Pod redakcją dr Cesare Squillace, PhD
Obecnie w całej społeczności naukowej powszechnie przyjmuje się, że regularne ćwiczenia fizyczne determinują fizjologiczną reakcję ochronną na wiele przyczyn śmiertelności, w przeciwieństwie do zjawisk zapalnych, takich jak miażdżyca i insulinooporność. Wykonywanie regularnych ćwiczeń fizycznych pozwala nie tylko na kurczenie się mięśni szkieletowych, ale także na wydzielanie i uwalnianie do krwiobiegu cytokiny przeciwzapalnej: IL-6 (interleukina 6). Dowody naukowe pokazują, że stymuluje wytwarzanie i uwalnianie innych krążących cytokin, takich jak IL-1ra (antagonista receptora inteleukiny 1) i IL-10 (interleukina 10); hamuje również produkcję prozapalnych interleukin, takich jak TNF-α (czynnik martwicy nowotworu alfa). IL-6 ułatwia obrót lipidów, stymuluje lipolizę oraz ß-oksydację.
Liczne badania podkreślają, w jaki sposób regularne ćwiczenia indukują supresję TNF-α, oferując ochronę przed opornością na insulinę generowaną przez samą cytokinę. Ostatnio IL-6 została zdefiniowana jako pierwsza „miokina” wytwarzana i uwalniana przez poszczególne włókna mięśni szkieletowych po ich skurczu, wywierająca wpływ również na inne narządy ciała.
Wiemy, że mięsień szkieletowy jest największym organem w ludzkim ciele; odkrycie, że prosty skurcz mięśnia przekłada się nie tylko na odpowiedź biomechaniczną, ale także na produkcję cytokin przeciwzapalnych, otwiera nowe paradygmaty: mięsień szkieletowy jest narządem dokrewnym, który poprzez skurcz stymuluje produkcję i uwalnianie cytokin, które mogą wpływać na metabolizm i modyfikować ich produkcję w tkankach i narządach (ryc. 1).
Ryc. 1 Tkanka mięśni szkieletowych musi być uważana za ważny narząd dokrewny, który wyraża i uwalnia cytokiny (zwane również miokinami) do krwioobiegu i potencjalnie wpływa na metabolizm i status zapalne w tkankach i narządach (z Pedersen BK, 2006).
W warunkach sepsy iw modelach doświadczalnych kaskada cytokin obejmuje TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-ra, sTNF-R i IL-10. Wydaje się, że dwie pierwsze cytokiny to TNF-α i IL-1ß, produkowane lokalnie. Te cytokiny są klasycznie uznawane za prozapalne. Te same stymulują produkcję IL-6, która została sklasyfikowana jako działająca zarówno pro, jak i przeciwzapalnie. Cytokiny wytwarzane podczas wysiłku różnią się od tych występujących po infekcjach. Fakt, że klasyczne cytokiny prozapalne, TNF-α i IL-1ß, na ogół nie wzrastają wraz z wysiłkiem, wskazuje, że kaskada cytokin indukowana przez wysiłek fizyczny różni się od indukowanej przez powszechną infekcję.
Pierwszą cytokiną uwalnianą do krwiobiegu podczas wysiłku jest IL-6. Te same poziomy w krążeniu wzrastają wykładniczo (100 razy więcej) w odpowiedzi na ćwiczenia i zmniejszają się w okresie poćwiczeniowym (rysunek 2).
Ryc. 2 Podczas przewlekłego stanu zapalnego spowodowanego „zakażeniem typu ogólnoustrojowego (po lewej), kaskada cytokin w ciągu pierwszych godzin jest reprezentowana przez cytokiny TNF-α, IL-6, IL-1ra, sTNF-R i IL-10 w odpowiedź na wysiłek (po prawej) nie obejmuje TNF-α, ale wykazuje wyraźny wzrost IL-6, po którym następują IL-ra, sTNF-R i IL-10. Nie ma dowodów na wzrost poziomu białka C-reaktywnego (CRP) (z Pedersen BK, 2006).
Podsumowując, można powiedzieć, że regularne ćwiczenia fizyczne generują odpowiedź przeciwzapalną, która wyraża się poprzez produkcję ważnej cytokiny, takiej jak IL 6. Działa ona na różne tkanki i jednocześnie stymuluje produkcję IL-ra i IL.-10, poprzez hamowanie prozapalnej cytokiny TNF-α Następnie mięsień szkieletowy, poprzez proste skurcze mięśni, wytwarza i uwalnia „miokiny”, które pośredniczą w korzystnych skutkach ćwiczeń fizycznych i pełnią fundamentalną rolę, chroniąc i przeciwdziałając stan przewlekłego zapalenia, taki jak ten występujący w chorobie sercowo-naczyniowej i cukrzycy typu 2.
Bibliografia
Brandt C, Pedersen BK., 2010, Rola miokin wywołanych wysiłkiem fizycznym w homeostazie mięśniowej i obronie przed chorobami przewlekłymi, J Biomed Biotechnol.
Helmark IC, Mikkelsen UR, Børglum J, Rothe A, Petersen MC, Andersen O, Langberg H, Kjaer M., 2010Wysiłek fizyczny zwiększa poziom interleukiny-10 zarówno śródstawowo, jak i okołomaziówkową u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego: badanie kontrolowane z randomizacją, Zapalenie stawów Res.
Pedersen BK, luty M., 2005, Interleukina-6 pochodzenia mięśniowego – możliwe połączenie między mięśniami szkieletowymi, tkanką tłuszczową, wątrobą i mózgiem, Mózg Zachowania Odporność.
Pedersena BK, 2006, Działanie przeciwzapalne ćwiczeń: ich rola w kontroli cukrzycy i chorób układu krążenia, Eseje Biochem.
Pedersena BK. 2009, Choroba braku aktywności fizycznej – i rola mięśnia miokinezyny – rozmowa tłuszczowa., J Fizjol.
Pedersena BK., 2011, Miokiny wywołane wysiłkiem fizycznym i ich rola w chorobach przewlekłych.
Odporność na zachowanie mózgu.
