в своем составе внутри- и внеклеточный трансмембранпый компоненты. Внеклеточный компонент идентичен по своему строению СТГ-связывающему белку (GHBP) (Leung et al., 1987). Таким образом, уникальной особенностью этой системы является то, что количество рецепторов СТГ и их активность могут быть определены простым измерением уровня GHBP в крови.

Ипсулиноподобный фактор роста I относится к инсулиноподобпым белкам; он может выступать в роли гормона и такие его эффекты являются СТГ-зависимыми. Однако большинство эффектов ИФР-1 является преимущественно результатом паракринной или аутокринной секреции и регуляции, которые лишь частично зависят от СТГ. ИФР-1 стимулирует секрецию соматостатина и подавляет выделение СТГ с помощью механизма негативной обратной связи (Berelowitz et al., 1981), но не ясно, какой именно ИФР-1 обеспечивает функционирование этого регуляторного механизма — тот, который находится в системе кровообращения, или тот, секреция которого происходит локально в головном мозге.

Основная масса ИФР-1 в системе кровообращения находится в связанном состоянии в виде комплекса с различными связывающими белками (ICFBP). Наибольшее значение для организма человека в зрелом возрасте имеет IGFBP-3, образование которого происходит главным образом в печени и является СТГ-зависимым. При связывании с ИФР-1 он взаимодействует с кислотно-лабильной субъединицей и формирует комплекс, в составе которого происходит транспорт большей части ИФР-1 в кровеносной системе. Некоторые IGFBP являются СТГ-зависимыми (например, IGFBP-3), а другие, в том числе IGFBP-1 и IGFBP-2 — инсулинзависимыми (их содержание возрастает при низком уровне инсулина). Взаимодействие ИФР-1 со связывающими белками осложняется еще тем, что часть из них стимулирует (как IGFBP-5), а часть подавляет (как IGFBP-4) анаболические эффекты ИФР-1 (Rajaram et а)., 1997).

Воздействие ИФР-1 на клетку является результатом его взаимодействия с двумя различными рецепторами. Рецептор типа I обладает тирозинкиназной активностью и опосредует большую часть эффектов ИФР-1. Этот рецептор обнаруживает сходство с инсулиновым рецептором и поэтому может связывать инсулин, который, как известно, также обладает анаболическими эффектами. Рецептор типа II идентичен рецептору маннозо-6-фосфата и способен также связываться с ИФР-П.

Некоторые гормоны в системе СТГ-ИФР-I (например, соматолиберин, соматостатин и соматотропный гормон) имеют волнообразный характер секреции. Показано, что такие пульсации концентрации СТГ в крови имеют особенно важное значение для ускоренного роста (Clark et al., 1985). В отличие от этих гормонов уровень ИФР-1 и IGFBP в течение суток остается достаточно стабильным.

Кроме большого значения для нормального прохождения процесса роста, СТГ и ИФР-1 оказывают заметное влияние на состав тела. Оба гормона стимулируют увеличение мышечной массы и плотности костной ткани, а также снижают количество жировых отложений.

Некоторые компоненты этой гормональной системы зависят от возраста человека. Максимальная концентрация соматолиберина, СТГ, GHBP, ИФР-1 и IGFBP-3 наблюдается в период пубертата (Mauras et al., 1987), затем, по мерс старения организма, их уровень в крови снижается (Corpas et al., 1993). Эти изменения в определенной степени модулируются половыми гормонами. Заметное влияние па систему СТГ-ИФР-I оказывает характер питания. Так, голодание и недоедание приводят к повышению уровня СТГ, однако уровень ИФР-1 при этом снижается (Marimme et al., 1992), возможно, вследствие уменьшения количества рецепторов СТГ. Рассмотрим двигательную активность — еще один внешний фактор, оказывающий регулирующее влияние на систему СТГ-ИФР-I и ее компоненты.