Open Access

Role of endocrine factors and stem cells in skeletal muscle regeneration

Barbara Morawin
Barbara Morawin
 and 
Agnieszka Zembroń-Łacny
Agnieszka Zembroń-Łacny
   | Jun 02, 2021
Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej's Cover Image
About this article
Previous Article
Next Article
Cite
Article Category: Review
Published Online: Jun 02, 2021
Page range: 371 - 384
Received: Apr 23, 2020
Accepted: Dec 15, 2020
DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0014.9125
Keywords
© 2021 Barbara Morawin et al., published by Sciendo
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Ryc. 1

Ekspresja czynników transkrypcyjnych z rodziny MRF (MyoD, Myf5, miogenina) oraz rodziny Pax (Pax3 i Pax7); MRF – miogeniczny czynnik regulatorowy, MyoD – białko determinujące mioblast, Myf5 - miogenicznych czynnik 5, Pax 7 – białka z rodziny Pax [81]
Ekspresja czynników transkrypcyjnych z rodziny MRF (MyoD, Myf5, miogenina) oraz rodziny Pax (Pax3 i Pax7); MRF – miogeniczny czynnik regulatorowy, MyoD – białko determinujące mioblast, Myf5 - miogenicznych czynnik 5, Pax 7 – białka z rodziny Pax [81]

Ryc. 2

Schemat interakcji testosteronu z czynnikami regulującymi syntezę białka i hipertrofię mięśni, jak miostatyna (hamowanie), insulinopodobny czynnik wzrostu IGF-1 (stymulacja); Akt - serynowo-treoninowa kinaza białkowa, AR – wewnątrzkomórkowy receptor androgenowy, FOXO – rodzina czynników transkrypcyjnych, GR – receptor glukokortykoidowy, IGF-1 - insulinopodobny czynnik wzrostu 1, MyoD – białko determinujące mioblast [47, 48, 63]
Schemat interakcji testosteronu z czynnikami regulującymi syntezę białka i hipertrofię mięśni, jak miostatyna (hamowanie), insulinopodobny czynnik wzrostu IGF-1 (stymulacja); Akt - serynowo-treoninowa kinaza białkowa, AR – wewnątrzkomórkowy receptor androgenowy, FOXO – rodzina czynników transkrypcyjnych, GR – receptor glukokortykoidowy, IGF-1 - insulinopodobny czynnik wzrostu 1, MyoD – białko determinujące mioblast [47, 48, 63]

Zmiana liczby komórek satelitowych (SCs) pod wpływem aktywności fizycznej

Wysiłek Badani Liczba SCs Piśmiennictwo
10 tyg. trening wytrzymałościowy pacjenci, rozpoczęcie treningu po 4–7 tyg.chemioterapiiwiek 51 lat ↑we włóknach szybko kurczących się [64]
16 tyg. trening siłowy o dużej intensywności pacjenci z przewlekłą niewydolnością nerekwiek 54 ± 3 lata ↑ 15% we włóknach wolno kurczących się<−> we włóknach szybko kurczących się [61]
26 tyg. trening wytrzymałościowy pacjenci z chorobą Huntingtonawiek 51,7 ± 7,9 lat vs. osoby zdrowewiek 50 ± 6,7 lat ↑ wyłącznie u osób zdrowych [65]
po 12 tyg. trening siłowy w połączeniu z treningiem interwałowym mężczyźniwiek 74 ± 8 lat ↑ we włóknach szybko i wolno kurczących się [86]
bieg na dystansie 36 km biegacze długodystansowiwiek 25 ± 3 lata ↑ 27% 8 dni po biegu [51]
jednorazowy wysiłek siłowy mężczyźniwiek 21–35 latwiek > 60 lat ↑ 141% 24 godz. po wysiłku↑ 51% 24 godz. po wysiłku [27]
90-dniowy trening siłowy mężczyźniwiek 24 ± 1 rok ↑ 31% [44]
14 tyg. trening wytrzymałościowy mężczyźniwiek 73 ± 3 lata ↑ 29% [13]

Wpływ wysiłku fizycznego na stężenie insulinopodobnego czynnika wzrostu I (IGF-I) we krwi

WYSIŁEK BADANI STĘŻENIE IGF-I PIŚMIENNICTWO
16 tyg. Taekwondo5x60 min w tyg. Kobietywiek ≥ 65 lat ↑7% [18]
8 tyg. trening oporowy3 x w tyg. Mężczyźni ze zdiagnozowanąsarkopeniąwiek 55–77 lat [67]
Zdrowa grupa mężczyznwiek 55–77 lat ↓2%↑6 %
12 tyg. Oporowy3 x w tyg. Kobietywiek ≥ 60 lat [25]
15 min (8 ćwiczeń po 10–15 powtórzeń x 1) ↑7%
45 min (8 ćwiczeń po 10–15 powtórzeń x 3) ↑10%
16 tyg. trening aerobowy (40–65% HR max)30–60 min + trening oporowy (40–60% 1RM)3x w tyg. Mężczyźni chorzy na cukrzycęwiek 55–70 lat ↑16 % [4]
3-miesięczny trening interwałowy3x30 min w tyg. Kobiety i mężczyźniwiek 68,4 ± 4,3 lat ↓2% [50]
Test Wingate Mężczyźniwiek 20,23 ± 0,97 lat ↑13% [24]
16 tyg. okres kontrolny – brak ćwiczeń Pacjenci dializowaniwiek >18 lat ↑21% [60]
16 tyg. trening siłowy,3 razy w tyg. ↓18%
Ćwiczenia ekscentrycznezginaczy łokcia Nietrenujący mężczyźniwiek 20,1 ± 0,4 lat [93]
10 serii po 6 pełnych skurczy ↑20%
5 serii po 6 pełnych skurczy ↑3%
12 tyg. trening sztuk walki3 x 60 min w tyg. o intensywności 50–70% HR max Kobiety z nadwagą (BMI ≥25 kg/m2) wiek 41,4 ± 5,5 lat ↑7% [19]
12 tyg. trening oporowy2 x 60–80 min w tyg. Mężczyźniwiek 74,0 ± 1,2 latKobietywiek 20,2 ± 2,1lat ↓12%↓4% [70]
8 tyg. trening wytrzymałościowy Kobietywiek 76,7 ± 1,2 lat ↓2% (w trakcie wysiłku)↑1% (po treningu)
8 tyg. trening siłowy ↑4% (w trakcie wysiłku)↑7% (po treningu) [69]
8 tyg. trening wytrzymałościowy i siłowy ↑2% (w trakcie wysiłku)↑3% (po treningu)
Test o wzrastającej intensywności do odnowy na cykloergometrze Rowerzyści z przerostem mięśnia lewej komory sercawiek 22,5 ± 1,3 lat ↑10%
Rowerzyści z prawidłową masą mięśnia lewej komory sercawiek 21,8 ± 2,2 lat ↑26% [106]
Grupa kontrolnawiek 20,9 ± 0,9 lat ↑36%
Test Wingate Trenujący mężczyźniwiek 59 ± 1rokNietrenujący mężczyźniwiek 58 ± 1rok ↑25% [3]
↑8%
30 – min test na ergometrze wioślarskim; maksymalny dystans Wioślarzewiek 22,8 ± 4,5 ↑8% (bezpośrednio po wysiłku)↓22% (30 minut po wysiłku) [43]

Wybrane czynniki wzrostu regulujące aktywność komórek satelitowych (SCs)

Czynnik Pochodzenie Proliferacja/Różnicowanie
HGF komórki immunologiczne, endotelium, ECM +/− aktywuje i pobudza proliferację SCs oraz hamuje procesy różnicowania
FGF komórki immunologiczne, endotelium, ECM +/+ niewyjaśniona dokładna rola
IGF-1 komórki immunologiczne, endotelium, ECM, hepatocyty ++/+ wykazuje działanie mitogenne
VEGF różne populacje komórek +/? stymuluje angiogenezę
PDGF-AAPDGF-BB komórki immunologiczne, endotelium −/+ wykazuje działanie przeciwstawne+/− wzmacnia angiogenezę
GDF-8 krążenie, komórki wydzielnicze −/− utrzymuje stan uśpienia SCs
TGF-βITGF-α krążenie, komórki wydzielnicze −/− zapobiega różnicowaniu mioblastów

Wpływ wysiłku fizycznego na stężenie całkowitego testosteronu (T) we krwi

Wysiłek Badani Stężenie T Piśmiennictwo
Półmaraton Biegacze długodystansowiwiek 31,3 ± 12,3 ↑2,5% (po 24 godz.) [101]
Zawody triathlonowe (pływanie 1500 m, jazda na rowerze 36 km, bieg 10 km) Triathloniściwiek 32,8 ± 3,1 ↓47% (1 godz. po wysiłku)↓35% (12 godz. po wysiłku)↓5% (48 godz. po wysiłku) [92]
8 tyg. trening oporowy3 x w tyg. Mężczyźni ze zdiagnozowanąsarkopeniąwiek 55–77 lat ↑2% [67]
Zdrowa grupa mężczyznwiek 55–77 lat ↑15%
12 tyg. trening aerobowy na ergometrze 3x40 min w tyg. Pacjenci z niewydolnością serca ↑2% [1]
12 tyg. trening aerobowy na ergometrze + trening siłowy ↓26%
3x20 + 20 min w tyg.
15 min jazda na ergometrze 40% VO2peak Biegacze wytrzymałościowiwiek 20,3 ± 0,3 lat ↑83% [82]
15 min jazda na ergometrze 70% VO2peak ↑133%
15 min jazda na ergometrze 90% VO2peak ↑450%
15 min jazda na ergometrze 40% VO2peak Nietrenujący mężczyźniwiek 22,0 ± 0,9 lat ↑125%
15 min jazda na ergometrze 70% VO2peak ↑225%
15 min jazda na ergometrze 90% VO2peak ↑337%
Trening HIIT (4 x 4 min + 3 min odpoczynek)Trening HVT (90 min) Rowerzyściwiek 14,0 ± 1 [45]
Bieg 75% HR – strefa tlenowa Piłkarze nożniwiek 17,08 ± 1,09 lat ↑ok. 120% [14]
Bieg 85% HR – strefa beztlenowa wysiłek do wyczerpania ↑ok. 50%
19-dniowy obóz sportowy, specjalistyczny trening Kajakarzewiek 22,7 ± 2,6 lat ↑5% [89]
15 min bieg na poziomie 65–75% HRmax Uczniowiewiek 14–15 lat ↑29% [97]
5 tyg. intensywny trening przygotowujący do startów/turniej Tenisiściwiek 18,5 ± 0,4 lat ↑13% [31]
6 tyg. wysiłek na poziomie 70–80% HRmax Mężczyźniwiek 62,5 ± 5,3 lat ↑28% [35]
14 tyg. intensywny trening przygotowujący do zawodów lekkoatletycznych Biegacze średniodystansowiwiek 18,92 ± 1,72 lat ↑5% [37]
60 min. trening siatkarski Siatkarzewiek 16,3 ± 1,1 lat ↑14% [68]
10 tyg.trening siłowy Mężczyźniwiek 19–42 lat ↑20% [9]
eISSN:
1732-2693
Language:
English
Publication timeframe:
Volume Open
Journal Subjects:
Life Sciences, Molecular Biology, Microbiology and Virology, Medicine, Basic Medical Science, Immunology
Journal RSS Feed