Genetika kontrola skeletnih mišića moći. Utjecaj prehrane na mišić

Stanica održivost ovisi o njihovoj sposobnosti da "ekstrakt„Hranjivi sastojci i druge potrebne tvari iz okoline u stanicu. Stanice su sintetizirani proteini namijenjeni za tu svrhu. Govoreći općenito, postoje dvije kategorije gena koji su uključeni u ovaj proces:
(1) koje eksprimiraju gene proteine ​​transportiranjem hranjivih tvari kroz staničnu membranu;
(2) gena, koje eksprimiraju enzime koji sudjeluju u metabolizmu hranjivih tvari.

U oba slučaja, geni su regulirani zadovoljiti potrebe bilo kojeg organa ili sustava. Ovaj oblik regulaciji gena u cjelini sličan onom u regulaciji gena bakterija, tj triptofan operon. Bakterijske stanice mijenjaju fenotip proizvesti određene prednosti za sebe, a ne da se zadovolje sve potrebe organizma kao cjeline.

Primjer kako se stanice mogu uspješno varirati pod utjecajem vanjskog okruženja, je korištenje glutamina po skeletnim mišićima. Dostupnost glutamin utječe na metaboličke procese u mišićima. Osim toga, glutamin je najvažniji izvor amino dušika u mišićne stanice. Glutamin također igra značajnu ulogu u regulaciji brzo dijeljenjem stanica, kao što su limfociti i crijevnim epitelnim stanicama.

glutamina i glutamat transportira u stanicu putem natrijevih vektora. Za eksperimentalne svrhe u štakora skeletnim mišićima može se uzeti kao kulture primarnih stanica. Te stanice pokazuju povišene izraz unutarnjeg transporta kao glutamina i glutamat, oni su lišeni egzogenog glutamina kako bi se osiguralo, da se isti istodobno povećava aktivnost glutamin sintetaze.

Ovaj enzim katalizira dodatak amino skupina glutamat karboksilnom dio molekule, rezultat je glutamin. Dakle, dva različita hranjiva, glutamin i glutamat može u potpunosti zadovoljiti potražnju mišićnih stanica u glutamin. To se postiže davanjem dva neovisna načina, od kojih je svaka pod genetskom kontrolom.

opisan mehanizam To pokazuje kako različite poprečne Nutrijenti može potaknuti ekspresiju nepovezanih proteina: uklanjanje glutamina ili glutamata iz stanične okoline dovodi do povećanog transporta i aminokiselina. Ne samo glutamina i nedostatak glutamat povećava izražavanje vlastitih transportnih proteina, ali gubitak rezultatima jedne tvari u povećanom ekspresijom drugog prijevoznika.

kinetika studija prijevoz Pokazalo se da je nedostatak glutamina (ili glutamata) pojačan maksimalnu brzinu kojom se transportira amino kiselina u stanicu (Vmax) i ne mijenjaju afinitet odgovarajućeg transportera aminokiselina. To navodi na zaključak da je nastala nedostatak aminokiselina dovodi do povećane proizvodnje niza odgovarajućim vektorima. Vrijeme potrebno za udvostručenje Vmax, bio je oko 4 sata. Ta činjenica i činjenica da indukcija oba vektora (kao što je glutamata i glutamina) prestalo kada je izbrisan glutamina u prisutnosti aktinomicina D (koji inhibira sintezu DNA), što znači da je njihova regulacija provodi pomoću inicijaciju transkripcije.

Transportni sustavi glutamina i glutamat koliko ostaje nejasno, ali istraživanja na ovom području su vrlo obećavajući, jer Svaka amino kiselina ima samo dva nosača - natrij-ovisnog i natrij-neovisan. Samo je natrij-ovisni transporter odgovara za nestanak bilo hranjiva. Regulacija glutamata i glutamina unatoč svojoj važnosti, je samo mali dio nutrientnogo homeostaze u stanicama in vivo u skeletnim mišićima, jer su energetske potrebe sastali uglavnom glukoze i slobodnih masnih kiselina.

To je još uvijek nejasno da ono stupanj promjene u prehrani utjecati na sposobnost skeletnim mišićima regulirati potrošnju masti. Cameron-Smith et al. Pokazali smo da je kratkoročno prehrana bogata masnoćama povećava ekspresiju gena metabolizma lipida i ekspresiju gena u ljudskom mišića. Oni ispituju 14 sportaša su podijeljeni u skupine.

Jedna grupa je bila na visoke dijeta u masti, a drugi - na energetskoj prehrani visoke u ugljikohidrata. Dijeta je primijenjena u trajanju od 5 dana s 2-tjednim intervalom i naknadne cross-promjena prehrane. Tako sportaši dobila određeni tjelesni napor. Na prvi dan, a nakon završetka svake od dijeta ispitivanih mišića biopsija i krvni testovi uzetih je izvršena. U usporedbi s prehrane bogate ugljikohidrata „mast” dijeta izaziva značajniju ekspresije gena translokaze masne kiseline (namijenjen masne kiseline transportera) i b-hidroksiacil-CoA-dehidrogenazu (enzima b-oksidacija), kao i veći broj translokaze masnih kiselina.

To podrazumijeva povećava ekspresija gena, potrebne za transport masnih kiselina i oksidativnog metabolizma u skeletnim mišićima. Istraživači su zaključili masnih kiselina sa skeletnim mišićima genetski materijal je važna zbog doprinosa tog procesa u mišićima oksidativnog sposobnost da se prilagodi profil dominantnom izvoru hrane. Međutim, preciznije objašnjenje tih mehanizama.