Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: cynk, testosteron, insulina, IGF-1, komórki satelitarne, miogeneza, włókna mięśniowe.
Do cynku przylgnęła etykietka męskiego pierwiastka. A to przede wszystkim z uwagi na relacje pomiędzy tym pierwiastkiem a najważniejszym męskim hormonem płciowym – testosteronem. A testosteron, jak wiadomo, odpowiada za wszystkie atrybuty męskości – tężyznę fizyczną i możliwości seksualne. Dodatni wpływ tego hormonu na tężyznę fizyczną uzależniony jest z kolei głównie od jego aktywności anabolicznej, czyli wzrostowej względem tkanki mięśniowej.
Badania nad cynkiem w kontekście testosteronu zainicjowała bodaj Prasad, która doniosła w 1961 i 1963, że niedobór tego pierwiastka odpowiada za hipogonadyzm u dzieci, cofający się po uzupełnieniu niezbędnego tu minerału. W 1975 Marner, a w 1979 Caldamone, dostrzegli związek niedoboru cynku z męską bezpłodnością. Natomiast w 1977 Hartoma wykazał istnienie dodatniej korelacji pomiędzy poziomem cynku a poziomem męskich hormonów płciowych. W tym samym roku Antoniou zaobserwował, że jednym z ważnych objawów niedoboru cynku u mężczyzn jest impotencja. W 1981 Netter uzyskał wzrost poziomu testosteronu w efekcie podawania suplementu cynku. Jeszcze w tym samym roku Castro-Mangana zaobserwował, że dieta bogata w pokarmy obfitujące w cynk koreluje dodatnio z poziomem męskich hormonów płciowych. W dwa lata później, ten sam badacz, we współpracy z Ghanami-Maibodi, udowodnił, że doustna suplementacja cynku podnosi poziom testosteronu. Chociaż jeszcze nieco wcześniej, w 1982, Mahajan pobudził pracę jąder, podając cynk pacjentom cierpiącym na schorzenia urologiczne. Jednak bodaj najczęściej cytowane tu i najszerzej komentowane badanie to praca zespołu Anandy Prasad z 1996 roku, w której to nasza badaczka, podając zdrowym mężczyznom przez 6 miesięcy cynk, uzyskała prawie 100-procentowy wzrost poziomu testosteronu. Brilla w 1998, a w 2004 do spółki z Conte, podawał miks cynku i magnezu, uzyskując wzrost poziomu testosteronu u sportowców. W 2006 Kilic zapobiegał spadkowi poziomu testosteronu u ciężko trenujących zapaśników, podając im przez 4 tygodnie suplementy cynku. Dodatnią korelację pomiędzy poziomem cynku i testosteronu potwierdzał też u mężczyzn Meeker w badaniu z 2008 roku. W tym samym czasie El-Sisy uzyskał prawie 200-tuprocentowy wzrost poziomu testosteronu u kozłów, których paszę wzbogacono suplementem cynku.
Po wielu badaniach stało się też jasne, że cynk wykazuje ochronną aktywność względem prostaty, a testosteron umożliwia mu, jakimś sposobem, pełnienie tej dobroczynnej funkcji. Naukowcy zidentyfikowali nową klasę receptorów androgenowych (wyspecjalizowanych białek odpowiedzialnych za aktywność testosteronu w organizmie), ulokowanych w błonie komórkowej komórek prostaty, które okazały się transporterami cynku, oznaczonymi symbolem ZIP9. Po związaniu testosteronu, receptory ZIP9 pompują cynk do komórek prostaty i zwiększają w ich wnętrzu stężenie tego pierwiastka. Tutaj natomiast cynk pełni funkcję wtórnego przekaźnika informacji hormonalnej, pobudzając produkcję białek kierujących cykl komórkowy ku programowanej śmierci komórki (apoptozie) i zapobiegających tym sposobem chorobliwemu rozrostowi prostaty (Thomas i Pascal, 2014).
Mając świadomość tej ścisłej współpracy cynku z testosteronem, który jest hormonem anabolicznym, naukowcy intuicyjnie przeczuwali, że pierwiastek ten musi mieć również jakiś udział w procesie rozwoju muskulatury. Udział cynku w budowaniu muskulatury potraktowały więc jako problem badawczy dwa zespoły naukowe – Ohashi’ego (2015) i Mnatsakanyana (2018).
A jak wynika z ustaleń tych zespołów badawczych, cynk angażuje się bardzo silnie w przebieg procesu miogenezy, służącego regeneracji starych i budowaniu nowych włókien mięśniowych. W procesie tym mioblasty, czyli macierzyste komórki mięśniowe, zwane też komórkami satelitarnymi, dzielą się intensywnie, czyli rozmnażają, co nazywamy proliferacją, i migrują w kierunku uszkodzonych lub przeciążonych wysiłkiem włókien mięśniowych. Tu zaczynają zlewać się ze sobą lub z włóknami mięśniowymi, co nazywane jest fuzją. Zlewanie się ze sobą komórek satelitarnych to proces różnicowania (dyferencjacji) prowadzący do wytwarzania nowych włókien mięśniowych. Natomiast zlewanie się ze starymi włóknami mięśniowymi, nazywane dominacją jąder miocytów, zaopatruje włókna w dodatkowe mitochondria odpowiedzialne za energetykę mięśni oraz w dodatkowe jądra komórkowe, odpowiedzialne za proces produkcji białek mięśniowych, wyznaczających masę i siłę muskułów.
Oba zespoły w swoich badaniach dowiodły, że cynk aktywuje proliferację i dyferencjację mioblastów, sprzyjając produkcji i regeneracji włókien mięśniowych. We wspomnianych badaniach jednocześnie wykazano, że cynk działa silniej na tym polu w połączeniu z insuliną, albowiem stymuluje anaboliczne szlaki sygnalizacyjne tego hormonu. I w tym miejscu znowu objawia się współpraca cynku z testosteronem, albowiem również testosteron stymuluje anaboliczne szlaki sygnalizacyjne insuliny w komórkach tkanki mięśniowej. Z jednaj strony ta stymulacja może być bezpośrednia, z drugiej zaś polega na pobudzaniu komórek tkanki mięśniowej do produkcji insulinopodobnego czynnika wzrostu typu 1 (IGF-1), który, jak sama jego nazwa wskazuje, działa tak samo anabolicznie na mięśnie, jak insulina.
