Механизмы действия гормона роста (GH) и инсулиноподобного фактора роста-1 (IGF-1)

Предупреждение: Следующая информация предназначена только как гипотетическое рассмотрение способов, которыми физиология человека может быть изменена с помощью фармакологических средств для достижения поразительной мускулистости. Лекарства, обсуждаемые в этой серии статей, в основном отпускаются по рецепту и не должны использоваться без наблюдения квалифицированного врача. Запрещается предпринимать попытки обойти законы вашего региона, чтобы получить эти лекарства без рецепта. Как всегда, Meso-Rx никоим образом не оправдывает незаконное приобретение и / или использование рецептурных препаратов для целей, отличных от тех, которые одобрены FDA или другими юридически признанными регулирующими органами.

Бодибилдинг - это яркая демонстрация человеческих достижений. Позиция, связанная с этим, напоминает мне европейские соборы в стиле барокко, где каждый дюйм артистизма кричит: «Чем больше, тем лучше»! В то же время бодибилдинг - это не только наука, но и субкультура. Это многодисциплинарная наука, включающая физиологию, биологию, эндокринологию, метаболизм, клеточную физиологию, генетику, молекулярную биологию и, мы не должны забывать, фармакологию. Список научных областей, относящихся к бодибилдингу, обширен.

Я рассматриваю соревнования по бодибилдингу как своего рода уездную ярмарку. Когда я размышляю о нынешнем статусе профессионального бодибилдинга, я часто представляю, как вижу, как выигравший призовой скот предстает перед толпами вуайеристов, восхищающихся зрелищем, когда видишь нечто, выходящее за рамки того, что задумывала природа.

Как бодибилдер, я не могу не думать о том времени, энергии, еде, генетических манипуляциях и лекарствах, которые потратили на создание такого впечатляющего образца с мышечной связью. Здесь, на ярмарке, выращивание крупного рогатого скота, удостоенного призов, - это не вопрос морали или этики, а скорее проявление преданности делу, правильного применения знаний и, возможно, демонстрации финансовых ресурсов. То, что делают с животным, чтобы оно стало больше, стройнее и быстрее, по большей части считается полезным. Я занимаюсь бодибилдингом на той же арене, что и этот. Используя наркотики, и однажды, в скором времени, генетические изменения, чтобы вырастить человека.тело больше, стройнее, в два раза меньше - это само по себе не вопрос морали, а скорее упражнение в научных достижениях. Это выражение человеческого понимания в упомянутых выше научных областях, чтобы получить контроль над природным миром вокруг нас или, в данном случае, внутри нас.

Так почему же бодибилдинг не признается в качестве законной области научных исследований большинством рецензируемых научных журналов? Ответ сложен и, безусловно, слишком философичен, чтобы здесь вдаваться. Для наших целей можно просто сказать, что бодибилдинг не представляет достаточной ценности для нашего общества, чтобы быть официально признанным чем-то, на что стоит тратить время и федеральные деньги. Между тем, ученые будут продолжать заимствовать инструменты и методы бодибилдинга, чтобы исследовать свои собственные и уважаемые области исследований. Мы, бодибилдеры, должны пока довольствоваться тем, что собираем отходы со столов с лабораторных столов для достижения наших целей.

В этой статье будет представлена ​​целостная картина некоторых из самых недавних записок, выпавших нам из академических кругов. Основное внимание будет уделено правильному применению гормона роста человека (GH) и инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) для наращивания мышечной массы. Эта информация будет представлена ​​таким образом, чтобы описать, как эти факторы роста могут быть включены в традиционные протоколы, состоящие в основном из андрогенов. Читая это, важно помнить, что мой взгляд на бодибилдинг, несомненно, повлияет на то, как я подаю эту информацию. Я никоим образом не оправдываю мошенничества для победы в конкурсе или нарушения государственных или федеральных законов для достижения ваших целей. Вместо этого я просто делюсь знаниями с нынешними или потенциальными пользователями, имеющими соответствующий доступ к анаболическим веществам.

Ось GH / IGF-1

Уровень гормона роста в вашем организме строго регулируется многочисленными химическими посредниками, включая макроэлементы, нейротрансмиттеры и гормоны. Сигнал к увеличению уровня гормона роста в вашем организме начинается с гипоталамуса. Здесь два пептидных гормона действуют согласованно, увеличивая или уменьшая выработку GH гипофизом. Эти гормоны - соматостатин (SS) и гормон высвобождения гормона роста (GHRH). Соматостатин действует на гипофиз, снижая выработку гормона роста. GHRH действует на гипофиз, увеличивая выработку GH. Вместе эти гормоны пульсирующим образом регулируют уровень GH, который циркулирует в вашем теле (см. Рис. 1).

На этот хрупкий баланс могут влиять несколько факторов. Во-первых, GH подвергается отрицательной обратной связи в ответ на свой собственный релиз. GH, а также IGF-1, циркулируют обратно в гипоталамус и гипофиз, чтобы увеличить высвобождение SS, тем самым уменьшая высвобождение GH. GH также может действовать аутокринным и паракринным (т. Е. Воздействуя на исходные клетки и соседние клетки без необходимости попадания в кровоток) как в гипоталамусе, так и в гипофизе.

Нейротрансмиттеры также влияют на уровень гормона роста в гипоталамусе. Этот нейроэндокринный контроль все еще выясняется, но некоторые факторы уже явно задействованы (см. Таблицу 1).

Таблица 1.

Факторы питания и метаболизма также влияют на уровень гормона роста. Падение уровня глюкозы в крови, например, во время упражнений или во время сна, вызывает увеличение секреции GH. Кормление с высоким содержанием белка увеличивает острую секрецию гормона роста. Некоторые аминокислоты, такие как L-аргинин, по-видимому, увеличивают GH, уменьшая высвобождение SS из гипоталамуса. Было показано, что даже витамин ниацин увеличивает вызванное физическими упражнениями высвобождение гормона роста на 300-600% (Murray, 1995). В этом конкретном исследовании было четыре отдельных испытания, в которых 10 испытуемых ездили на велосипеде с максимальным показателем VO2 68% в течение 120 минут, а затем выполняли задание на выполнение 3,5 мили на время. Каждые 15 минут во время тренировки субъекты принимали 3,5 мл / кг безжировой массы одного из четырех напитков: 1) водное плацебо (WP), 2) WP + 280 мг никотиновой кислоты. L-1 (WP + NA), 3) 6% углеводно-электролитный напиток (CE) и 4) CE + NA. Прием никотиновой кислоты (WP + NA и CE + NA) замедляет рост свободных жирных кислот (FFA), связанный с WP и CE; Фактически, прием никотиновой кислоты эффективно предотвращал повышение FFA выше значений в состоянии покоя. Низкие уровни FFA при кормлении никотиновой кислотой были связаны с 3-6-кратным увеличением концентрации гормон роста человека во время упражнений. Остается вопрос, приводит ли это резкое, но временное увеличение GH к большему тренировочному эффекту? Это может привести к увеличению емкости хранения гликогена, но кроме этого, мы действительно не знаем.

Ограничение калорийности резко снижает уровень IGF-1 в сыворотке, но в то же время увеличивает выброс гормона роста. Этот механизм эффективно помогает человеку метаболически адаптироваться без анаболических действий, которые потенциально могут ускорить смерть от голода. Важно понимать, что GH может быть анаболическим или катаболическим. Когда потребление питательных веществ высокое, секреция GH увеличивается, что также приводит к увеличению уровней IGF-1, IGFBP3 и инсулина. Основная роль гормона роста в этих условиях заключается в повышении анаболизма за счет местных факторов роста, таких как IGF-1 и инсулин. И наоборот, когда потребление питательных веществ низкое, GH снова увеличивается. Но на этот раз нет сопутствующего увеличения IGF-1, IGFBP3 или инсулина.строительные эффекты. Такое поведение оси GH / IGF-1 является частью того, что затрудняет наращивание мышечной массы во время диеты. Следует отметить, что локально продуцируемый в скелетных мышцах IGF-1 нормально реагирует на тренировки во время диеты. Это делает тяжелые отягощения обязательными при попытке подготовиться к выступлению без использования наркотиков.

Гормон роста: как это работает?

Всегда разумно иметь базовое представление о том, как добавка, гормон или лекарство работают для наращивания и / или сохранения мышц, прежде чем рассматривать их использование. Знание того, как гормон действует в организме, необходимо, чтобы принимать собственные решения и управлять своими собственными режимами, если вы планируете их использовать. Без этого понимания вы, несомненно, в конечном итоге потратите много денег и, возможно, поставите под угрозу свое здоровье.

Долгое время считалось, что GH оказывает анаболическое действие на периферические ткани через IGFs, также известные как соматомедины («медиатор роста»). Связывающие белки играют важную роль в смягчении анаболических эффектов как GH, так и IGF-1. IGF-1 контролируется по крайней мере 6 различными связывающими белками, и могут быть другие, ожидающие выяснения. На сегодняшний день существует несколько теорий о том, как GH вызывает рост в тканях-мишенях. Первая теория называется гипотезой соматомедина (Даугадей, 1972) .

Гипотеза Somatomedin утверждает, что GH высвобождается из гипофиза, а затем перемещается в печень и другие периферические ткани, где вызывает синтез и высвобождение IGF. IGF получили свое название из-за структурного и функционального сходства с проинсулином. Эта гипотеза гласит, что IGF работают как эндокринные факторы роста, что означает, что они перемещаются с кровью к тканям-мишеням после того, как высвобождаются из клеток, которые их произвели, в частности, в данном случае печени. Действительно, многие исследования показали, что у животных с дефицитом GH системные инфузии IGF-1 приводят к нормальному росту. Эффекты были аналогичны тем, которые наблюдались после введения GH. Интересно, что за этим последовали дополнительные исследования, которые показали, что IGF-1 значительно уступает эндокринным препаратам.фактор роста, требующий почти в 50 раз больше, чтобы оказывать такое же действие, как GH (Skottner, 1987). Недавно rhIGF-1 стал более доступным и в настоящее время одобрен для лечения истощения, связанного с ВИЧ. Эта повышенная доступность позволила проверить эту гипотезу на людях. Исследования на людях с нечувствительностью к GH (синдром Ларона) последовательно подтверждали гипотезу соматомедина (Rank, 1995; Savage, 1993).

Вторая теория о том, как GH вызывает анаболические эффекты, называется теорией двойных эффекторов (Green, 1985). Эта теория утверждает, что сам GH оказывает анаболическое действие на ткани тела без необходимости IGF-1. Эта теория была подтверждена исследованиями инъекции GH непосредственно в ростовые пластины. Дополнительные доказательства, подтверждающие эту теорию, находятся на генетически измененных линиях мышей. При сравнении мышей, которые генетически чрезмерно экспрессируют GH, и мышей, которые чрезмерно экспрессируют IGF-1, мышей GH больше. Это свидетельство было размещено некоторыми в поддержку теории двойного эффектора. Интересно, что когда антисыворотка к IGF-1 (она разрушает IGF-1) вводится одновременно с GH, все анаболические эффекты GH отменяются.

Теория соматомедина и теория двойного эффектора не так уж и отличаются. Можно просто утверждать, что GH может производить рост без IGF-1. Судя по исследованиям, я склонен верить в теорию соматомедина. Это становится проблемой только тогда, когда кто-то решает, использовать ли только GH или комбинировать его с IGF-1 или инсулином.

На основании имеющихся в настоящее время данных можно рассчитывать на три основных механизма, с помощью которых GH приводит к росту (Spagnoli, 1996).

1. Эффекты GH на образование костей и рост органов опосредуются эндокринным действием IGF-1. Как утверждается в гипотезе соматомедина, GH, высвобождаемый из гипофиза, вызывает повышенное производство и высвобождение IGF-1 в общий кровоток. IGF-1 затем перемещается к тканям-мишеням, таким как кости, органы и мышцы, вызывая анаболические эффекты.
2. GH регулирует активность IGF-1 за счет увеличения производства связывающих белков (в частности, IGFBP-3 и другого важного белка, называемого кислотолабильной субъединицей), которые увеличивают период полужизни IGF-1 с минут до часов. Затем циркулирующие протеазы действуют, разрушая комплекс связывающий белок / гормон, тем самым контролируя высвобождение IGF-1 с течением времени. GH может даже заставить ткани-мишени производить IGFBP-3, повышая его эффективность на местном уровне.
3. IGF-1 оказывает не только эндокринное действие, но также паракринное / аутокринное действие в тканях-мишенях. Это означает, что когда GH попадает в мои мышцы, мышечные клетки увеличивают производство IGF-1. Этот IGF-1 может затем перемещаться к соседним клеткам (особенно к сателлитным клеткам), что приводит к росту и усилению омолаживающей способности клеток, которые не видели GH. Это предполагается теорией двойных эффекторов.

Чтобы понять, как работает IGF-1, вы должны понимать, как растут мышцы. Способность мышечной ткани постоянно регенерировать в ответ на активность делает ее уникальной. Его способность реагировать на физические / механические стимулы во многом зависит от так называемых сателлитных клеток. Клетки-сателлиты - это клетки-предшественники мышц. Вы можете думать о них как о «промышечных» клетках. Это клетки, которые находятся на мышечных клетках и вокруг них. Эти клетки бездействуют до тех пор, пока их не задействуют факторы роста, такие как IGF-1. Как только это происходит, эти клетки делятся и генетически превращаются в клетки с ядрами, идентичными ядрам мышечных клеток. Эти новые сателлитные клетки с мышечными ядрами критически важны, если не обязательны для роста мышц.

Без способности увеличивать количество ядер мышечная клетка не станет больше, а ее способность к самовосстановлению ограничена. Объяснение этому довольно простое. Ядро клетки - это то место, откуда берутся все чертежи новых мышц. Чем больше мышца, тем больше ядер нужно для ее поддержания. На самом деле существует соотношение «ядерный материал к объему», которое нельзя игнорировать. Когда мышца растет в ответ на функциональную перегрузку, существует положительная корреляция между увеличением количества миоядер и увеличением площади поперечного сечения волокон (CSA). Когда сателлитным клеткам запрещено отдавать новые ядра, перегруженные мышцы не будут расти.(Розенблатт, 1992 и 1994; Фелан, 1997). Итак, вы видите, что одним из важных ключей к неестественному росту мышц является активация сателлитных клеток такими факторами роста, как IGF-1.

IGF-1 стимулирует как пролиферацию (увеличение числа клеток), так и дифференцировку (преобразование в мышечно-специфические ядра) аутокринно-паракринным образом, хотя он вызывает дифференцировку в гораздо большей степени. Это согласуется с теорией двойных эффекторов. Фактически, вы можете ввести в мышцу IGF-1, и она будет расти! Исследования показали, что при местном введении IGF-1 увеличивает активность сателлитных клеток, содержание мышечной ДНК, содержание мышечного белка, массу мышц и площадь поперечного сечения мышц (Adams, 1998).

На переднем крае исследований ученые сейчас открывают сигнальный путь, с помощью которого механическая стимуляция и активность IGF-1 приводят ко всем вышеперечисленным изменениям в сателлитных клетках, содержании мышечной ДНК, содержании мышечного белка, массе мышц и площади поперечного сечения мышц. изложено выше. Это исследование основано на исследованиях, проведенных для объяснения гипертрофии сердца. В нем участвует мышечный фермент кальциневрин.который представляет собой фермент фосфатазу, активируемый высокими концентрациями внутриклеточных ионов кальция (Dunn, 1999). Обратите внимание, что перегруженные мышцы характеризуются хронически повышенными внутриклеточными концентрациями ионов кальция. Другое недавнее исследование продемонстрировало, что IGF-1 увеличивает внутриклеточные концентрации ионов кальция, что приводит к активации сигнального пути и последующей гипертрофии мышечных волокон (Semsarian, 1999; Musaro, 1999). Я ни в коем случае не генетик, поэтому не решился даже упомянуть об этом новом исследовании. Таким образом, исследователи, участвовавшие в этих исследованиях, объяснили это следующим образом: IGF-1, как и активированный кальциневрин, индуцирует экспрессию фактора транскрипции GATA-2, который накапливается в подмножестве ядер миоцитов, где он связывается с кальциневрином и специфическим дефосфорилированная изоформа фактора транскрипцииядерный фактор активированных Т-клеток или NF-ATc1. Таким образом, IGF-1 индуцирует опосредованную кальциневрином передачу сигналов и активацию GATA-2, маркера гипертрофии скелетных мышц, который взаимодействует с выбранными изоформами NF-ATc для активации программ экспрессии генов, ведущих к усилению синтеза сократительного белка и гипертрофии мышц. Вы все это поняли?

В этой первой части «Рост за пределами задуманного природой» мы обсудили роль, функцию и взаимодействие гормона роста и инсулиноподобного фактора роста-1 в росте тканей. В совокупности это называется осью GH / IGF-1. Мы узнали, что эта ось контролируется отрицательной обратной связью, означающей, что после высвобождения GH циркулирует обратно в гипоталамус и гипофиз, чтобы эффективно остановить дальнейшее высвобождение GH. Мы узнали, что циркулирующий IGF-1 оказывает такое же ингибирующее действие на высвобождение GH. Мы обсуждали оченьВкратце о роли нейротрансмиттеров в регулировании высвобождения GH посредством гормона, высвобождающего гормон роста (GHRH) и соматостатина (SS). Мы даже коснулись мельчайших деталей того, как IGF-1 действует на мышечные клетки. Боюсь, я разочаровал некоторых из вас, ожидающих раздела «как сделать» в этой статье. Не бойтесь, во второй части вы узнаете о влиянии этих гормонов, а также андрогенов, инсулина и гормонов щитовидной железы при их индивидуальном и комбинированном назначении ранее здоровым людям. Напомню, что эта статья не предназначена для того, чтобы побудить вас подвергнуть риску свое здоровье или нарушить закон, приобретая и используя эти вещества незаконно. Как всегда, цель Meso-Rx не ставится.потворствовать использованию веществ, улучшающих спортивные результаты, но обучать, предоставляя объективную информацию обо всех аспектах спортивных достижений высокого уровня и бодибилдинга.