Informasi

Pertumbuhan Otot Berkala pada Manusia

Pertumbuhan Otot Berkala pada Manusia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Jika manusia yang sehat berada pada keadaan otot tertentu dan kemudian mengalami atrofi otot semata-mata karena tidak digunakan/kurang berolahraga, apakah lebih mudah untuk mendapatkan kembali otot itu daripada jika manusia tidak pernah mencapai keadaan otot tertentu. Jika demikian, apakah ada nama untuk efek ini. Alasan saya bertanya-tanya adalah karena sepertinya massa otot pasti periodik di zaman kuno ketika makanan akan menjadi langka selama musim dingin, dan bahwa peningkatan kemampuan untuk mengembalikan otot mungkin telah berkembang secara evolusioner. Saya pikir ini paling cocok dalam biologi, beri tahu saya jika ini bukan masalahnya.


Memori otot khususnya pada efek hipertrofi. Ada juga memori otot untuk keterampilan yang memiliki beberapa faktor tetapi sebagian besar berbeda.

Ketika hipertrofi otot atau "menjadi lebih besar" inti ekstra direkrut untuk membuat lebih banyak sarkomer atau protein yang terlibat dalam aksi otot. Setelah inti ini telah direkrut dan pada dasarnya diaktifkan sekali, mereka jauh lebih mudah diaktifkan kembali.

Di atas adalah jawaban berdasarkan pengetahuan saya, tetapi Anda bisa menunggu Atl LED jika Anda membutuhkan referensi.


Tidak digunakan dan kurang olahraga sebenarnya adalah masalah yang sangat baru jika dipertimbangkan dalam skala evolusioner. Tekanan evolusioner yang lebih besar selama beberapa juta tahun terakhir tidak mati kelaparan, oleh karena itu tidak mempertahankan serat otot yang mahal kecuali jika benar-benar diperlukan.

Saya belum menemukan bukti otot sebelumnya yang mempengaruhi pertumbuhan, tetapi saya akan memeriksanya lebih lanjut (hanya beberapa pencarian cepat yang dipublikasikan), dan mengedit jawaban ini. Jika orang lain tahu lebih banyak, jangan ragu untuk menjawab.


Pertumbuhan Otot Berkala pada Manusia - Biologi

Meskipun ada beberapa sel dalam tubuh yang tidak mengalami pembelahan sel (seperti gamet, sel darah merah, sebagian besar neuron, dan beberapa sel otot), sebagian besar sel somatik membelah secara teratur. A sel somatik adalah istilah umum untuk sel tubuh, dan semua sel manusia, kecuali sel yang menghasilkan telur dan sperma (yang disebut sel germinal), adalah sel somatik. Sel somatik mengandung dua salinan dari masing-masing kromosom mereka (satu salinan diterima dari setiap orang tua).

A homolog pasangan kromosom adalah dua salinan dari kromosom tunggal yang ditemukan di setiap sel somatik. Manusia adalah diploid organisme, memiliki 23 pasang kromosom homolog di setiap sel somatik. Kondisi memiliki pasangan kromosom dikenal sebagai diploidi. Sel-sel dalam tubuh menggantikan diri mereka sendiri selama masa hidup seseorang. Misalnya, sel-sel yang melapisi saluran cerna harus sering diganti ketika terus-menerus “dihabiskan” oleh pergerakan makanan melalui usus. Tapi apa yang memicu sel untuk membelah, dan bagaimana mempersiapkan dan menyelesaikan pembelahan sel? NS siklus sel adalah urutan peristiwa dalam kehidupan sel dari saat ia dibuat pada akhir siklus pembelahan sel sebelumnya hingga kemudian membelah dirinya sendiri, menghasilkan dua sel baru.


Ilmu Otot

Mei�--Popeye mengoceh tentang "otot lotta" miliknya. Arnold Schwarzenegger tidak akan menjadi Arnold jika bukan karena otot dada yang menonjol. Namun, sementara kami mengagumi lengan bawah yang menonjol dan perut six-pack, otot masih menghadirkan banyak pertanyaan yang belum terpecahkan kepada ahli biologi, seperti detail spesifik tentang bagaimana mereka terbentuk dan mengapa mereka berhenti berkembang.

Di Johns Hopkins, tiga peneliti meneliti pertanyaan semacam itu, menggunakan tiga pendekatan yang sangat berbeda.

Podosom dari sel migrasi ungu (kanan) didorong ke dalam wilayah sel stasioner abu-abu.

Penggabungan Otot

Otot mungkin merupakan sel yang paling komunal. Tidak seperti kebanyakan jenis sel lainnya, sel otot rangka, yang dikenal sebagai mioblas, bergabung bersama selama perkembangan, menyatukan isi sitoplasma mereka dan membentuk satu sel raksasa (serat otot) yang mengandung banyak inti. "Fusi myoblast memungkinkan ratusan, atau bahkan ribuan, sel otot individu untuk mengkoordinasikan fungsinya sebagai satu unit," kata Elizabeth Chen, asisten profesor Biologi Molekuler dan Genetika. Unit besar berinti banyak ini kemudian dapat bertindak sebagai mesin kontraktil yang kuat.

Chen berfokus pada bagaimana dan mengapa molekuler dari proses luar biasa ini, menggunakan embrio lalat buah yang sedang berkembang sebagai sistem model.

Para peneliti telah mengetahui bahwa dua jenis sel terlibat dalam fusi myoblast pada lalat buah: sel stasioner, yang tetap pada posisi tetap selama penggabungan dua sel, dan sel migrasi, yang mendekati dan menempel pada sel stasioner. Tetapi mekanisme yang lebih rinci, kata Chen, adalah “kotak hitam.”

Chen, bagaimanapun, baru-baru ini menjelaskan bagian penting dari misteri menggunakan mikroskop cahaya dan elektron. Rekaman video berdurasi 20 menit dari proses tersebut menunjukkan struktur invasif yang menonjol dari membran sel yang bermigrasi saat sel mendekati sel stasioner. Studi mikroskop elektron lebih lanjut mengungkapkan tonjolan seperti jari—yang disebut Chen sebagai podosom—mendorong ke dalam wilayah sel stasioner. “Ini seperti tangan kecil yang terulur untuk mendorong membran sel lain,” kata Chen.

Adapun sel migrasi, tampaknya membentuk cincin, atau segel seperti paking, di sekitar setiap podosom. Kedua membran sel di daerah ini kemudian menyatu untuk membentuk satu.

Chen percaya bahwa sel otot manusia menggunakan mekanisme serupa untuk fusi sel, karena sebagian besar komponen molekuler yang ditemukan pada lalat juga ditemukan dalam sel manusia.

Meskipun karyanya berfokus pada biologi dasar, Chen mengatakan bahwa temuannya suatu hari nanti mungkin membantu dokter meningkatkan jenis terapi sel induk tertentu yang dirancang untuk merawat pasien dengan distrofi otot. Setelah mereka diperkenalkan ke pasien, sel induk otot perlu menyatu untuk membentuk serat otot. Memahami mekanisme normal dapat membantu dokter meningkatkan efisiensi fusi sel dalam perawatan sel induk.

"Tikus perkasa" (kanan) kekurangan gen myostatin yang memberi mereka otot dua kali lebih besar dari biasanya.

Menonaktifkan gen otot, mencari terapi

Pada tahun 1997, profesor Biologi Molekuler dan Genetika Se-Jin Lee menarik perhatian dunia ketika ia menghasilkan jenis khusus "tikus perkasa" dengan menonaktifkan gen yang disebut myostatin. Tikus laboratorium menunjukkan otot dua kali lebih besar dari biasanya. Meskipun temuan tersebut menarik minat banyak calon binaragawan, Lee mengatakan dia tidak tertarik pada estetika otot tetapi dalam memahami biologi dasar gen dan protein myostatin, dan belajar bagaimana memanfaatkan pengetahuan itu untuk memberi manfaat bagi pasien dengan distrofi otot, otot yang berkaitan dengan usia. kehilangan dan penyakit otot lainnya.

Jadi selama 14 tahun terakhir dia berfokus pada pemahaman bagaimana protein myostatin berinteraksi dengan protein lain dalam apa yang tampaknya menjadi jalur sinyal yang kompleks. Dan dia telah melakukan puluhan percobaan yang bertujuan untuk mengidentifikasi obat yang dapat menghambat myostatin.

Myostatin seperti polisi massal tubuh, kata Lin tugasnya adalah menjaga pertumbuhan otot tetap terkendali. Jadi, secara teori, menghambat myostatin atau protein lain dari jalur myostatin akan memungkinkan otot tumbuh lebih banyak dan mungkin mengkompensasi hilangnya otot pada penyakit seperti distrofi otot.

“Ada minat farmasi yang besar dalam mengejar strategi ini,” kata Lee. Setidaknya lima perusahaan telah melakukan atau sedang melakukan uji klinis inhibitor myostatin.

Salah satu yang paling menjanjikan, menurut Lee, adalah terapi berbasis protein yang dikembangkan oleh Acceleron Pharma. Obat yang diteliti didasarkan pada molekul yang dihasilkan oleh Lee, yang ia tunjukkan secara dramatis mendorong pertumbuhan otot pada tikus. Sekarang, Acceleron telah melakukan tes fase 1 produknya pada wanita pascamenopause dan menunjukkan bahwa obat yang diteliti meningkatkan massa otot tanpa lemak di seluruh tubuh. Perusahaan juga memulai uji coba fase 2 obat pada anak laki-laki dengan distrofi otot Duchenne, tetapi menghentikan uji coba sebelum waktunya karena beberapa pasien mengalami mimisan dan masalah pendarahan ringan lainnya. Perusahaan berencana untuk mengatasi masalah tersebut dan meluncurkan studi yang didesain ulang.

“Hasil fase 1 cukup menarik,” kata Lee. Namun, dia berhati-hati. Studi fase 1 dirancang untuk menguji keamanan obat pada sukarelawan sehat, bukan potensi terapeutiknya. Pada distrofi otot, serat otot rapuh dan lebih rentan terhadap kerusakan. Jadi membangun versi yang lebih besar dari serat tersebut mungkin atau mungkin tidak mengkompensasi kelemahan mereka.

Hanya studi fase 2, oleh Acceleron atau perusahaan lain, yang akan menunjukkan apakah penghambatan myostatin dapat meningkatkan fungsi otot pada pasien dengan distrofi otot Duchenne. Sampai saat itu, Lee tetap berharap bahwa penghambat myostatin dapat menawarkan beberapa nilai terapeutik, jika bukan sebagai pengobatan untuk distrofi otot. Myostatin adalah pusat regulasi pertumbuhan otot, katanya. “Sulit membayangkan bahwa penghambat myostatin tidak akan bekerja untuk beberapa penyakit.”

Petunjuk dari tupai

Dari November hingga April, Ronni Cohn menyimpan sesuatu yang tidak biasa di lemari es laboratoriumnya: tupai tanah yang sedang berhibernasi. Suhu dingin lemari es mendorong hewan untuk memasuki siklus alami hibernasi mereka.
Di musim semi, saat tupai bangun dari tidur musim dingin mereka, Cohn mempelajari biologi otot mereka.

Hewan-hewan itu membantu menjelaskan mekanisme molekuler yang mendasari atrofi otot, kata Cohn, asisten profesor pediatri, neurologi, dan Institut Kedokteran Genetik McKusick-Nathans. Otot menyusut dan melemah jika tidak berolahraga. Kehilangan otot juga terjadi pada penyakit tertentu, dan ini merupakan konsekuensi penuaan yang tak terhindarkan. Kehilangan otot terkait usia, atau sarcopenia, mempengaruhi 40 persen orang yang berusia 80 tahun atau lebih. Kelemahan seperti itu meningkatkan risiko jatuh dan menimbulkan masalah kesehatan masyarakat yang signifikan, yang biayanya mencapai $ 18,5 miliar pada tahun 2000, menurut satu analisis.

Tupai tanah, bagaimanapun, tampaknya menentang aturan yang mengatakan otot berkurang jika tidak digunakan. “Selama enam bulan, mereka tidak bergerak, makan atau minum,” kata Cohn. "Dan kemudian mereka bangun dan berjalan dan melompat-lompat seperti tidak pernah terjadi apa-apa."
Dalam pengukurannya terhadap berbagai gen dan protein terkait otot pada tupai yang keluar dari hibernasi, Cohn menemukan bahwa profil molekuler hewan serupa dengan yang terlihat pada atlet ketahanan, seperti pelari maraton, dan pada atlet yang olahraganya membutuhkan kekuatan, seperti sebagai atlet angkat besi. “Ini berubah menjadi sistem yang sangat baik dari banyak jalur,” katanya.

Lebih lanjut menerangi jalur tersebut dapat membantu para ilmuwan menemukan cara untuk meniru fitur mereka pada pasien yang mencari perawatan untuk kehilangan otot.

Penelitian semacam itu hanya akan menjadi lebih penting seiring bertambahnya usia populasi, tambah Cohn, dan semakin banyak dari kita yang melihat fisik kita yang dulu kencang berkurang. Popeyes dan Arnolds dunia tidak akan tetap menjadi penggemar selamanya. Mungkin obat suatu hari akan menawarkan mereka dan kita semua strategi baru untuk menjaga otot tetap sehat dan kuat bahkan seiring bertambahnya usia.


Bagaimana hormon pertumbuhan mempengaruhi pertumbuhan otot dan sintesis protein?

Meskipun hormon pertumbuhan (somatotropin, HGH) bukanlah hormon androgenik, ia memainkan peran penting dalam membangun dan menjaga massa otot, dan ini berlaku untuk tubuh pria.

Perhatikan bahwa setelah masa pubertas, kadar hormon pertumbuhan pada pria dan wanita hampir sama. Namun, karena adanya berbagai androgen dalam tubuh pria, GH menunjukkan sejumlah sifat yang menarik.

Pengaruh hormon pertumbuhan terhadap pertumbuhan massa otot bersifat multifaktoria.

Mari kita pertimbangkan faktor-faktor ini:

1. Sinergi somatotropin dan hormon pertumbuhan anabolik lainnya

Hormon pertumbuhan (somatotropin) dianggap sebagai antagonis insulin, tetapi karena sifatnya yang non-steroid, ia menunjukkan sifat anabolik dalam kondisi tertentu. Tindakan gabungan somatotropin dengan testosteron (serta dihidrotestosteron) secara signifikan mempercepat sintesis protein, yang memungkinkan pemulihan yang jauh lebih efektif setelah pelatihan teratur, bahkan latihan kekuatan intensitas tinggi.

Perlu dicatat bahwa hormon pertumbuhan berinteraksi dengan reseptor yang sama sekali berbeda dari testosteron dan sering masuk ke membran sel jauh lebih mudah daripada yang terakhir. Satu-satunya pesaing somatotropin di bidang ini adalah insulin, yang memiliki prioritas tertentu dalam metabolisme manusia, tetapi somatotropin juga dapat bersinergi dengannya.

Melalui interaksi dengan reseptor testosteron selain testosteron, reseptor hormon pertumbuhan secara bersamaan dapat mempengaruhi sel-sel otot, yang memungkinkan pertumbuhan massa otot yang lebih efektif. Juga harus diingat bahwa somatotropin membuat otot menjadi resisten terhadap insulin (resistensi insulin merupakan pelanggaran terhadap respons metabolik terhadap insulin endogen atau eksogen), secara positif.

Dalam keadaan ini (resistensi insulin), lemak digunakan untuk mengembalikan metabolisme energi dan karbohidrat memberi makan sistem saraf pusat. Oleh karena itu, orang dengan tingkat hormon pertumbuhan yang lebih tinggi jauh lebih rentan terhadap overtraining. Sistem saraf mereka selalu mendapat jumlah energi yang tepat.

Hormon pertumbuhan membatasi nutrisi sel sampai batas tertentu untuk jangka waktu tertentu, yang menciptakan efek stres ringan, yang tumpang tindih karena superkompensasi. Akibatnya, simplas (sel otot) mendapatkan lebih sedikit nutrisi.

2. Retensi nitrogen

Hormon pertumbuhan berkontribusi pada retensi nitrogen yang kuat, yaitu anabolisme, yang secara aktif mempercepat sintesis protein dan mengarah pada pembentukan otot yang cepat. Selain itu, GH ini menyediakan proses ini dengan energi. Faktanya adalah bahwa sintesis protein adalah salah satu proses yang memakan energi.

Somatotropin memobilisasi sumber daya, khususnya melalui penggunaan asam lemak, yang memungkinkan Anda untuk menyimpan karbohidrat dan protein secara kondisional untuk otot, dan mengarahkan lemak untuk mempertahankan sintesis protein. Tingginya kadar hormon ini menyebabkan kadar hormon kortikoid (kortisol dan lain-lain) yang lebih tinggi.

Dan ini adalah pendapat yang mengkhawatirkan bagi banyak atlet yang mempelajarinya, karena pendapat lain menunjukkan bahwa kortisol dan analognya menghancurkan sel-sel otot. Namun, kortisol (dan glukokortikoid lainnya) tidak hanya menghancurkan sel otot tetapi juga sel lemak (adiposit). Hormon pertumbuhan memblokir konsumsi nitrogen dan melindungi serat otot, meninggalkan adiposit “untuk merobek kortisol (glukokortikoid)”.

Secara umum, dapat dikatakan bahwa kadar hormon pertumbuhan yang tinggi sama pentingnya dengan pertumbuhan otot dengan jumlah testosteron yang tinggi. Kedua hormon mempertahankan nitrogen dan menempatkan tubuh dalam mode anabolik.

3. Memperkuat aparatus ligamen

Somatotropin secara signifikan meningkatkan kondisi sendi dan ligamen. Ini memperkuat struktur mereka dan mendorong regenerasi sel yang rusak. Ini adalah semacam pencegahan berbagai cedera selama latihan kekuatan.

Pada periode pra-pubertas, hormon pertumbuhan mendorong pertumbuhan tulang dan praktis tidak memperkuat strukturnya, tetapi setelah mengatasi pubertas somatotropin memungkinkan Anda untuk mengumpulkan kalsium di jaringan tulang, yang memperkuat strukturnya.

Properti ini memiliki efek positif pada latihan yang intens. Tulang dan persendian yang kuat memungkinkan Anda bekerja dengan kelas berat karena organ tendon Golgi mendapatkan ambang pemicu yang lebih tinggi. (Organ tendon Golgi melindungi ligamen dari ruptur dengan mengurangi ambang batas impuls saraf yang dikirim ke serat otot.)

4. Pembakaran lemak

Tampaknya pembakaran lemak bukan milik kumpulan massa otot, karena ini adalah dua proses biokimia yang sangat berbeda, tetapi tidak dalam kasus ini. Faktanya adalah bahwa somatotropin tingkat tinggi mengubah metabolisme energi menjadi penggunaan asam lemak bebas, termasuk dari darah dan adiposit (sel lemak), yang memungkinkan pembakaran lemak bahkan saat istirahat.

Pembakaran lemak yang efektif memungkinkan Anda meningkatkan massa otot dengan lebih efisien. Dan untuk menghilangkan lemak dan pada saat yang sama untuk mempercepat sintesis protein hanya mungkin jika Anda memiliki tingkat hormon pertumbuhan yang tinggi.

5. Pertumbuhan serat otot yang lambat

Hormon pertumbuhan adalah salah satu dari sedikit hormon anabolik yang secara positif dapat mempengaruhi pertumbuhan serat otot lambat, yang lebih bertanggung jawab untuk daya tahan. Properti ini dalam kombinasi dengan penguatan peralatan ligamen sendi memungkinkan Anda untuk meningkatkan kekuatan atlet dalam latihan apa pun. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa setiap aktivitas fisik melibatkan semua serat otot, meskipun pada tingkat yang berbeda-beda.

Hasil

Somatotropin bukanlah inisiator langsung pertumbuhan massa otot. Tugas dalam tubuh ini ditugaskan untuk testosteron dan androgen lainnya. Namun demikian, somatotropin “bekerja” bersama-sama dengan testosteron, menyebabkan efek sinergis: ia mempertahankan nitrogen dan mendorong proses pemulihan.

Oleh karena itu, kami dapat dengan aman merekomendasikan untuk meningkatkan kadar somatotropin melalui nutrisi yang tepat dan suplemen HGH terbaik, kualitas tidur dan, tentu saja, nutrisi olahraga khusus (asam amino).

Mike Lilley adalah penulis banyak artikel dan ulasan di situs kami. Dia adalah blogger kebugaran & binaraga dan salah satu pendiri Boost Hormone. Ia menulis review produk berdasarkan hasil penelitian ilmiah. Dari berbagai macam informasi dan produk di ceruk ini, ia merekomendasikan hanya yang mengandung bahan nutrisi berbasis sains. Temukan Mike Lilley di SelfGrowth.


Latar belakang

Ada total dua puluh asam amino yang menyusun protein otot. Sembilan dari dua puluh dianggap asam amino esensial (EAA), yang berarti mereka tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam jumlah fisiologis yang signifikan, dan karena itu merupakan komponen penting dari diet seimbang. Protein otot berada dalam keadaan pergantian yang konstan, artinya sintesis protein terjadi terus menerus untuk menggantikan protein yang hilang akibat pemecahan protein. Untuk sintesis protein otot baru, semua EAA, bersama dengan sebelas asam amino non-esensial (NEAA) yang dapat diproduksi dalam tubuh, harus ada dalam jumlah yang cukup. Asam amino rantai cabang leusin, isoleusin dan valin adalah tiga dari sembilan EAA. Leusin tidak hanya prekursor untuk sintesis protein otot, tetapi juga dapat berperan sebagai pengatur jalur sinyal intraseluler yang terlibat dalam proses sintesis protein (misalnya, [1]).

Konsep bahwa BCAA mungkin memiliki kapasitas unik untuk merangsang sintesis protein otot telah dikemukakan selama lebih dari 35 tahun. Data yang mendukung hipotesis ini diperoleh dari studi tentang respon tikus. Pada tahun 1981 Buse [2] melaporkan bahwa pada tikus BCAA mungkin membatasi sintesis protein otot. Studi tambahan mendukung konsep efek unik BCAA pada sintesis protein otot pada tikus, meskipun hanya sedikit yang mempelajari respons terhadap konsumsi oral hanya BCAA. Garlick dan Grant menunjukkan bahwa infus campuran BCAA ke tikus meningkatkan laju sintesis protein otot sebagai respons terhadap insulin [3], tetapi mereka tidak mengukur efek BCAA saja.Infus BCAA sendiri ke tikus oleh Kobayashi et al. [4] terbukti menginduksi peningkatan sintesis protein otot, tetapi responsnya hanya sementara. Agaknya laju sintesis dengan cepat menjadi dibatasi oleh ketersediaan EAA lainnya.

Studi sintesis protein otot pada tikus memiliki relevansi terbatas dengan respons manusia. Otot rangka terdiri dari persentase yang jauh lebih kecil dari total massa tubuh pada tikus dibandingkan dengan manusia dan regulasi sintesis protein otot berbeda dalam banyak hal. Jadi, dalam buku tengara mereka tentang metabolisme protein Waterlow dan rekan menyimpulkan dari data yang tersedia bahwa asam amino makanan tidak merangsang sintesis protein otot pada tikus [5]. Sementara pekerjaan baru-baru ini menantang pernyataan ini, efek stimulasi terbatas dari asam amino makanan pada sintesis protein pada tikus mencerminkan fakta bahwa di bawah kondisi pasca-penyerapan normal ada kelebihan asam amino endogen yang tersedia untuk memungkinkan peningkatan sintesis protein jika aktivitas intraseluler faktor yang terlibat dalam inisiasi sintesis protein dirangsang. Dinyatakan secara berbeda, sintesis protein otot pada tikus tampaknya dibatasi oleh proses inisiasi daripada proses translasi. Sebaliknya, seperti yang akan dibahas di bawah, hal itu tampaknya tidak terjadi pada manusia. Perbedaan penting lainnya antara penelitian yang menyelidiki efek asam amino pada sintesis protein otot pada manusia dan tikus berkaitan dengan metodologi yang biasa digunakan. Teknik 𠇏looding dose” [6] biasanya telah digunakan dalam studi tikus. Prosedur ini melibatkan pengukuran penggabungan pelacak asam amino ke dalam protein otot selama jendela waktu yang sangat singkat, seringkali sesingkat 10 menit. Pendekatan ini tidak membedakan antara stimulasi sintesis protein sementara dan berkelanjutan. Hanya stimulasi sintesis berkelanjutan yang relevan secara fisiologis. Konsumsi campuran asam amino yang tidak seimbang, seperti BCAA, dapat merangsang sintesis protein secara sementara dengan memanfaatkan simpanan endogen prekursor sintesis protein lainnya. Namun, simpanan asam amino endogen, seperti yang ada di plasma dan kolam intraseluler bebas, cukup terbatas dan dapat dengan cepat habis. Jika stimulasi sintesis protein tidak dapat dipertahankan, ada sedikit signifikansi fisiologis. Akibatnya, teknik dosis banjir yang biasa digunakan untuk mengukur sintesis protein otot pada tikus menghasilkan hasil dengan relevansi yang tidak pasti dengan nutrisi manusia. Karena suplemen diet BCAA ditujukan untuk konsumsi manusia, fokus tinjauan singkat ini adalah penelitian pada subjek manusia.

Penjualan BCAA sebagai suplemen nutrisi telah menjadi bisnis bernilai jutaan dolar. Pusat pemasaran produk ini adalah klaim yang dipercaya secara luas bahwa konsumsi BCAA merangsang sintesis protein otot, dan sebagai hasilnya menimbulkan respons anabolik. BCAA juga dapat dikonsumsi untuk tujuan meningkatkan “mental focus”, tetapi kami tidak akan mempertimbangkan aplikasi tersebut. Tujuan utama dalam makalah ini untuk mengevaluasi pernyataan bahwa BCAA saja bersifat anabolik cukup didukung baik secara teoritis maupun empiris oleh studi pada subyek manusia. Tersirat dalam penilaian kami akan menjadi pemeriksaan apakah keadaan fosforilasi dari faktor inisiasi eukariotik memainkan peran pengontrol laju dalam regulasi sintesis protein otot pada manusia.

Pergantian protein otot dan asupan protein makanan

Protein otot berada dalam keadaan pergantian yang konstan, yang berarti bahwa protein baru terus diproduksi sementara protein yang lebih tua sedang terdegradasi. Keadaan anabolik tidak memiliki definisi khusus, tetapi umumnya mengacu pada keadaan di mana tingkat sintesis protein otot melebihi tingkat pemecahan protein otot. Hasilnya adalah peningkatan massa otot. Secara konvensional keadaan anabolik dianggap didorong oleh stimulasi sintesis protein otot, tetapi secara teoritis juga bisa diakibatkan oleh penghambatan pemecahan protein otot.

Tujuan metabolisme utama dari mengonsumsi suplemen BCAA adalah untuk memaksimalkan keadaan anabolik. Secara luas dinyatakan bahwa BCAA menginduksi keadaan anabolik dengan merangsang sintesis protein otot. Ketersediaan berlimpah dari semua EAA merupakan syarat untuk stimulasi yang signifikan dari sintesis protein otot [7]. Sintesis protein otot akan dibatasi oleh kurangnya ketersediaan salah satu EAA, sedangkan kekurangan NEAA dapat dikompensasikan dengan peningkatan produksi de novo dari defisiensi NEAA [7]. Dalam keadaan post-prandial setelah makan yang mengandung protein, semua prekursor EAA yang diperlukan untuk sintesis protein otot baru dapat diturunkan dari konsentrasi plasma yang meningkat akibat pencernaan protein yang dikonsumsi atau dari daur ulang dari pemecahan protein. Dalam keadaan ketersediaan EAA yang melimpah, laju sintesis protein otot melebihi laju pemecahan, sehingga menghasilkan keadaan anabolik. Dalam keadaan pasca-penyerapan, kadar EAA plasma turun di bawah nilai pasca-prandial karena asam amino tidak lagi diserap. Akibatnya, EAAs tidak lagi diambil oleh otot, melainkan dilepaskan oleh otot ke dalam plasma [8]. Keadaan katabolik protein otot dalam keadaan pasca-penyerapan ini memungkinkan ketersediaan EAA yang berkelanjutan untuk jaringan lain untuk mempertahankan laju sintesis protein dengan mengorbankan protein otot, yang dapat dianggap berperan sebagai reservoir EAA untuk sisanya. dari tubuh untuk menarik.

Karena EAAs tidak dapat diproduksi di dalam tubuh dan ada pelepasan bersih EAAs dari otot, dalam keadaan pasca-penyerapan satu-satunya sumber prekursor EAA untuk sintesis protein otot adalah EAA intraseluler yang berasal dari pemecahan protein otot [8]. Selain dimasukkan kembali ke dalam protein otot melalui sintesis, beberapa EAA yang dilepaskan dari pemecahan protein otot dapat dioksidasi sebagian di dalam otot, sehingga membuatnya tidak tersedia untuk digabungkan kembali menjadi protein otot. EAA yang dilepaskan dari pemecahan protein otot yang tidak digabungkan kembali menjadi protein otot atau dioksidasi di dalam jaringan otot dilepaskan ke dalam plasma, di mana mereka dapat diambil oleh jaringan lain sebagai prekursor untuk sintesis protein atau dioksidasi secara ireversibel [9]. Dengan demikian, laju sintesis protein otot akan selalu lebih rendah daripada laju pemecahan protein otot pada keadaan pasca-penyerapan, karena aliran bersih EAA dari pemecahan protein ke dalam plasma dan jalur oksidatif. Dinyatakan secara berbeda, tidak mungkin sintesis protein otot melebihi tingkat pemecahan protein otot ketika prekursor seluruhnya berasal dari pemecahan protein, dan dengan demikian keadaan anabolik tidak dapat terjadi tanpa adanya asupan asam amino eksogen.

Apakah BCAA anabolik dalam keadaan pasca-penyerapan?

Pertimbangan teoretis

Semua prekursor EAA untuk sintesis protein otot dalam keadaan pasca-penyerapan berasal dari pemecahan protein otot. Telah dilaporkan secara konsisten bahwa pada manusia pasca-absorptif normal tingkat pemecahan protein otot melebihi tingkat sintesis protein otot sekitar 30% [10]. Konsumsi BCAA saja (yaitu, tanpa EAA lainnya) hanya dapat meningkatkan sintesis protein otot pada keadaan pasca-penyerapan dengan meningkatkan efisiensi daur ulang EAA dari pemecahan protein kembali menjadi sintesis protein, bukan dilepaskan ke plasma atau teroksidasi. Ini karena semua 9 EAA (serta 11 NEAA) diperlukan untuk menghasilkan protein otot, dan EAA tidak dapat diproduksi di dalam tubuh. Jika hanya 3 EAA yang dikonsumsi, seperti halnya konsumsi BCAA, maka pemecahan protein adalah satu-satunya sumber sisa EAA yang diperlukan sebagai prekursor untuk sintesis protein otot. Oleh karena itu secara teoritis tidak mungkin untuk konsumsi hanya BCAA untuk menciptakan keadaan anabolik di mana sintesis protein otot melebihi pemecahan protein otot. Jika asumsi murah hati dibuat bahwa konsumsi BCAA meningkatkan efisiensi daur ulang EAA dari pemecahan protein otot ke sintesis protein otot sebesar 50%, maka ini akan berarti peningkatan 15% dalam tingkat sintesis protein otot (30% didaur ulang di basal status X 50% peningkatan dalam daur ulang =ꀕ% peningkatan dalam sintesis). Selanjutnya, pengurangan 50% dalam pelepasan EAA ke dalam plasma dari otot juga akan mengurangi kumpulan EAA bebas plasma dan intraseluler. Gambar Gambar 1 secara skematis menggambarkan prinsip-prinsip ini. Karena peningkatan 50% dalam efisiensi daur ulang akan menjadi batas maksimal yang wajar, ini berarti bahwa stimulasi maksimal sintesis protein otot tidak dapat melebihi 15%. Ini akan sesuai dengan peningkatan laju sintesis fraksional otot dari nilai basal sekitar 0,050%/jam dalam keadaan basal menjadi 0,057%/jam, dan perbedaan dalam laju sintetik fraksional (FSR) protein ini akan sulit untuk diukur. mengukur secara akurat [11].

Representasi skema dari daur ulang asam amino esensial (EAA) dari pemecahan protein otot menjadi sintesis protein otot dalam keadaan pasca-penyerapan. Unit arbitrer digunakan untuk kesederhanaan dan didasarkan pada tingkat terukur dari setiap jalur pada subjek manusia pasca-penyerapan [10]. A Keadaan normal dalam keadaan pasca-penyerapan. Sekitar 70% EAA dari pemecahan protein otot didaur ulang menjadi sintesis protein [10]. Ada penghabisan bersih sekitar 85% EAA yang dilepaskan dari pemecahan protein, yang dapat diambil dan dimasukkan ke dalam protein di jaringan lain atau dioksidasi. Sekitar 15% EAA dari pemecahan protein sebagian teroksidasi di otot dan tidak tersedia untuk sintesis protein. Angka fluks keluar dan oksidasi intraseluler EAA adalah rata-rata, karena beberapa EAA, seperti fenilalanin, tidak teroksidasi sama sekali di otot. B Representasi peningkatan 50% dalam efisiensi daur ulang EAA dari pemecahan protein otot menjadi sintesis protein. Dalam contoh ini akan ada peningkatan sintesis dari 70 menjadi 80 unit, atau 20%. Sintesis protein tidak pernah dapat melebihi pemecahan protein dalam keadaan pasca-penyerapan, karena pemecahan protein adalah satu-satunya sumber EAA.

Hasil empiris

BCAA telah diberikan secara intravena dalam satu-satunya studi yang menentukan respon metabolisme protein otot pada subyek manusia terhadap BCAA saja. Sementara infus BCAA bukanlah cara konvensional di mana suplemen makanan akan dikonsumsi, infus intravena dan asam amino yang dicerna secara oral telah terbukti memperoleh efek yang sebanding pada sintesis protein otot dalam keadaan lain [12]. Akibatnya, masuk akal untuk mengevaluasi makalah di mana respons sintesis protein otot terhadap infus BCAA intravena pada subyek manusia.

Louard dkk. [13] menggunakan metode keseimbangan lengan bawah untuk mengukur respons terhadap infus intravena campuran BCAA selama 3 jam dalam 10 subjek pasca-penyerapan. Metode keseimbangan lengan bawah melibatkan pengukuran penyerapan dan pelepasan EAA individu (leusin dan fenilalanin dalam kasus ini) dan rekan-rekan mereka yang berlabel isotop. Tingkat hilangnya (Rd) dan penampilan (Ra) dari fenilalanin dan leusin dihitung. Dengan asumsi bahwa keseimbangan di seluruh otot leusin dan fenilalanin mewakili semua EAA, Rd. fenilalanin dianggap sebagai refleksi dari sintesis protein otot, karena sintesis protein adalah satu-satunya nasib fenilalanin yang diambil oleh otot dari plasma. Rd. leusin tidak dapat ditafsirkan sehubungan dengan sintesis protein, karena leusin yang diambil oleh otot dapat dioksidasi serta dimasukkan ke dalam protein. Infus BCAA 3 jam meningkatkan konsentrasi plasma semua 3 BCAA empat kali lipat, sedangkan konsentrasi EAA lainnya menurun [13]. Alih-alih dirangsang oleh infus BCAA, sintesis protein otot menurun dari 37+/− 3 menjadi 21 +/− 2 nmol/min/100 ml kaki (signifikan secara statistik, P <਀.05) [13]. Tidak ada perubahan signifikan dalam keseimbangan fenilalanin bersih, menunjukkan bahwa pemecahan protein otot juga berkurang dalam jumlah yang mirip dengan pengurangan sintesis protein otot. Keseimbangan antara sintesis dan pemecahan protein otot tetap negatif, yang berarti bahwa keadaan katabolik bertahan dan keadaan anabolik tidak dihasilkan. Penurunan simultan dalam sintesis dan pemecahan protein otot selama infus BCAA dapat digambarkan sebagai penurunan pergantian protein otot.

Hasil serupa diperoleh oleh peneliti yang sama ketika mereka memperpanjang infus BCAA hingga 16 jam pada 8 sukarelawan normal dan menentukan apakah peningkatan kronis BCAA merangsang sintesis protein otot [14]. Metodologi keseimbangan lengan bawah yang sama digunakan seperti pada penelitian sebelumnya untuk menghitung sintesis dan pemecahan protein otot. Infus 16 h meningkatkan konsentrasi BCAA dari 5 menjadi 8 kali lipat [14], yang sebanyak dua kali lipat tingkat yang dicapai dengan dosis normal BCAA yang tertelan secara oral [15]. Seperti pada penelitian sebelumnya, sintesis protein otot (seperti yang dicerminkan oleh fenilalanin Rd) berkurang pada subjek yang menerima BCAA dibandingkan dengan infus salin dari 36 +/− 5 menjadi 27 +/𢄢 nmol/min/100&# x000a0ml.Pemecahan protein otot juga berkurang, artinya pergantian protein otot juga berkurang, dan status katabolik tetap ada.

Kita dapat menyimpulkan dari dua penelitian ini bahwa infus BCAA tidak hanya gagal meningkatkan laju sintesis protein otot pada subjek manusia, tetapi sebenarnya mengurangi laju sintesis protein otot dan laju pergantian protein otot. Keadaan katabolik tidak dibalik ke keadaan anabolik di kedua studi. Selanjutnya, penurunan berkelanjutan dalam tingkat pergantian protein otot diharapkan memiliki efek merugikan pada kekuatan otot, bahkan jika massa otot dipertahankan. Pergantian protein otot memperbaharui serat otot dan menghasilkan peningkatan efisiensi kontraksi pada tingkat serat tunggal [16], yang tercermin dalam peningkatan kekuatan in vivo, terlepas dari massa otot [17, 18].

Kegagalan sintesis protein otot untuk meningkat secara signifikan sebagai respons terhadap infus BCAA saja seperti yang diharapkan sesuai dengan pertimbangan teoretis yang dibahas di atas dan diilustrasikan pada Gambar. Gambar 1 sehubungan dengan persyaratan untuk semua EAA untuk mempertahankan peningkatan. Sebaliknya, karena pemecahan protein otot menurun, ketersediaan EAA juga turun, yang pada gilirannya mengurangi kecepatan sintesis protein otot.

Apakah faktor pensinyalan anabolik membatasi laju dalam keadaan pasca-penyerapan?

Klaim bahwa sintesis protein otot dirangsang oleh BCAA setidaknya sebagian berasal dari pengamatan bahwa pensinyalan anabolik intraseluler meningkat, termasuk status aktivasi faktor kunci yang terlibat dalam inisiasi sintesis protein [1]. Teori bahwa aktivasi faktor pensinyalan anabolik intraseluler menyebabkan peningkatan laju sintesis protein otot telah tertanam dalam konsep modern tentang regulasi sintesis protein otot. Peningkatan pensinyalan anabolik sebagai respons terhadap BCAA telah dikutip sebagai bukti stimulasi sintesis protein otot, bahkan tanpa adanya pengukuran sintesis protein otot (mis., [1]). Namun, aktivasi jalur pensinyalan anabolik hanya dapat bertepatan dengan peningkatan sintesis protein otot jika ada banyak EAA untuk menyediakan prekursor yang diperlukan untuk menghasilkan protein lengkap.

Disosiasi keadaan fosforilasi faktor pensinyalan dan sintesis protein otot pada manusia telah ditunjukkan dalam berbagai keadaan ketika ketersediaan semua EAA terbatas. Misalnya, peningkatan konsentrasi insulin (misalnya, sebagai akibat dari asupan glukosa) merupakan aktivator kuat dari jalur pensinyalan anabolik, tetapi ini gagal meningkatkan FSR otot karena defisiensi EAA [19]. Sebaliknya, konsumsi sejumlah kecil (3 g) EAA merangsang sintesis protein otot tanpa mempengaruhi aktivitas faktor inisiasi, misalnya Akt, S6 kinase, dan 4E𠄻P1 [20]. Peningkatan kecil dalam konsentrasi plasma EAA tidak akan berpengaruh jika sintesis protein dibatasi oleh keadaan aktivasi faktor inisiasi. Dalam studi yang dikutip di atas di mana BCAA diinfuskan secara intravena, masuk akal untuk menganggap bahwa peningkatan besar dalam konsentrasi BCAA akan mengaktifkan faktor pensinyalan, namun sintesis protein otot sebenarnya menurun karena kurangnya ketersediaan EAA akibat penurunan pemecahan protein. Dengan demikian, pemberian EAA pada subjek manusia dapat meningkatkan sintesis protein otot tanpa adanya perubahan dalam aktivasi faktor inisiasi, dan aktivasi faktor inisiasi tanpa adanya konsumsi semua EAA tidak berpengaruh pada sintesis protein otot. Hasil ini hanya dapat ditafsirkan sebagai menunjukkan bahwa kontrol laju-membatasi sintesis protein otot basal pada manusia adalah ketersediaan semua EAA yang bertentangan dengan aktivitas faktor pensinyalan anabolik. Kesimpulan ini semakin meragukan peran suplemen makanan BCAA saja sebagai stimulator sintesis protein otot.

Ketika semua bukti dan teori dipertimbangkan bersama, masuk akal untuk menyimpulkan bahwa tidak ada bukti yang kredibel bahwa konsumsi suplemen makanan BCAA saja menghasilkan stimulasi protein otot yang signifikan secara fisiologis. Faktanya, bukti yang ada menunjukkan bahwa BCAA sebenarnya menurunkan sintesis protein otot. Semua EAA harus tersedia dalam jumlah besar untuk peningkatan pensinyalan anabolik untuk diterjemahkan ke sintesis protein otot yang dipercepat.

Pencernaan BCAA dengan nutrisi lain

Fokus ulasan ini adalah tanggapan terhadap BCAA saja, karena ini adalah maksud logis dari suplemen nutrisi BCAA. Seperti dalam kasus konsumsi BCAA saja, ada penelitian terbatas tentang konsumsi BCAA bersama dengan nutrisi lain. Ketika BCAA atau campuran isonitrogenous treonin, metionin dan histidin diberikan kepada subyek manusia bersama dengan karbohidrat, tingkat sintesis protein otot menurun sama pada kedua kelompok, menunjukkan tidak ada peran unik BCAA [21]. Demikian pula, konsumsi campuran BCAA dengan karbohidrat setelah latihan resistensi tidak meningkatkan faktor pensinyalan anabolik lebih besar daripada karbohidrat saja [22]. Dengan demikian, bukti yang tersedia tidak mendukung gagasan efek anabolik khusus BCAA bila diberikan dengan karbohidrat.

Berbeda dengan kurangnya efek interaktif antara BCAA dan karbohidrat, BCAA dapat meningkatkan efek anabolik dari makanan protein. Misalnya, penambahan 5 g BCAA ke minuman yang mengandung 6,25 g protein whey meningkatkan sintesis protein otot ke tingkat yang sebanding dengan yang diinduksi oleh 25 g protein whey [23].Hasil ini menunjukkan bahwa satu atau lebih BCAA mungkin membatasi tingkat stimulasi sintesis protein otot oleh protein whey, atau bahwa BCAA ekstra menginduksi potensi yang lebih besar untuk respons anabolik otot terhadap protein whey dengan mengaktifkan faktor inisiasi. Dalam kedua kasus, respons BCAA dalam hubungannya dengan protein utuh adalah masalah yang berbeda dari efek BCAA saja, karena protein utuh menyediakan semua EAA yang diperlukan untuk menghasilkan protein utuh.

Efek individu dari leusin, valin dan isoleusin

Dalam makalah ini kami hanya mempertimbangkan respons terhadap campuran BCAA. Respons terhadap BCAA individu (yaitu, leusin, valin atau isoleusin) mungkin berbeda dari kombinasi ketiganya karena beberapa alasan. Bukti menunjukkan bahwa leusin saja dapat memberikan dan respon anabolik (misalnya, [24]), sementara tidak ada data tersebut untuk isoleusin atau valin. Dengan demikian, diharapkan leusin saja akan lebih efektif daripada kombinasi semua BCAA. Namun, ada dua batasan signifikan dari suplemen makanan leusin saja. Pertama, masalah yang sama yang membatasi tingkat stimulasi sintesis protein otot oleh BCAA saja mengenai ketersediaan EAA lain yang diperlukan untuk produksi protein otot utuh juga membatasi respons terhadap leusin saja. Kedua, peningkatan konsentrasi plasma leusin mengaktifkan jalur metabolisme yang mengoksidasi semua BCAA. Akibatnya, konsumsi leusin saja menghasilkan penurunan konsentrasi plasma valin dan isoleusin. Ketersediaan valin dan isoleusin oleh karena itu dapat menjadi pembatas laju untuk sintesis protein otot ketika leusin saja dikonsumsi. Ini mungkin mengapa studi hasil jangka panjang dengan suplementasi leusin diet gagal memberikan hasil positif [25]. Alasan utama untuk suplemen makanan yang mengandung semua BCAA sebagai lawan dari leusin saja adalah untuk mengatasi penurunan konsentrasi plasma valin dan isoleusin yang akan terjadi ketika leusin diberikan sendiri.

Sementara suplemen makanan dengan semua BCAA akan mengatasi penurunan konsentrasi akibat konsumsi leusin saja, penambahan valin dan isoleusin tetap dapat membatasi efektivitas leusin saja karena kompetisi untuk transportasi ke dalam sel otot. BCAA semuanya secara aktif diangkut ke dalam sel, termasuk sel otot, dengan sistem transportasi yang sama. Oleh karena itu, ketika disediakan bersama, BCAA bersaing satu sama lain untuk transportasi ke dalam sel. Jika salah satu BCAA (misalnya, leusin) membatasi laju sintesis protein, penambahan dua BCAA lainnya dapat membatasi stimulasi sintesis protein karena berkurangnya masuknya leusin ke dalam sel. BCAA juga bersaing dengan asam amino lain untuk transportasi, termasuk fenilalanin, dan kompetisi ini dapat mempengaruhi ketersediaan intramuskular EAA lainnya. Sebagai hasil dari kompetisi untuk transporter, ada kemungkinan bahwa leusin saja, misalnya, dapat memiliki efek stimulasi sementara pada sintesis protein otot (misalnya, [21]) di mana BCAA gagal untuk memperoleh respon tersebut [13, 14].


Abstrak

Objektif-

Percepatan periodik seluruh tubuh (WBPA) telah dikembangkan sebagai teknik latihan pasif untuk meningkatkan fungsi endotel dengan meningkatkan tegangan geser melalui gerakan berulang dalam arah sumbu tulang belakang. Kami menyelidiki efek WBPA pada pemulihan aliran darah pada model tikus dengan iskemia tungkai belakang dan pada pasien dengan penyakit arteri perifer.

Metode dan Hasil—

Setelah eksisi arteri femoralis unilateral, tikus dimasukkan ke dalam kelompok WBPA (n=15) atau kontrol (n=13). WBPA diterapkan pada 150 cpm selama 45 menit di bawah anestesi sekali sehari. WBPA secara signifikan meningkatkan pemulihan aliran darah setelah operasi iskemik, seperti yang ditentukan oleh pencitraan perfusi Doppler laser. Bagian otot adduktor iskemik yang diwarnai dengan antibodi anti-CD31 menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam kepadatan kapiler pada tikus WBPA dibandingkan dengan tikus kontrol. WBPA meningkatkan fosforilasi endotel nitric oxide synthase (eNOS) di otot rangka. Efek proangiogenik WBPA pada anggota tubuh yang iskemik ditumpulkan pada tikus yang kekurangan eNOS, menunjukkan bahwa efek stimulasi WBPA pada revaskularisasi bergantung pada eNOS. Analisis reaksi berantai polimerase real-time kuantitatif menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam ekspresi faktor pertumbuhan angiogenik di bagian belakang iskemik oleh WBPA. Pemulihan aliran darah yang difasilitasi diamati pada model tikus diabetes meskipun tidak ada perubahan dalam toleransi glukosa dan sensitivitas insulin. Selanjutnya, baik sesi tunggal dan sesi berulang 7 hari WBPA secara signifikan meningkatkan aliran darah di ekstremitas bawah pasien dengan penyakit arteri perifer.

Kesimpulan-

WBPA meningkatkan suplai darah ke ekstremitas bawah iskemik melalui aktivasi pensinyalan eNOS dan peningkatan regulasi faktor pertumbuhan proangiogenik pada otot rangka iskemik. WBPA adalah intervensi non-invasif yang berpotensi cocok untuk memfasilitasi angiogenesis terapeutik.

Pengantar

Pasien dengan penyakit arteri perifer (PAD) berada pada risiko kehilangan anggota tubuh dan penurunan kualitas hidup. 1 Terapi latihan adalah pengobatan nonfarmakologis utama yang efektif untuk pasien dengan PAD. 2,3 Mekanisme yang diusulkan untuk efek menguntungkan dari latihan olahraga pada PAD termasuk pembentukan pembuluh darah kolateral, peningkatan vasodilatasi yang bergantung pada endotel dan metabolisme otot rangka, dan peningkatan sekresi faktor pertumbuhan proangiogenik. 2,4-6 Berdasarkan bukti ini, pedoman saat ini merekomendasikan latihan yang diawasi untuk pasien dengan PAD. Namun, terkadang sulit untuk memberikan terapi olahraga yang tepat untuk pasien PAD yang tidak mampu melakukan olahraga aktif, seperti mereka yang menderita penyakit neurodegeneratif dan reumatologis atau pengecilan otot rangka terkait usia yang disebut sebagai sarkopenia.

Percepatan periodik seluruh tubuh (WBPA) adalah latihan pasif non-invasif yang menghasilkan gerakan kepala-ke-kaki-arah tubuh yang berulang. 7,8 Matsumoto et al 9 menunjukkan bahwa kursus 4 minggu WBPA meningkatkan dilatasi arteri brakialis yang dimediasi aliran pada orang dewasa dengan tingkat kebugaran rendah. Studi dari kelompok kami baru-baru ini menunjukkan bahwa satu sesi WBPA meningkatkan cadangan aliran arteri koroner pada subyek sehat dan pasien dengan penyakit arteri koroner. 10 WBPA dilaporkan menyebabkan pelepasan sejumlah besar oksida nitrat (NO) ke dalam sirkulasi perifer dengan meningkatkan tegangan geser pada endotel vaskular. 11 Selain NO, WBPA dilaporkan meningkatkan kadar serum prostasiklin, prostaglandin E2, dan antigen dan aktivitas aktivator plasminogen jaringan dan untuk meningkatkan ekspresi d-dimer pada model hewan. 12 Temuan ini menunjukkan bahwa WBPA meningkatkan tingkat berbagai substrat vasoaktif, yang pada gilirannya dapat meningkatkan aliran darah dan mempromosikan perekrutan pembuluh darah. Namun, dampak WBPA pada aliran darah ke kaki iskemik belum diselidiki secara rinci.

Penelitian ini dirancang untuk menguji hipotesis bahwa latihan pasif menggunakan WBPA mempromosikan angiogenesis dan meningkatkan suplai darah pada model tikus iskemia hindlimb dan pada pasien dengan PAD. Hasilnya menunjukkan bahwa WBPA merangsang revaskularisasi yang diinduksi iskemia melalui aktivasi pensinyalan nitrit oksida sintase (eNOS) endotel dan peningkatan regulasi ekspresi faktor pertumbuhan angiogenik pada tungkai belakang yang iskemik.

Bahan dan metode

Studi Hewan

Eksperimen dilakukan pada tikus jantan C57BL/6J (tipe liar [WT]), tikus yang kekurangan eNOS (Jackson Laboratory) dan tikus C57BL/6J obesitas yang diinduksi diet (DIO). Tikus DIO diberi makan diet sangat tinggi lemak (Diet No. D12492, Research Diets, Inc) sejak usia 4 minggu. 13 Komposisi diet sangat tinggi lemak adalah lemak 34,9%, karbohidrat 26,3%, dan protein 26,2%. Pada usia 8 sampai 10 minggu, tikus menjadi sasaran operasi unilateral hindlimb di bawah anestesi dengan natrium pentobarbital (50 mg/kg IP). Dalam model ini, seluruh arteri dan vena femoralis kiri dieksisi melalui pembedahan. 14 Semua prosedur dilakukan sesuai dengan pedoman perawatan hewan Universitas Kumamoto, yang sesuai dengan Panduan Perawatan dan Penggunaan Hewan Laboratorium diterbitkan oleh Institut Kesehatan Nasional AS (Publikasi No. 85-23, direvisi 1996).

Tikus ditempatkan secara longitudinal pada pengocok linier yang menghasilkan gerakan tubuh yang berulang dari arah kepala ke kaki (model KS-6320, Marysol, Tokyo, Jepang). Pada kelompok WBPA, WBPA diterapkan pada 150 cpm selama 45 menit di bawah anestesi dengan natrium pentobarbital (25 mg/kg IP) sekali sehari sampai hari terakhir percobaan. Tikus dari kelompok kontrol tetap dalam posisi statis di bawah dosis anestesi yang sama selama 45 menit.

Pencitraan Perfusi Laser Doppler

Rambut berlebih dihilangkan dari tungkai belakang menggunakan krim obat menghilangkan rambut. Tikus pertama kali ditempatkan di atas pelat pemanas yang diatur pada suhu 37°C. Ini diikuti dengan pengukuran aliran darah belakang dengan laser Doppler Imager (Moor Instruments). Untuk meminimalkan efek dari variabel lain termasuk cahaya sekitar dan suhu, perfusi yang dihitung dinyatakan sebagai rasio kaki belakang iskemik terhadap noniskemik. Di bawah anestesi pentobarbital, pencitraan perfusi laser Doppler dilakukan pada awal segera setelah operasi dan pada 1, 3, 5, 7, dan 14 hari setelah operasi, seperti yang dijelaskan sebelumnya. 14

Pengukuran Parameter Metabolik

Glukosa darah diuji dengan monitor glukosa Accu-Chek (Roche Diagnostics, Manheim, Jerman). Uji toleransi glukosa dilakukan pada tikus puasa 12 jam seperti yang dijelaskan sebelumnya. 15 Singkatnya, tikus secara intraperitoneal disuntik dengan d-glukosa (1,5 g/kg berat badan), dan kadar glukosa darah ditentukan segera sebelum dan 30, 60, dan 120 menit setelah injeksi. Tes sensitivitas insulin dilakukan pada tikus puasa 18 jam seperti yang dijelaskan sebelumnya. 15 Mencit disuntik secara intraperitoneal dengan insulin (0,5 U/kg berat badan), dan kadar glukosa darah ditentukan segera sebelum dan 20, 40, dan 60 menit setelah injeksi. Kadar kolesterol dan trigliserida serum total dianalisis dengan metode dual-enzimatik online untuk kuantifikasi simultan kolesterol dan trigliserida dengan kromatografi cair kinerja tinggi di Skylight Biotech Inc (Akita, Jepang). 16

Studi klinis

Sepuluh pasien dengan PAD (usia, 69±7 tahun 9 pria, 1 wanita) menjalani WBPA sesi tunggal pada 140 cpm selama 45 menit, seperti yang dijelaskan sebelumnya. 10 Kelompok lain yang terdiri dari 5 pasien (usia, 64±3 tahun, 4 pria, 1 wanita) menjalani WBPA 45 menit setiap hari selama 7 hari. WBPA dilakukan setelah >3 jam puasa. Semua subjek diminta untuk tidak merokok dan minum alkohol selama 24 jam sebelum penelitian. Aliran darah kulit pada ekstremitas bawah diperkirakan sebelum dan segera setelah WBPA dengan AT-101 (Non-Invasive Monitoring Systems, Inc, Miami, FL). Daerah yang diinginkan ditempatkan pada ujung ekstremitas bawah yang iskemik dan noniskemik, dan rasio iskemik/noniskemik kemudian dihitung dengan cara yang serupa dengan penelitian pada hewan. Penelitian ini disetujui oleh Institutional Review Board dari Osaka Ekisaikai Hospital, dan setiap subjek memberikan persetujuan sebelum berpartisipasi.

Analisis statistik

Semua data disajikan sebagai mean±SEM. Perbedaan antara data dari 2 kelompok eksperimen diuji signifikansi statistik oleh Student T tes. Data beberapa kelompok dibandingkan dengan analisis varians 1 arah (ANOVA). Nilai probabilitas kurang dari 0,05 diterima sebagai signifikan secara statistik.

Hasil

Studi Hewan

WBPA Mempromosikan Pemulihan Aliran Darah Setelah Iskemia Hindlimb

Untuk menguji apakah WBPA mendorong pemulihan aliran darah, kami membuat model tikus dengan iskemia tungkai belakang dengan eksisi arteri femoralis. Segera setelah operasi, aliran darah ke tungkai belakang yang iskemik menurun menjadi sekitar 90% dari tungkai belakang noniskemik baik pada kelompok WBPA (n=15) dan kelompok kontrol (n=13). Tikus WBPA menunjukkan pemulihan aliran darah yang signifikan pada ekstremitas iskemik dibandingkan dengan tikus kontrol (hari 7: 0,54 ± 0,06 versus 0,33 ± 0,04 hari 14: 0,61 ± 0,05 versus 0,51 ± 0,03, masing-masing, P<0.05 Gambar 1A dan 1B). Untuk menyelidiki sejauh mana revaskularisasi pada tingkat arteri kapiler, kepadatan kapiler diukur di bagian histologis yang diambil dari otot-otot ekstremitas iskemik. Gambar 1C menunjukkan gambar representatif dari otot adduktor WBPA dan tikus kontrol yang diwarnai dengan CD31, penanda endotel. Analisis kuantitatif menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam kepadatan kapiler pada hari ke 7 pada tikus WBPA dibandingkan dengan tikus kontrol (Gambar 1D), menunjukkan bahwa WBPA mempromosikan angiogenesis pada tingkat mikrosirkulasi.

Gambar 1. Percepatan periodik seluruh tubuh (WBPA) mendorong pemulihan aliran darah sebagai respons terhadap iskemia tungkai belakang. A, Gambar perfusi laser Doppler representatif dari kelompok kontrol dan WBPA. B, Kursus waktu analisis bantuan komputer dari rasio aliran perfusi Doppler laser. C, Foto-foto representatif otot adduktor yang diwarnai untuk CD31 dan 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Grup kontrol, n=4 grup WBPA, n=6. D, Kepadatan kapiler dinyatakan sebagai proporsi sel CD31-positif relatif terhadap kontrol. Data adalah mean±SEM. *P<0,05 vs kontrol.

Tindakan Stimulasi WBPA pada Revaskularisasi Bergantung pada Pensinyalan eNOS

Karena WBPA dilaporkan meningkatkan fosforilasi eNOS, serta produksi oksida nitrat, 17 analisis Western blot menggunakan lisat otot adduktor iskemik yang diperoleh pada 3 hingga 12 jam setelah satu sesi WBPA dilakukan untuk menyelidiki efek WBPA pada aktivasi eNOS. Dibandingkan dengan tikus kontrol, tingkat fosforilasi eNOS pada otot iskemik tikus WBPA meningkat secara signifikan pada 3, 6, dan 12 jam setelah WBPA sesi tunggal (Gambar 2A dan 2B). Kami juga melakukan analisis Western blot menggunakan lisat otot iskemik yang diperoleh setelah 7 atau 14 hari WBPA dan menemukan bahwa aktivasi eNOS dipertahankan pada fase kronis WBPA (Gambar 2C dan 2D). Tingkat fosforilasi Akt pada otot iskemik tikus WBPA tidak berubah pada 3, 6, dan 12 jam setelah WBPA (Gambar Tambahan I, tersedia online di http://atvb.ahajournals.org). Dalam rangkaian percobaan berikutnya pada tikus yang kekurangan eNOS, kami memeriksa peran kausal dari aktivasi eNOS dalam peningkatan aliran darah yang diinduksi WBPA. Iskemia tungkai belakang diinduksi pembedahan pada tikus yang kekurangan eNOS. Pascaoperasi, mencit dibagi menjadi kelompok kontrol (n=7) dan WBPA (n=7). Konsisten dengan hasil sebelumnya, 18 tikus yang kekurangan eNOS menunjukkan gangguan neovaskularisasi yang diinduksi iskemia, dibandingkan dengan tikus WT. WBPA tidak meningkatkan rasio perfusi darah samping iskemik / noniskemik pada tikus yang kekurangan eNOS pada hari ke 14 (Gambar 2E dan 2F). Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2G dan 2H, densitas kapiler pada tungkai belakang yang iskemik tidak berbeda antara kelompok kontrol dan kelompok WBPA pada 14 hari setelah operasi iskemia tungkai belakang. Hasil ini menunjukkan bahwa aksi stimulasi WBPA pada revaskularisasi in vivo bergantung pada jalur pensinyalan eNOS.

Gambar 2. Tindakan stimulasi dari akselerasi periodik seluruh tubuh (WBPA) pada revaskularisasi bergantung pada pensinyalan endotel nitric oxide synthase (eNOS). A, Ekspresi imunoblot representatif dari fosforilasi-eNOS (P-eNOS) dan total-eNOS (T-eNOS) menggunakan otot adduktor iskemik dalam kontrol dan tikus WBPA setelah satu sesi WBPA. Data rata-rata ± SEM dari 3 sampai 5 tikus, masing-masing. B, Analisis kuantitatif Western blotting. C, Immunoblot representatif dari ekspresi p-eNOS dan eNOS menggunakan otot adduktor iskemik dalam kontrol dan tikus WBPA 1 atau 2 minggu setelah sesi harian WBPA. D, Analisis kuantitatif Western blotting. Data rata-rata ± SEM dari 4 sampai 5 tikus. E, Gambar perfusi laser Doppler representatif. F, Kursus waktu analisis bantuan komputer dari rasio aliran perfusi Doppler laser. G, Foto representatif imunostaining otot adduktor untuk CD31 dan 4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI). Tikus yang kekurangan eNOS dimasukkan ke dalam kelompok kontrol (n=7) dan kelompok WBPA (n=7). H, Kepadatan kapiler dinyatakan sebagai rasio sel CD31-positif per kontrol. Data adalah mean±SEM. n.s. menunjukkan tidak signifikan.

WBPA Meningkatkan Ekspresi Faktor Pertumbuhan Angiogenik pada Otot Rangka Iskemik

Kami memeriksa ekspresi molekul yang terlibat dalam angiogenesis pada otot adduktor iskemik tikus WT (Tabel 1). Analisis reaksi berantai polimerase real-time kuantitatif menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam ekspresi faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF), faktor pertumbuhan fibroblas 2 (FGF2), faktor turunan sel stroma 1α dan faktor pertumbuhan turunan trombosit-B (PDGF-B) di Tikus WBPA dibandingkan dengan tikus kontrol setelah satu sesi WBPA (Gambar 3A). Ada kecenderungan peningkatan tingkat ekspresi VEGF, FGF2, dan PDGF-B setelah sesi harian WBPA selama 7 hari, meskipun perbedaannya tidak signifikan secara statistik (Gambar Tambahan IIA).

Tabel 1. Urutan Primer yang Digunakan untuk Reaksi Rantai Polimerase Real-Time Kuantitatif

VEGF menunjukkan faktor pertumbuhan endotel vaskular FGF, faktor pertumbuhan fibroblas PDGF, faktor pertumbuhan turunan trombosit SDF, faktor turunan sel stroma.

Gambar 3. Percepatan periodik seluruh tubuh (WBPA) meningkatkan ekspresi faktor pertumbuhan angiogenik pada otot rangka iskemik. A, Perjalanan waktu faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF), faktor pertumbuhan fibroblas 2 (FGF2), faktor pertumbuhan yang diturunkan trombosit-B (PDGF-B), dan ekspresi transkrip faktor turunan sel stroma (SDF)-1 di otot adduktor tikus tipe liar setelah satu sesi WBPA dinilai dengan reaksi berantai polimerase waktu nyata kuantitatif. B, Perjalanan waktu ekspresi transkrip VEGF, FGF2, PDGF-B, dan SDF-1 pada otot adduktor tikus yang kekurangan nitrit oksida sintase (eNOS) endotel setelah satu sesi WBPA dinilai dengan reaksi berantai polimerase waktu nyata kuantitatif. Data rata-rata ± SEM dari 4 hingga 5 tikus untuk setiap panel. n.s. menunjukkan tidak signifikan.

Selanjutnya, efek jalur pensinyalan eNOS pada tingkat ekspresi faktor pertumbuhan angiogenik dianalisis pada otot iskemik tikus yang kekurangan eNOS. WBPA meningkatkan FGF2, PDGF-B, dan faktor-1α turunan sel stroma, tetapi tidak VEGF, pada tikus yang kekurangan eNOS setelah satu sesi WBPA (Gambar 3B). WBPA tidak mempengaruhi tingkat ekspresi faktor pertumbuhan angiogenik ini setelah 7 atau 14 hari sesi harian WBPA pada tikus yang kekurangan eNOS (Gambar Tambahan IIB).

WBPA Mengubah Profil Ekspresi Protein Terkait Angiogenesis

WBPA dilaporkan meningkatkan kadar serum dari berbagai substrat vasoaktif. 11,12 Oleh karena itu, analisis susunan antibodi angiogenesis tikus dilakukan untuk menentukan efek WBPA pada protein terkait angiogenesis yang bersirkulasi (Gambar Tambahan IIIA).Gambar IIIB tambahan menunjukkan gambar representatif dari analisis susunan antibodi angiogenesis dari serum kontrol tikus dan 3, 6, dan 12 jam setelah satu sesi WBPA. Perbedaan signifikan dalam tingkat ekspresi 9 protein dicatat pada tikus dari kelompok WBPA pada 1 atau lebih titik waktu (Tambahan Gambar IIIC). Beberapa protein proangiogenik diregulasi secara berbeda, termasuk amphiregulin, angiogenin, faktor pertumbuhan epidermal, osteopontin, dan PDGF-AB/BB. Di sisi lain, WBPA secara signifikan meningkatkan protein angiostatik, seperti ADAMTS1 dan protein seperti Delta 4, dibandingkan dengan kontrol. Untuk menentukan apakah faktor-faktor ini berasal dari bagian belakang iskemik, kami memeriksa tingkat ekspresi mRNA protein ini pada otot rangka iskemik. Konsisten dengan data susunan protein, level ekspresi PDGF-B dan ADMATS1 ditingkatkan oleh WBPA. Namun, profil ekspresi faktor lain tidak berkorelasi dengan data susunan proteinnya (Gambar Tambahan IIID). Hasil ini menunjukkan bahwa WBPA meregulasi ekspresi faktor pertumbuhan terkait angiogenik yang bersirkulasi tidak hanya di bagian belakang iskemik tetapi juga di jaringan yang jauh dari lokasi iskemik.

WBPA Mempromosikan Pemulihan Aliran Darah sebagai Respons terhadap Iskemia Hindlimb pada Tikus DIO

Diabetes mellitus merupakan penyebab penting dan utama PAD, 19 dan terkait dengan gangguan angiogenesis. 20-23 Oleh karena itu, kami menilai efek WBPA pada metabolisme glukosa dan revaskularisasi yang diinduksi iskemia pada tikus DIO. Tidak ada perbedaan berat badan antara WBPA dan kelompok kontrol pada 10 hari setelah operasi (kontrol: 23,1±0,4 g WBPA: 23,1±0,3 g). Pemulihan aliran darah terganggu pada tikus DIO dibandingkan dengan tikus WT pada 5, 7, dan 14 hari setelah operasi kaki belakang (0,18±0,02 berbanding 0,33±0,04, 0,27±0,01 berbanding 0,41±0,02, dan 0,56±0,03 berbanding 0,66±0,03, berturut-turut , P<0,05 Gambar 4A). Pada tikus DIO, sesi harian WBPA selama 10 hari tidak mempengaruhi toleransi glukosa (Gambar 4A), dan WBPA selama 14 hari tidak mempengaruhi sensitivitas insulin (Gambar 4B). Kadar kolesterol total tetapi bukan trigliserida secara signifikan lebih rendah setelah 14 hari WBPA (Gambar 4C). WBPA secara signifikan meningkatkan pemulihan aliran darah pada 7 dan 14 hari setelah operasi kaki belakang pada tikus DIO dibandingkan dengan tikus non-WBPA (0,39±0,05 versus 0,27±0,01, masing-masing 0,65±0,02 versus 0,57±0,03, P<0.05 Gambar 4D dan 4E). Hasil ini menunjukkan bahwa pemulihan aliran dipercepat yang diinduksi WBPA tidak tergantung pada toleransi glukosa dan sensitivitas insulin.

Gambar 4. Percepatan periodik seluruh tubuh (WBPA) mendorong pemulihan aliran darah sebagai respons terhadap iskemia tungkai belakang pada tikus obesitas yang diinduksi diet (DIO). A, Pengaruh WBPA pada toleransi glukosa pada 10 hari setelah sesi harian WBPA. Tikus tipe liar (WT), n=5 tikus DIO, n=7 tikus WBPA-DIO, n=8. B, Pengaruh WBPA pada sensitivitas insulin pada 14 hari setelah sesi harian WBPA. Tikus WT, n=5 tikus DIO, n=5 tikus WBPA-DIO, n=4. C, Pengaruh WBPA pada profil lipid pada 14 hari setelah sesi harian WBPA. Tikus WT, n=5 tikus DIO, n=6 tikus WBPA-DIO, n=8. D, Gambar perfusi laser Doppler representatif dari tikus DIO dan WT. E, Kursus waktu analisis bantuan komputer dari rasio aliran perfusi Doppler laser. Tikus DIO WBPA, n=8 tikus kontrol DIO, n=7 tikus WBPA-WT, n=5 tikus kontrol WT, n=5. Data adalah mean±SEM. *P<0,05 WT vs WT+WBPA, **P<0,05 DIO vs DIO+WBPA,P<0,05 WT vs DIO,P<0,05 WT+WBPA vs DIO+WBPA. n.s. menunjukkan tidak signifikan.

Studi klinis

WBPA Meningkatkan Aliran Darah di Ekstremitas Bawah Pasien Dengan PAD

Kami juga menilai efek WBPA pada suplai darah di ekstremitas bawah pasien dengan PAD. Tabel 2 merangkum karakteristik klinis dari 15 pasien dengan PAD. Tidak ada komplikasi hemodinamik atau mekanik yang diamati selama prosedur atau tindak lanjut (Gambar 5A). WBPA sesi tunggal secara signifikan meningkatkan rasio iskemik/noniskemik aliran darah di ekstremitas bawah dari 0,74±0,21 menjadi 0,87±0,21 (P<0,05, Gambar 5B dan 5C). Tidak ada perbedaan yang signifikan dalam hemodinamik dan data laboratorium, termasuk NO dan VEGF, antara sebelum dan sesudah prosedur (Tabel 3).

Meja 2. Karakteristik Klinis Pasien

Data disajikan sebagai nilai rata-rata ± SEM atau No. (%) pasien. WBPA menunjukkan ACE percepatan periodik seluruh tubuh, enzim pengubah angiotensin ARB, penghambat reseptor angiotensin.

Gambar 5. Percepatan periodik seluruh tubuh (WBPA) meningkatkan aliran darah di ekstremitas bawah pada pasien dengan penyakit arteri perifer. A, sistem WBPA. B, Gambar ekstremitas bawah iskemik dari pasien representatif dengan penyakit arteri perifer sebelum dan sesudah WBPA. C, Perubahan rasio iskemik/noniskemik aliran darah setelah satu sesi WBPA (n=10). D, Perubahan rasio iskemik/noniskemik aliran darah setelah sesi WBPA harian selama 7 hari (n=5). Data adalah mean±SEM.

Tabel 3. Hemodinamik dan Data Laboratorium Sebelum dan Setelah Satu Sesi WBPA

Data adalah mean±SEM. WBPA menunjukkan percepatan periodik seluruh tubuh WBC, sel darah putih CRP, C-reactive protein LDL, low-density lipoprotein HDL, high-density lipoprotein VEGF, faktor pertumbuhan endotel vaskular.

Pada 5 pasien yang menerima WBPA setiap hari selama 7 hari, rasio iskemik/noniskemik aliran darah di ekstremitas bawah meningkat dari 0,85±0,04 menjadi 0,99±0,08 (P=0,007, Gambar 5D). Menariknya, tingkat peningkatan aliran darah setelah 1 minggu WBPA serupa dengan setelah WBPA sesi tunggal (0,14 ± 0,06 versus 0,13 ± 0,12, P=0.9), tetapi variabilitas respon menurun 50%. Secara khusus, rasio iskemik/noniskemik aliran darah di ekstremitas bawah sedikit menurun atau tidak berubah setelah WBPA sesi tunggal pada 2 dari 10 (20%) pasien, sedangkan aliran darah meningkat pada semua pasien (100%) setelah 1 minggu. WBPA.

Diskusi

Dalam penelitian ini, kami menunjukkan bahwa latihan pasif menggunakan WBPA merangsang revaskularisasi dalam model murine iskemia hindlimb melalui mekanisme yang bergantung pada eNOS. Analisis histologis menegaskan bahwa WBPA mempromosikan angiogenesis pada tingkat mikrosirkulasi, menunjukkan bahwa mode latihan ini memfasilitasi arteriogenesis dan angiogenesis. Efek stimulasi WBPA pada aliran darah juga didokumentasikan dalam model tikus diabetes meskipun tidak ada perubahan dalam toleransi glukosa dan sensitivitas insulin. Selanjutnya, baik sesi tunggal dan sesi berulang 7 hari dari WBPA meningkatkan aliran darah di ekstremitas bawah pasien dengan PAD. Temuan kami menunjukkan bahwa WBPA bisa menjadi intervensi noninvasif yang berpotensi berguna untuk memfasilitasi angiogenesis terapeutik.

Olahraga diketahui dapat meningkatkan fungsi vaskular dari endotel perifer dan koroner, yang mengarah pada penurunan kejadian kardiovaskular. 24 Dalam pengaturan klinis, bagaimanapun, kadang-kadang sulit untuk menerapkan terapi olahraga pada pasien dengan penyakit kardiovaskular kronis. Latihan pasif mengacu pada latihan yang dilakukan tanpa kontrol kehendak yang dapat dilihat sebagai modalitas alternatif dan pelengkap untuk latihan aktif. Latihan pasif diketahui meningkatkan aliran darah dengan efek pompa mekanis atau aktivasi refleks. Misalnya, gerakan pasif menggunakan perangkat ekstensor lutut yang digerakkan motor meningkatkan sekresi faktor pertumbuhan proangiogenik dan meningkatkan kepadatan kapiler di otot rangka. 25 Latihan siklus kaki pasif dalam posisi duduk meningkatkan kecepatan aliran darah vaskular pada kaki pasien paraplegia yang lumpuh. 26 Di sisi lain, gerakan kaki pasif dan bersepeda tidak mempengaruhi sirkulasi perifer arteri yang dinilai dengan pengukuran echo Doppler pada subjek dengan cedera tulang belakang. 27 Dalam studi eksperimental dan klinis ini, kami menunjukkan peningkatan yang jelas dari aliran darah oleh WBPA. Hasil kami sesuai dengan temuan Adams et al, 28 yang menunjukkan bahwa WBPA meningkatkan aliran darah regional pada model babi yang dibius.

Dalam studi klinis kami, pemberian WBPA sesi tunggal dan harian selama 7 hari secara signifikan meningkatkan aliran darah di ekstremitas bawah pasien dengan PAD. Menariknya, tingkat peningkatan aliran darah setelah 7 hari WBPA serupa dengan setelah satu sesi WBPA, meskipun variabilitas respon berkurang 50%. Studi klinis terbaru kami menunjukkan bahwa satu sesi WBPA secara signifikan meningkatkan mikrosirkulasi koroner pada pasien dengan penyakit arteri koroner. 10 Baru-baru ini, Miyamoto dkk melaporkan bahwa WBPA 4 minggu pada pasien dengan angina meningkatkan kapasitas latihan, memperbaiki iskemia miokard, dan meningkatkan fungsi ventrikel kiri. 29 Sesuai dengan laporan ini, temuan kami memberikan bukti definitif bahwa WBPA meningkatkan fungsi vaskular baik pada fase akut maupun kronis.

WBPA diketahui menyebabkan pergeseran internal darah platform gerak mempercepat dan memperlambat aliran darah dengan menambahkan pulsa ke sirkulasi, sehingga meningkatkan tegangan geser ke endotelium. 8 Braith et al 30 baru-baru ini menunjukkan bahwa peningkatan counterpulsation eksternal, mewakili pilihan pengobatan rawat jalan noninvasif untuk pasien dengan penyakit jantung iskemik, meningkatkan dilatasi aliran arteri perifer, meningkatkan agen vasoaktif yang diturunkan dari endotel, dan menurunkan produksi sitokin proinflamasi. Counterpulsation eksternal yang ditingkatkan meningkatkan tegangan geser dan dengan demikian merangsang pelepasan NO endotel melalui aktivasi eNOS. Bukti menunjukkan bahwa pensinyalan eNOS berpartisipasi dalam regulasi fungsi sel endotel dan pertumbuhan pembuluh darah dalam kondisi stres iskemik. 31 Dalam penelitian ini, kami menunjukkan bahwa tingkat fosforilasi eNOS di otot rangka meningkat secara signifikan oleh WBPA pada fase akut dan kronis, dan efek proangiogenik WBPA pada tungkai iskemik tumpul pada tikus yang kekurangan eNOS, menunjukkan bahwa aksi stimulasi WBPA pada revaskularisasi bergantung, setidaknya sebagian, pada eNOS.

Jalur pensinyalan eNOS memainkan peran penting dalam angiogenesis yang distimulasi faktor pertumbuhan. Banyak penelitian melaporkan bahwa eNOS adalah mediator hilir penting dari beberapa faktor pertumbuhan angiogenik, seperti FGF2, PDGF-B, faktor-1α turunan sel stroma, dan VEGF. 32 Di sisi lain, dilaporkan bahwa NO, yang berasal dari eNOS, bertindak sebagai promotor hulu ekspresi VEGF pada tipe sel tertentu. 33,34 Dalam penelitian ini, WBPA tidak meningkatkan tingkat ekspresi mRNA VEGF pada tikus yang kekurangan eNOS dalam fase akut dari iskemia belakang, dan WBPA hampir tidak memiliki efek proangiogenik pada tikus yang kekurangan eNOS. Seiring dengan laporan sebelumnya yang menunjukkan bahwa WBPA menyebabkan pelepasan NO dalam jumlah yang signifikan ke dalam sirkulasi perifer, 11 temuan kami menunjukkan bahwa WBPA mempromosikan angiogenesis melalui mekanisme yang bergantung pada eNOS, dan peningkatan regulasi VEGF yang bergantung pada NO memfasilitasi angiogenesis pada otot rangka pada fase akut. dari iskemia tungkai belakang.

Diabetes merupakan faktor risiko penting untuk perkembangan PAD. 19 Diabetes juga merusak angiogenesis otot rangka melalui beberapa protein dari jalur sinyal angiogenesis. 20-23 Terutama, pensinyalan eNOS memainkan peran penting dalam disfungsi endotel dan peradangan pembuluh darah dengan adanya resistensi insulin. 35,36 Dilaporkan bahwa produksi NO yang bergantung pada eNOS sangat penting untuk aktivasi pensinyalan insulin. 37 Oleh karena itu, masuk akal untuk berspekulasi bahwa WBPA dapat meningkatkan toleransi glukosa dan sensitivitas insulin. Dalam penelitian ini, efek proangiogenik WBPA pada ekstremitas iskemik diamati pada model tikus diabetes, namun toleransi glukosa dan sensitivitas insulin tidak berubah setelah 2 minggu WBPA. Salah satu alasan kurangnya peningkatan toleransi glukosa dan insulin mungkin adalah durasi penelitian yang relatif singkat. Eksperimen jangka panjang tambahan diperlukan untuk menyelidiki efek WBPA pada metabolisme glukosa dan lipid.

Otot rangka diketahui mengeluarkan faktor-faktor yang mempengaruhi perilaku sel-sel tetangga atau jauh. 38 Sebagai contoh, VEGF disekresikan dari otot rangka untuk mempertahankan perfusi jaringan, menggambarkan mekanisme melalui mana perekrutan pembuluh darah dapat digabungkan dengan pertumbuhan jaringan normal. 39 Menggunakan tikus defisiensi VEGF spesifik miosit, Olfert et al 40 menunjukkan bahwa VEGF yang diekspresikan pada miosit diperlukan untuk pertumbuhan pembuluh darah otot rangka yang diinduksi oleh olahraga dan bahwa kapilaritas otot rangka merupakan faktor penting dalam kapasitas olahraga. Dalam penelitian ini, peningkatan yang signifikan dalam tingkat ekspresi VEGF, FGF2, dan PDGF-B dicatat dalam jaringan otot rangka. FGF2 dan PDGF-B diketahui memfasilitasi pemulihan aliran darah sebagai respons terhadap iskemia belakang, setidaknya sebagian, dengan stimulasi sekresi VEGF 41 42 43 Kami juga menggunakan susunan antibodi angiogenesis untuk memeriksa efek WBPA pada protein terkait angiogenesis yang bersirkulasi dan menemukan bahwa WBPA meningkatkan ekspresi faktor pertumbuhan angiogenik tidak hanya di bagian belakang yang iskemik saja tetapi juga di jaringan yang jauh dari tempat iskemik. Meskipun tipe sel spesifik tidak diketahui, upregulasi faktor pertumbuhan angiogenik yang diinduksi WBPA mungkin merupakan mekanisme lain yang memfasilitasi neovaskularisasi yang diinduksi iskemia.

Sebagai kesimpulan, hasil kami menunjukkan bahwa WBPA meningkatkan suplai darah ke tungkai belakang yang iskemik melalui kemampuannya untuk mengaktifkan pensinyalan eNOS di jaringan otot rangka dan meningkatkan sekresi faktor pertumbuhan angiogenik. Latihan pasif menggunakan alat WBPA dapat menjadi alternatif modalitas latihan yang bermanfaat bagi pasien PAD yang tidak dapat berolahraga secara mandiri.


Fungsi Otot Interkostal

Ekspansi Rongga Dada

Pada manusia, otot interkostal memainkan peran besar dalam pernapasan. Selama inhalasi, diafragma rileks, memungkinkan paru-paru mengembang. Otot interkostal terdalam berelaksasi, sedangkan otot interkostal eksternal berkontraksi, menyebabkan rongga dada mengembang. Ekspansi ini memungkinkan paru-paru untuk mengisi dengan udara, karena tekanan negatif yang diciptakan oleh ruang ekstra. Udara mengisi paru-paru, pertukaran gas, dan inilah saatnya untuk menghembuskan napas.

Kontraksi Rongga Dada


Perhatikan baik-baik para atlet yang berlaga di Olimpiade Musim Panas tahun ini di London&mdashotot mereka akan memberi tahu Anda banyak hal tentang bagaimana mereka mencapai status elit mereka. Latihan berjam-jam dan komitmen terhadap olahraga mereka memainkan peran besar dalam membangun tubuh yang membawa mereka ke kompetisi atletik utama dunia. Lihatlah lebih dekat&mdash yang ini memerlukan mikroskop&mdasbor Anda akan melihat sesuatu yang lain, sesuatu yang tertanam dalam cetak biru genetik pria dan wanita muda ini yang sama pentingnya untuk kesuksesan mereka.

Dalam hampir semua kasus, para atlet ini telah menyadari potensi penuh yang ditunjukkan oleh gen-gen tersebut. Dan potensi itu mungkin jauh lebih besar untuk memulai daripada bagi kita manusia lainnya. Misalnya, gen dalam sel yang membentuk kaki sprinter Tyson Gay dikodekan dengan instruksi khusus untuk membangun banyak otot serat cepat, memberikan kekuatan ledakan pada kakinya dari blok awal. Sebagai perbandingan, kecepatan kontraksi maksimum otot kaki pelari maraton Shalane Flanagan, seperti yang ditentukan oleh gennya, jauh lebih lambat daripada Gay namun dioptimalkan untuk daya tahan yang dibutuhkan untuk berlari berjam-jam dengan sedikit kelelahan. Penyesuaian genetik semacam itu juga membantu para pesaing dalam bola basket, bola voli, dan renang serempak, meskipun dampaknya mungkin jauh lebih kecil karena kerja tim dan wasit yang efektif juga memengaruhi keberhasilan dalam olahraga tersebut.

Ketika pistol meledak untuk lari sprint 100 meter, ketika perenang Michael Phelps dan Ian Thorpe memukul air, ketika Tom Daley melompat dari platform selamnya, kita akan melihat yang terbaik yang ditawarkan oleh kumpulan gen dunia, bahkan meskipun para ilmuwan masih mencoba mencari tahu gen mana yang dimaksud. Sayangnya, sejarah menyatakan bahwa kita mungkin juga melihat manipulasi gen terbaik, karena beberapa atlet mendorong kinerja puncak dengan bantuan zat ilegal yang semakin sulit dideteksi.

Yang kurus di otot
Tubuh manusia menghasilkan dua jenis serat otot rangka&mdashslow-twitch (tipe 1) dan fast-twitch (tipe 2). Serabut yang berkedut cepat berkontraksi berkali-kali lebih cepat dan dengan kekuatan yang lebih besar daripada yang berkedut lambat, tetapi juga lebih cepat lelah. Masing-masing jenis otot ini dapat dipecah lebih lanjut menjadi subkategori, tergantung pada kecepatan kontraktil, kekuatan dan ketahanan lelah. Serat berkedut cepat tipe 2B, misalnya, memiliki waktu kontraksi yang lebih cepat daripada tipe 2A.

Otot dapat dikonversi dari satu subkategori ke subkategori lain tetapi tidak dapat dikonversi dari satu jenis ke jenis lainnya. Ini berarti bahwa latihan daya tahan dapat memberikan otot tipe 2B beberapa karakteristik ketahanan lelah otot tipe 2A dan latihan beban dapat memberikan otot tipe 2A beberapa karakteristik kekuatan otot tipe 2B. Pelatihan daya tahan, bagaimanapun, tidak akan mengubah otot tipe 2 menjadi tipe 1 atau latihan kekuatan tidak akan mengubah otot berkedut lambat menjadi cepat. Atlet ketahanan memiliki proporsi serat kedutan lambat yang lebih besar, sedangkan pelari cepat dan pelompat memiliki lebih banyak jenis kedutan cepat.

Sama seperti kita dapat mengubah campuran otot kita hanya sampai tingkat tertentu, pertumbuhan otot juga diatur dengan hati-hati di dalam tubuh. Satu perbedaan antara komposisi dan ukuran otot, bagaimanapun, adalah bahwa yang terakhir dapat lebih mudah dimanipulasi. Faktor pertumbuhan seperti insulin 1 (IGF-1) adalah gen dan protein yang diekspresikannya yang memainkan peran penting selama pertumbuhan masa kanak-kanak dan merangsang efek anabolik & mdash seperti pembentukan otot & mdash ketika anak-anak tersebut menjadi dewasa. IGF-1 mengontrol pertumbuhan otot dengan bantuan dari myostatin (MSTN) gen yang menghasilkan protein myostatin.

Lebih dari satu dekade yang lalu H. Lee Sweeney, seorang ahli fisiologi molekuler di University of Pennsylvania, memimpin tim peneliti yang menggunakan manipulasi genetik untuk menciptakan "tikus Schwarzenegger" yang terikat otot. Tikus yang disuntik dengan salinan tambahan dari IGF-1 gen menambahkan otot dan menjadi sebanyak 30 persen lebih kuat. Sweeney menyimpulkan bahwa sangat mungkin bahwa perbedaan kadar protein IGF-1 dan MSTN seseorang menentukan kemampuannya untuk membentuk otot saat berolahraga, meskipun ia mengakui skenario ini belum dipelajari secara luas.

Pertumbuhan dan daya tahan otot serat lambat juga dapat dikontrol melalui manipulasi gen. Pada bulan Agustus 2004, tim peneliti yang mencakup Ronald Evans dari Institut Salk untuk Studi Biologi melaporkan bahwa mereka mengubah gen yang disebut PPAR-Delta untuk meningkatkan aktivitasnya pada tikus, membantu memelihara otot-otot berkedut lambat yang tahan lelah. Yang disebut "tikus maraton" ini bisa berlari dua kali lebih jauh dan hampir dua kali lebih lama dari rekan-rekan mereka yang tidak dimodifikasi.

Kemampuan yang ditunjukkan untuk mengotak-atik jenis otot cepat atau lambat ini menimbulkan pertanyaan: Apa yang akan terjadi jika seseorang memperkenalkan gen untuk membangun otot cepat dan otot lambat pada seorang atlet? "Kami telah berbicara tentang melakukannya tetapi belum pernah melakukannya," kata Sweeney. "Saya berasumsi Anda akan berakhir dengan kompromi yang akan cocok untuk olahraga seperti bersepeda, di mana Anda membutuhkan kombinasi daya tahan dan kekuatan." Namun, Sweeney menambahkan, hanya ada sedikit alasan ilmiah (yang diterjemahkan menjadi pendanaan) untuk melakukan penelitian seperti itu pada tikus, apalagi manusia.

Manipulasi gen akan memiliki dampak yang paling signifikan dalam mengobati penyakit dan meningkatkan kesehatan daripada meningkatkan kemampuan atletik, meskipun olahraga pasti akan mendapat manfaat dari penelitian ini. Para ilmuwan sudah mempelajari apakah terapi gen dapat membantu orang yang menderita penyakit otot seperti distrofi otot. "Banyak yang telah dipelajari tentang bagaimana kita dapat membuat otot lebih kuat dan lebih besar dan berkontraksi dengan kekuatan yang lebih besar," kata Theodore Friedmann, ahli genetika di University of California, San Diego, dan kepala panel penasehat doping gen untuk World Anti- Badan Doping (WADA). Studi ilmiah telah memperkenalkan protein IGF-1 ke jaringan tikus untuk mencegah degradasi otot normal selama penuaan. "Di suatu tempat di masa depan, upaya dapat dilakukan untuk mencapai hal yang sama pada orang-orang," dia menambahkan. "Siapa yang tidak mau mengantre untuk hal seperti ini?"

Terapi gen telah terbukti berguna dalam studi yang tidak terkait dengan perawatan otot. Pada bulan Desember 2011, misalnya, tim peneliti Inggris melaporkan di Jurnal Kedokteran New England bahwa mereka mampu mengobati enam pasien dengan penyakit hemofilia B&mdasha di mana darah tidak dapat membeku dengan benar untuk mengontrol perdarahan&mdash dengan menggunakan virus untuk mengirimkan gen yang memungkinkan mereka memproduksi lebih banyak zat pembekuan, faktor IX.

Target yang sulit
Meskipun percobaan dengan kadar protein IGF-1 dan MSTN pada otot tikus, mengidentifikasi gen mana yang secara langsung bertanggung jawab atas kecakapan atletik adalah masalah yang rumit. "Apa yang telah kami pelajari selama 10 tahun terakhir sejak pengurutan genom manusia adalah bahwa ada lebih banyak kerumitan di sini daripada yang kami bayangkan sebelumnya," kata Stephen Roth, profesor fisiologi olahraga dari Universitas Maryland, penuaan dan genetik. "Semua orang ingin tahu gen apa yang berkontribusi pada kinerja atletik secara luas atau kekuatan otot atau kapasitas aerobik atau semacamnya. Kami masih belum memiliki target keras yang diakui secara kokoh oleh komunitas ilmiah atas kontribusi mereka terhadap kinerja atletik."

Pada tahun 2004 para ilmuwan telah menemukan lebih dari 90 gen atau lokasi kromosom yang mereka pikir paling bertanggung jawab untuk menentukan kinerja atletik. Hari ini penghitungannya telah meningkat menjadi 220 gen.

Bahkan dengan kurangnya kepastian ini, beberapa perusahaan telah mencoba untuk mengeksploitasi apa yang telah dipelajari sejauh ini untuk memasarkan tes genetik yang mereka klaim dapat mengungkapkan kecenderungan atletik anak. Perusahaan semacam itu "semacam memetik ceri beberapa literatur dan berkata, 'Oh, empat atau lima variasi gen ini akan memberi tahu Anda sesuatu,'" Roth menjelaskan. Tapi intinya adalah semakin banyak penelitian yang kami lakukan, semakin tidak yakin kami bahwa salah satu dari gen ini adalah kontributor yang sangat kuat sendiri."

Atlas Sports Genetics, LLC, di Boulder, Colo., mulai menjual tes $149 pada Desember 2008 yang menurut perusahaan dapat menyaring varian gen ACTN3, yang pada atlet elit dikaitkan dengan adanya protein alpha-actinin-3 yang membantu tubuh memproduksi serat otot berkedut cepat. Otot pada tikus laboratorium yang kekurangan alpha-actinin-3 bertindak lebih seperti serat otot berkedut lambat dan menggunakan energi lebih efisien, suatu kondisi yang lebih cocok untuk daya tahan daripada massa dan kekuatan. "Kesulitannya adalah bahwa penelitian lebih lanjut belum menemukan secara pasti bagaimana hilangnya alpha-actinin-3 mempengaruhi fungsi otot pada manusia," kata Roth.

KARTU AS, gen lain yang dipelajari dalam kaitannya dengan ketahanan fisik, telah memberikan hasil yang tidak pasti. Para peneliti awalnya berpendapat bahwa orang dengan satu varian KARTU AS akan lebih baik dalam olahraga ketahanan dan mereka yang memiliki varian berbeda akan lebih cocok untuk kekuatan dan kekuatan, tetapi temuannya tidak meyakinkan. Jadi meskipun KARTU AS dan ACTN3 adalah gen yang paling dikenal dalam hal atletik, tidak ada yang secara jelas memprediksi kinerja. Gagasan utama 10 atau 15 tahun yang lalu bahwa mungkin ada dua, tiga atau empat gen yang berkontribusi sangat kuat untuk sifat tertentu seperti kekuatan otot "is agak berantakan," kata Roth. "Kami telah menyadari, dan baru saja dibuktikan selama beberapa tahun terakhir, bahwa itu bukan pada urutan 10 atau 20 gen melainkan ratusan gen, masing-masing dengan variasi yang sangat kecil dan kemungkinan kombinasi yang sangat banyak. dari banyak, banyak gen yang dapat menghasilkan kecenderungan untuk keunggulan.

"Tidak ada yang berubah tentang sains," tambahnya. "Kami membuat tebakan sejak awal yang ternyata tidak benar dalam banyak hal&mdashbahwa itu sains."

Doping gen
WADA meminta bantuan Friedmann setelah Olimpiade Musim Panas Sydney 2000 setelah desas-desus mulai beredar bahwa beberapa atlet di sana telah dimodifikasi secara genetik. Tidak ada yang ditemukan, tetapi ancaman itu tampak nyata. Para pejabat sangat menyadari percobaan terapi gen baru-baru ini di University of Pennsylvania yang mengakibatkan kematian seorang pasien.

"Dalam kedokteran, risiko seperti itu diterima oleh pasien dan oleh profesi bahwa bahaya sedang dilakukan untuk tujuan penyembuhan dan mencegah rasa sakit dan penderitaan," kata Friedmann. "Jika alat yang sama ketika diterapkan pada atlet muda yang sehat itu salah, akan ada jauh lebih sedikit kenyamanan etis untuk melakukannya. Dan seseorang tidak ingin berada di tengah-tengah masyarakat yang secara membabi buta menerima lemparan [eritropoietin (EPO)] gen menjadi atlet sehingga mereka dapat meningkatkan kinerja daya tahan." EPO telah menjadi target favorit bagi orang-orang yang tertarik untuk memanipulasi produksi darah pada pasien dengan kanker atau penyakit ginjal kronis. Ini juga telah digunakan dan disalahgunakan oleh pengendara sepeda profesional dan atlet lain yang ingin meningkatkan daya tahan mereka.

Skema lain adalah menyuntikkan otot atlet dengan gen yang menekan myostatin, protein yang menghambat pertumbuhan otot. Dengan itu, kata Sweeney, "Anda pergi dan berlari sebagai pembuat gen. Saya tidak tahu apakah ada yang melakukannya, tetapi saya pikir jika seseorang dengan pelatihan ilmiah membaca literatur, mereka mungkin dapat menemukan cara untuk berhasil pada saat ini," meskipun pengujian penghambat myostatin yang disuntikkan langsung ke otot tertentu belum berkembang melampaui hewan.

Inhibitor myostatin juga EPO dan IGF-1 gen telah menjadi kandidat awal untuk doping berbasis gen, tetapi mereka bukan satu-satunya, kata Friedmann. NS faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF) gen menginstruksikan tubuh untuk membentuk protein sinyal yang membantu meningkatkan aliran darah dengan menumbuhkan pembuluh darah baru di otot. Protein ini telah digunakan untuk mengobati degenerasi makula dan untuk mengembalikan suplai oksigen ke jaringan ketika sirkulasi darah tidak memadai. Gen lain yang menggoda dapat mempengaruhi persepsi nyeri, mengatur kadar glukosa, mempengaruhi adaptasi otot rangka untuk berolahraga dan membantu pernapasan.

Pertandingan di Olimpiade 2012
Manipulasi gen adalah kartu liar besar di Olimpiade tahun ini, kata Roth. "Orang-orang telah memprediksi selama beberapa Olimpiade terakhir bahwa akan ada doping gen di Olimpiade berikutnya, tetapi tidak pernah ada bukti kuat." Terapi gen sering dipelajari dalam konteks medis, dan sering kali gagal, katanya. catatan. "Bahkan jika terapi gen dikenal kuat dalam hal mengobati penyakit, ketika Anda memasukkannya ke dalam konteks kinerja atletik, Anda berurusan dengan yang tidak diketahui."

Keberadaan doping gen sulit dideteksi secara pasti. Sebagian besar tes yang mungkin berhasil memerlukan sampel jaringan dari atlet yang dicurigai. "Kami berbicara tentang biopsi otot, dan tidak banyak atlet yang bersedia memberikan sampel jaringan saat mereka bersiap untuk bertanding," kata Roth. Manipulasi gen tidak mungkin muncul dalam aliran darah, urin atau air liur, sehingga tes yang relatif tidak mengganggu cairan tersebut tidak akan banyak menentukan.

Sebagai tanggapan, WADA telah mengadopsi pendekatan pengujian baru yang disebut Paspor Biologis Atlet (ABP), yang akan digunakan di Olimpiade London. Beberapa otoritas olahraga internasional seperti International Cycling Union juga sudah mulai menggunakannya. Kunci keberhasilan ABP adalah, daripada mencari agen khusus&mdashseperti EPO&mdashprogram ini memantau tubuh atlet dari waktu ke waktu untuk melihat perubahan mendadak, seperti peningkatan jumlah sel darah merah.

Cara lain untuk mendeteksi keberadaan doping gen adalah dengan mengenali bagaimana tubuh merespons gen asing&terutama, mekanisme pertahanan yang mungkin digunakannya. "Efek obat atau gen asing apa pun akan diperumit oleh organisme yang mencoba mencegah kerusakan dari manipulasi itu," kata Friedmann&mdash, bukan dari perubahan yang dimaksudkan yang disebabkan oleh EPO, Misalnya.

Pertandingan Olimpiade memperjelas bahwa semua atlet tidak diciptakan sama, tetapi kerja keras dan dedikasi dapat memberi seorang atlet setidaknya peluang kemenangan di luar bahkan jika pesaing datang dari ujung yang lebih dalam dari kumpulan gen. "Penampilan elit tentu merupakan kombinasi dari bakat dan pelatihan berbasis genetik yang memanfaatkan bakat tersebut," kata Roth. "Jika Anda dapat menyamakan semua faktor lingkungan, maka orang yang memiliki keunggulan fisik atau mental akan memenangkan persaingan. Untungnya faktor-faktor lingkungan itu ikut berperan, yang memberi olahraga ketidakpastian dan keajaiban yang didambakan para penonton."


Sel Otot Rangka Manusia Primer dan Media Pertumbuhan

Sel otot rangka baru berasal dari sel satelit diam, yang berada di serat otot antara lamina basal dan sarkolema. Sel satelit diam diaktifkan oleh rangsangan seperti kerusakan otot. Setelah aktivasi, sel-sel, sekarang disebut myoblasts, mulai berkembang biak dan menyatu dengan serat otot yang rusak atau dengan satu sama lain membentuk myotube baru. Dalam mempelajari kerusakan otot, sel otot rangka manusia (SkMCs) primer telah terbukti berguna dalam menjelaskan mekanisme regenerasi dan diferensiasi otot, serta dalam pemodelan gangguan dan penyakit neuromuskular.

PromoCell ® Primer Sel Otot Rangka Manusia diproduksi dari jaringan otot rangka manusia normal dari lokasi yang berbeda, termasuk M. pectoralis mayor atau M. gluteus (banyak informasi sumber spesifik tersedia berdasarkan permintaan). Sel-sel ini dapat diinduksi untuk berdiferensiasi menjadi syncytia berinti banyak menggunakan Media Diferensiasi Sel Otot Kerangka PromoCell ®. Tak lama setelah isolasi, semua sel otot rangka manusia diawetkan di jalur 2 (P2) menggunakan media pembekuan bebas serum, Cryo-SFM (C-29910). Setiap cryovial mengandung setidaknya 500.000 sel yang layak setelah dicairkan. Sel Otot Rangka Manusia juga tersedia sebagai kultur sel yang berkembang biak yang dihasilkan dari sel-sel cryopreserved yang telah dicairkan dan dikultur selama tiga hari.

Protokol Diferensiasi untuk Sel Otot Rangka Manusia (lihat di bawah)

Medium Pertumbuhan Sel Otot Rangka adalah medium serum rendah yang dikembangkan untuk perluasan kultur sel otot rangka manusia. Medium Diferensiasi Sel Otot Rangka adalah medium bebas serum yang dikembangkan untuk menginduksi fusi sel otot rangka ke myotubes dengan syncytia berinti banyak yang khas. Media ini dioptimalkan untuk pertumbuhan sel manusia primer, tetapi juga dapat digunakan untuk sel otot rangka murine, tikus, anjing, dan kelinci. Medium Pertumbuhan Sel Otot Rangka tersedia dalam dua format: "siap pakai" atau "kit". Opsi "siap pakai" terdiri dari botol Basal Medium 500 mL dan satu botol SupplementMix. Kit Medium Pertumbuhan Sel Otot Rangka terdiri dari botol Basal Medium 500 mL dan Paket Suplemen (satu set botol individu dengan suplemen yang telah diukur sebelumnya), memberikan pengguna kontrol penuh atas formulasi media. The SupplementMix atau SupplementPack ditambahkan ke Basal Medium untuk mempersiapkan Medium Sel Otot Rangka lengkap. Basal Medium (dengan atau tanpa phenol red), SupplementMix, dan SupplementPack juga tersedia untuk pembelian individu.

Detail Suplementasi Media Sel Otot Rangka

Medium Pertumbuhan Sel Otot Rangka mengandung semua faktor pertumbuhan dan suplemen yang diperlukan untuk pertumbuhan optimal sel otot rangka manusia, termasuk faktor pertumbuhan epidermal, faktor pertumbuhan fibroblas dasar, dan insulin (Tabel 1). Media Diferensiasi Sel Otot Rangka adalah media bebas serum yang mengandung insulin. Media ini tidak mengandung antibiotik atau antimikotik dan diformulasikan untuk digunakan dalam inkubator dengan atmosfer 5% CO2


Tonton videonya: Otot Pada Tubuh Manusia (Februari 2023).