Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: IGF-1, MGF, GH, insulina, DHEA, hormony tarczycy, steroidy anaboliczno-androgenne, melatonina, resweratrol, hormony anaboliczne, mięśnie szkieletowe.
IGF-1 to uniwersalny i najprawdopodobniej najsilniejszy hormon anaboliczny – zatrzymujący białko w mięśniach i powiększający rozmiary muskulatury. Mało tego: IGF-1 pełni funkcję przekaźnika sygnałów od większości hormonów anabolicznych – od somatotropiny, melatoniny oraz żeńskich i męskich hormonów płciowych, takich jak: estradiol, DHEA oraz testosteron i niektóre jego pochodne – steroidy anaboliczno-androgenne. Samodzielnie, bezpośrednio hormony te działają zazwyczaj słabo, pobudzają za to produkcję IGF-u w mięśniach i wątrobie, z której ten przenika do krwi – a z jej obiegiem – dociera do tkanki mięśniowej. Co więcej: IGF-1 przetwarza na sygnały anaboliczne informację o dobrym stanie odżywienia – tak samo zresztą, jak insulina. To tej właściwości zawdzięcza właśnie swoją nazwę: insulin-like growth factor (IGF) – ‘insulinopodobny czynnik wzrostu’. I w końcu: odpowiada w największej mierze za anaboliczną odpowiedź mięśni na ciężki trening siłowy.
Kilka faktów z historii
IGF-1 tworzy silne i nierozerwalne relacje z dwoma innymi hormonami anabolicznymi – somatotropiną i insuliną. Tak więc też i jego historii nie da się opowiedzieć, pomijając dzieje tej dwójki partnerów…
Evans i Long uzyskali ekstrakt z przedniego płata przysadki mózgowej i w 1920 roku dowiedli obecności w nim substancji hormonalnych. W 1922 opublikowali wyniki swoich prac, w których ekstrakt ten przyspieszał wzrastanie szczurów.
Dokładnie w tym samym czasie, w 1921 roku, Banting i Best usuwali psom trzustki, a następnie wstrzykiwali im ekstrakt z usuniętych organów. Zwierzęta pozbawione trzustek zapadały na cukrzycę, za to wstrzykiwanie ekstraktu błyskawicznie przywracało im zdrowie. Naukowcy nazwali swój lek isletiną, a po podjęciu produkcji komercyjnej – insuliną, a wszystko z tego powodu, że przeciwcukrzycowy hormon produkują wysepki gruczołowe, rozsiane w tkance trzustki, odkryte przez Paula Langerhansa w 1869 roku (ang. isle i łac. insula – ‘wyspa’).
W 1930 roku – Downs, w 1932 – Bierring i Nielsen, a w 1934 – Lee i Schaffer stwierdzają, że szczury traktowane ekstraktami z przysadki nie tylko szybciej rosną, ale mają też proporcjonalnie znacznie więcej mięśni, a jednocześnie – zdecydowanie mniej tkanki tłuszczowej. W 1945. Li wyizolował pojedynczą substancję z bydlęcej przysadki, zaś w 1948 dowiódł, że to właśnie ten związek odpowiada za wzrostowe efekty działania ekstraktu Evansa. Z uwagi na tak wszechstronny zwrot ku fizjonomii, nowoodkryty hormon nazwano somatotropiną (gr. somatos – ‘ciało’, tropos – ‘zwrot’.), chociaż dzisiaj autorzy częściej posługują się synonimem tej nazwy: growth hormone (GH) – ‘hormon wzrostu’.
Badając mechanizmy, poprzez które somatotropina stymuluje wzrost, kilka zespołów naukowców udowodniło, że hormon ten stymuluje między innymi rozwój chrząstki. Kiedy jednak Salmon i Daughaday potraktowali somatotropiną wyizolowaną chrząstkę, nie zaobserwowali jej wzrostowego działania na tę tkankę. To skłoniło ich do sformułowania w 1957 roku hipotezy, że sama somatotropina nie działa bezpośrednio, jako taka, tylko pobudza wątrobę do produkcję właściwych, aktywnych metabolicznie hormonów, wydzielanych do krwi i przenoszonych z jej obiegiem do tkanek docelowych. Autorzy hipotezy nazwali te hormony, w 1972 roku, somatomedynami – ‘pośrednikami somatotropiny’.
W międzyczasie, w 1954 roku, Randal opisał całościowo efekty działania insuliny. Stało się wiadomym, że insulina przenosi glukozę do tkanek, a w ten sposób obniża poziom cukru we krwi (chroni przed cukrzycą), jak również transportuje aminokwasy do tkanki mięśniowej, gdzie pobudza wbudowywanie tych związków w molekuły białek (stymuluje anabolizm). W 1963. – Froesch, a w 1966. – Burgi, zauważają, że podanie zwierzętom serum anty-insulinowego nie znosi całkowicie aktywności biologicznej insuliny. To skłoniło naukowców do sformułowania hipotezy o istnieniu jakichś niezidentyfikowanych ciał hormonalnych, naśladujących mechanizmy działania insuliny. Hipotetyczne cząsteczki nazwano: NSILA – nonsuppressible insulin-like activiti. W swoich pracach z 1976 i 1978 roku, Rinderknecht i Humbel ustalają strukturę chemiczną NSILA i nazywają je: insulin-like growth factors (IGF) – ‘insulinopodobne czynniki wzrostu’, wyróżniając dwa typy – IGF-1 i IGF-2. Klapper dowiódł natomiast w 1983 roku, że odkryta w latach 50. somatomedyna C ma identyczną sekwencję aminokwasów jak IGF-1. Tym samym stało się jasne, że dwie grupy naukowców odkryły te same związki, tyle że dochodząc do tego innymi drogami.
Pierwotna teoria – zakładająca, że somatotropina pobudza tylko produkcję smatomedyn w wątrobie, zaś dopiero te działają na tkanki docelowe – nie znajdowała potwierdzenia we wszystkich badaniach. Dowiedziono na przykład, że somatotropina nie potrzebuje pośrednictwa somatomedyn, aby pobudzać lipolizę – rozpad cząsteczek tłuszczu w tkance tłuszczowej. Stwierdzono również, że somatotropina pobudza produkcję IGF-u nie tylko w wątrobie, ale również w licznych tkankach pozawątrobowych (np. mięśniowej) oraz że niektóre tkanki (np. mięśniowa) mogą produkować IGF, również niezależnie od aktywności hormonu wzrostu. Mięśniową formę IGF-1 nazwano najpierw, ogólnie – muscle-restricted insulin-like growth factor (mIGF-1). Szczegółowym badaniem mIGF-1 zajął się Goldspink i ustalił w 2002 roku, że związek ten powstaje tutaj w kilku formach, a że wzrost syntezy jednaj z tych form następuje głównie w efekcie naprężeń mechanicznych włókien mięśniowych, dlatego nazwał ją: mechanical growth factor (MGF).
U progu nowej ery
Znani nam już badacze – Banting i Best – prowadzący swoje badania (jak pamiętamy) na psach, szybko zauważyli, że psie trzustki są mało wydajnym źródłem insuliny. Wyizolowali więc znaczne ilości drogocennego hormonu z trzustek cielęcych, a dysponując solidniejszym zapasem, postanowili wypróbować jego działanie na ludziach. W 1922 roku zaczęli podawać insulinę trzynastoletniemu chłopcu, choremu na cukrzycę. Poziom cukru spadł już po półgodzinie a dzieciak błyskawicznie powrócił do zdrowia. Odtąd cukrzyca przestała stanowić śmiertelne zagrożenie.
Pierwszą próbę leczenia somatotropiną karłowatości podjął endokrynolog z Bostonu, Maurice Raben, dopiero ponad ćwierć wieku od jej odkrycia – w 1958 roku. Ponieważ, w efekcie podawania hormonu, dziecko zaczęło rosnąć, dlatego Raben szybko znalazł naśladowców i leczenie karłowatości stało się faktem. Somatotropina nastręczała jednak klinicystom znacznie więcej problemów niż insulina. W leczeniu ludzi nie udało się wykorzystać, tak jak insuliny, somatotropiny bydlęcej. W przeciwieństwie do insuliny, somatotropina okazała się hormonem swoistym gatunkowo – skład aminokwasowy somatotropiny bydlęcej zgadzał się tylko w 35% ze składem ludzkiej, więc związek ten nie wykazywał aktywności wzrostowej w organizmie człowieka. (Insulina bydlęca różni się od ludzkiej jedynie trzema aminokwasami, zaś świńska – jednym.) Raben pozyskiwał więc swój lek z przysadek mózgowych osób zmarłych. Takie było też pochodzenie wszystkich preparatów somatotropiny, stosowanych przed rokiem 1985, czyli przed opracowaniem technologii pozyskiwania syntetycznego hormonu na drodze rekombinacji genetycznej. Pośród dzieci leczonych od lat 50. somatotropiną, odnotowano do 1991 roku ok. 50. przypadków neurodegeneracyjnej choroby Creutzfeldta-Jakoba, znanej też jako „choroba szalonych krów”, wywoływanej przez białka zakaźne, nazywane prionami. Mnożące się doniesienia o zakażeniach prionami przyspieszyły prace nad pozyskiwaniem somatotropiny metodami inżynierii genetycznej, tak że w roku 1985, kilka lat po wprowadzeniu na rynek syntetycznej insuliny, firma Genetech wypuszcza drugi lek produkowany w tej technologii – rekombinowaną somatotropinę ludzką.
Brakuje udokumentowanych przypadków stosowania somatotropiny przez sportowców na przestrzeni lat 1958-85. Jednak kulturystyczny półświatek huczał zawsze od tego typu wieści… (Wiem coś o tym, bo sam byłem wtedy czynnym zawodnikiem.) Krążyły legendy o wspomaganiu somatotropiną czołówki amerykańskich kulturystów i radzieckich sztangistów. Wprawdzie, w Polsce również produkowano hormon wzrostu, ale krajowa produkcja nie zaspakajała potrzeb leczenia wszystkich dzieci niskorosłych, więc był on ściśle reglamentowany i – w praktyce – niedostępny dla sportowców. Zawsze uważano jednak, że są tacy, którzy mają odpowiednie znajomości i znajdują do niego dostęp. Rozwijał się też „import” zza wschodniej granicy; kto z nas nie marzył, aby zdobyć kilka fiolek magicznej somatotropiny iz czieławieka. Jako tajemnicę Poliszynela przedstawiano źródło „surowca” do produkcji ruskiego specyfiku – gułagi pełne więźniów kryminalnych i dysydentów politycznych… Zachodnie koncerny farmaceutyczne też nie miały być „święte”; ich szlaki zaopatrzenia wiodły bowiem podobno z Czarnego Lądu. W obrocie znajdowała się też somatotropina bydlęca, która wprawdzie – jak wiemy – nie działa wzrostowo, ale wykazuje pewien potencjał aktywności anabolicznej. I chociaż stosowano ją głównie w hodowli, w celu zwiększania mleczności krów (hormon wzrostu działa mlekopędnie) oraz wagi rzeźnej bydła ubojowego, to jednak podejmowano też próby klinicznego jej wykorzystania – albo jako środka anabolicznego, albo surogatu podawanego w karłowatości, wymiennie z trudnodostępną somatotropiną ludzką; niedobór hormonu wzrostu skutkuje bowiem nie tylko zahamowaniem wzrastania, ale również obniżeniem masy oraz upośledzeniem siły i funkcji mięśni. Podobno próbowali jej niektórzy kulturyści – i podobno… – z niezłymi rezultatami. Bodaj pierwsze, pisane instrukcje wykorzystania hormonu wzrostu w „kuracjach sterydowych” pojawiają się w początkach lat 80., w podziemnych poradnikach dopingowych. Udzielając wywiadu w sierpniu 1984 roku, amerykański endokrynolog – profesor Robert Kerr – zakomunikował, że sam ordynował somatotropinę wielu medalistom olimpijskim z Los Angeles.
Chociaż wciąż droga i trudnodostępna, somatotropina wchodzi od końca lat 80 do kanonu dopingu farmakologicznego w sporcie. W 1989 roku, słynny amerykański sprinter i rekordzista świata – Ben Johnson – zeznał przed sądem, że permanentnie stosował sterydy anaboliczne i hormon wzrostu. W tym samym roku, MKOL wpisał GH na listę środków zakazanych w sporcie.
Somatotropina (a wkrótce potem – IGF-1) otworzyła też, dosłownie, nową erę kulturystyki. Sylwetki czołowych kulturystów zyskały dramatycznie na wymiarach. Do uzyskania efektu anabolicznego, zadowalającego pakerów, potrzeba było wysokich dawek hormonu. Szybko okazało się, że – w tak wysokich dawkach – somatotropina wywołuje objawy cukrzycy. Kulturyści błyskawicznie wykoncypowali, że temu niepożądanemu efektowi zapobiega skutecznie jednoczesne przyjmowanie (co jasne!) insuliny. W tym momencie ujawniły się niespodziewanie dodatkowe, korzystne skutki takiego połączenia – dwa sine hormony anaboliczne, stosowane jednocześnie przez relatywnie długi czas, w odpowiednio wysokich dawkach i właściwie dobranych proporcjach, działały na mięśnie – dosłownie – jak drożdże na ciasto.
W 1991 roku, Walker opisał jako pierwszy efekty leczenia preparatem rekombinowanego IGF-1 małego Polaka z zespołem Larona – niewrażliwością na hormon wzrostu. Uważa się, że – mniej więcej w tym samym momencie – z dobrodziejstw IGF-u zaczęli korzystać sportowcy.
Dowody
Pakerska fama głosi, że IGF-1 jest środkiem dopingującym o sile anabolicznej, „bijącej na głowę” GH. Tak mówią praktycy, ale dysponujemy też wieloma dowodami naukowymi, potwierdzającymi opinie praktyków…
Zacznijmy może od badania Fryburga z 1994 roku, w którym porównywano efekty anabolicznej aktywności somatotropiny, insuliny i IGF-1 w tkance mięśniowej ludzi otrzymujących zrównoważone porcje aminokwasów. Spośród trzech hormonów, najsilniejszym anabolikiem okazał się ten ostatni.
Już w 1980 roku, Copeland obserwował znamienny wzrost uwalniania IGF-1 12-16 godzin po wysiłku i wyraźną korelację poziomu tego hormonu we krwi z tempem syntezy nowych białek mięśniowych. Znaczna liczba badań jednoznacznie dowodzi, że – w odpowiedzi na trening siłowy – dochodzi do szybkiego i wysokiego wzrostu poziomu IGF-1 w krwiobiegu (Kraemer – 1990, Cohic i Clemmons – 1993, Cappon – 1994, Rubin – 2005, Żebrowska – 2008). Na przykład – w 1999 roku – Bermon obserwował wzrost o 93% stężenia IGF-1 w surowicy krwi ludzi poddanych jednorazowemu wysiłkowi siłowemu.
Równie dobrze udokumentowano fakt wzrostu stężenia IGF-1 w mięśniach szkieletowych, w odpowiedzi na trening siłowy, któremu towarzyszył wzrost masy komórek mięśniowych (Yan – 1993, Yang – 1997, Adams – 2004 i 2007). Np. Adamas, w badaniu z 2004 roku, obserwował największy wzrost ekspresji genu IGF-1 w komórkach mięśniowych i największy wzrost masy tych komórek, w efekcie ciężkich, izometrycznych i koncentrycznych wysiłków siłowych.
Sweeney opisał w 2004 roku swoje badania, w których wprowadzał do mięśni szkieletowych myszy – za pomocą adenowirusów – geny IGF-1. W efekcie tego zabiegu doszło do przyrostu masy mięśniowej gryzoni o 15-30 procent, a produkowany w mięśniach IGF-1 nie przenikał do krwiobiegu i nie podnosił ogólnoustrojowej puli tego hormonu. Barton powtórzył taką samą próbę w 2006 roku; uzyskał 15-procentowy wzrost masy ciała i 14-procentowy progres siły mięśniowej gryzoni, bez zmiany stężenia IGF-1 w moczu. Goldspink wykonał w 2003 roku podobne badanie, tyle że z wykorzystaniem genu MGF-u; masa mięśniowa myszy wzrosła średnio o ok. 25 procent.
Hameed przeprowadził dwa doświadczenia (w 2003 i 2004 roku), w których podawał rekombinowany IGF-1 wolontariuszom trenującym siłowo; każdorazowo odnotowywał wzrost liczby jąder w komórkach mięśniowych oraz wzrost objętości włókien mięśniowych. (Jądra prowadzą anabolizm białek, więc wzrost ich liczby w komórkach mięśniowych świadczy o wzmożeniu procesów anabolicznych.) Doświadczenia te mają o tyle doniosłe znaczenie, że – jak do tej pory – są jedynymi badaniami naukowymi, potwierdzającymi efektywność stosowania rekombinowanego IGF-1 u trenujących siłowo sportowców (wcześniejsze doświadczenia, dowodzące anabolicznego efektu IGF-1 w tkance mięśniowej człowieka, albo prowadzone były na innych modelach badawczych, albo na izolowanych komórkach mięśniowych) i wskazują na wyraźną przewagę tego hormonu nad GH, w odniesieniu do którego podobne badania nie przyniosły spodziewanych rezultatów. Ani bowiem Yarasheski w 1992 i 1993, ani Deyssing w 1993, ani Lange w 2002, ani Berggeren w 2005 nie wykazali, aby podawanie GH zwiększało efekty treningu siłowego – w postaci rozwoju siły i masy mięśniowej. Naukowcy sami dostrzegli tu jawną sprzeczność z praktycznymi doświadczeniami pakerów; sami wywnioskowali, że szkopuł leży w wielkości dawek i czasie stosowania GH oraz jego synergizmie z insuliną i innymi hormonami anabolicznymi, takimi jak T3 i testosteron lub jego pochodne – steroidy anaboliczno-androgenne. Dlatego w ostatnim, lepiej zaprojektowanym badaniu z 2010 roku, Meinhardt uzyskał wysoki wzrost masy komórek mięśniowych oraz wyraźną poprawę wyników w testach sprinterskich u młodych ochotników, którym podawano somatotropinę w połączeniu z testosteronem. Co by jednak nie mówić, IGF-1 nie sprawia żadnych problemów interpretacyjnych – działa silnie anabolicznie, zarówno w praktykach dopingowych pakerów, jak też w kontrolowanych badaniach naukowców.
Miejsce w praktyce dopingowej
GH jest antagonistą insuliny. Niemniej, antagonizm ten dotyczy jedynie gospodarki węglowodanowej i tłuszczowej; w przypadku gospodarki białkowej – oba hormony działają synergistycznie. Chociaż pojedyncza dawka somatotropiny obniża poziom cukru we krwi, gdyż stymuluje trzustkę do wyrzutu insuliny, zaś wątrobę – do uwolnienia IGF-1, to już podawanie przez długi czas wysokich jej dawek działa dokładnie odwrotnie – podnosi poziom cukru i sprzyja rozwojowi cukrzycy, czyli działa diabetogennie, gdyż wyczerpuje zapasy insuliny i degeneruje komórki wydzielnicze trzustki, jak również obniża wrażliwość tkanek obwodowych na działanie insuliny, upośledzając wiązanie tego hormonu z jego receptorami oraz konkurując z nim na jego szlakach sygnałowych we wnętrzu komórek. Bezpośrednie działanie diabetogenne GH jest tutaj tak silne, że nawet nie znosi go stymulacja wydzielania IGF-u, który działa – jak wiemy – insulinopodobnie. (Aktywność insulinomimetyczna IGF-1 ulega bowiem osłabieniu – do czego jeszcze powrócę – w przypadku niedoboru czy obniżenia potencjału metabolicznego insuliny.) Temu niepożądanemu efektowi działania somatotropiny przeciwdziała jednoczesne podawanie insuliny. Jak się uważa: stosowany samodzielnie GH dlatego działa słabo anabolicznie, że obniża wrażliwość tkanki mięśniowej na insulinę i zmniejsza zdolność trzustki do produkcji i uwalniania tego hormonu. Sam więc wprawdzie działa anabolicznie i anabolicznie działa produkowany pod jego wpływem IGF-1, to jednak pozbawia mięśnie aktywności jednego z najsilniejszych anabolików – insuliny. Obok zapobiegania rozwojowi cukrzycy, jest to więc kolejny argument za łączeniem w jednej „kuracji” obu tych hormonów.
Stosowany długo i w wysokich dawkach GH hamuje również czynności tarczycy. A że hormony tarczycy są ważnymi czynnikami anabolicznymi w zakresach wartości fizjologicznych (w nadmiarze działają odwrotnie – katabolicznie), dlatego ich niedobór utrudnia produkcję białek. Niedoczynność tarczycy z obniżonym poziomem jej hormonów może stanowić kolejną przyczynę słabych efektów anabolicznych stosowania samego GH. Hormony tarczycy, do czego jeszcze powrócę, stymulują bowiem produkcję MGF-u w komórkach mięśniowych, natomiast ich niedobór upośledza tutaj syntezę IGF-1 i receptorów hormonu wzrostu (GHR). Dlatego właśnie do „kuracji somatotropinowej” pakerzy często dorzucają też, oprócz insuliny, najaktywniejszy hormon tarczycy – trijodotyroninę (T3).
GH pobudza produkcję IGF-1 nie tylko w wątrobie, ale też w komórkach mięśni szkieletowych. I wprawdzie wiele wskazuje na to, że sam może działać anabolicznie w tkance mięśniowej, to jednak taka jego aktywność mediowana jest tutaj głównie przez powstający mIGF-1. Niemal na dokładnie takiej samej zasadzie opiera się efekt anabolicznej aktywności testosteronu oraz innych androgenów (męskich hormonów płciowych) i niektórych ich pochodnych – steroidów anaboliczno-androgennych. Bezpośrednia aktywność tych hormonów jest najprawdopodobniej również niezbyt duża, a główną pracę anaboliczną wykonują tutaj różne formy mIGF-1, wytwarzane w komórkach mięśniowych, w odpowiedzi na testosteron i podobne do niego sterydy. Ponieważ jednak mechanizm pobudzania produkcji mIGF-1 przez GH i testosteron (i podobne sterydy) jest inny, dlatego równoległa akcja obu tych hormonów powinna teoretycznie się sumować i dawać podwójne porcje IGF-u. Co więcej: testosteron i inne androgeny znoszą oporność insulinową, zwiększając wrażliwość tkanki mięśniowej na insulinę. (Zjawisko to nie zostało wprawdzie dostatecznie wyjaśnione, ale może być ono efektem stymulacji syntezy IGF-1, antagonizmu względem kortyzolu – hormonu katabolicznego o silnych właściwościach diabetogennych oraz aktywacji kinazy AMPK – enzymu zwiększającego wrażliwość włókien mięśniowych na insulinę i IGF-1, o którym piszę szeroko w innym miejscu na tej stronie, w artykule: mTOR/AMPK – minus i plus zasilania muskulatury.) Wszystko to daje teoretyczne podstawy do łączenia testosteronu i/lub innych androgenów czy sterydów anabolicznych z hormonem wzrostu, insuliną i trijodotyroniną, w jednym cyklu dopingowym.
Odkąd tylko IGF-1 stał się środkiem nieco łatwiej dostępnym na czarnym rynku, od razu dołączył do tej magicznej czwórki dopingujących anabolików. Wszystko wskazywało na to (o czym informowałem już wyżej), że jest z nich wszystkich najsilniejszym anabolikiem – a w przypadku somatotropiny, testosteronu i trijodotyroniny – również, częściowo pośrednikiem ich aktywności anabolicznej. Kulturyści szybko wpadli na pomysł, że IGF-1 – pomijając jego aktywność anaboliczną – może również zabezpieczać ich przed cukrzycą, wywoływaną długim stosowaniem wysokich dawek somatotropiny. Szybko zorientowali się przy tym, że dodanie IGF-1 do „kuracji anabolicznej” pozwala na znaczne obniżenie porcji GH, który rozwijał mięśnie tylko i wyłącznie w bardzo wysokich dawkach, stosowanych przez długi okres czasu. Wprawdzie IGF-1 pozwala też na obniżenie dawek insuliny, ale większość praktyków doradza pozostawienie tego hormonu w programie dopingowym. Prawdopodobnie mają tu sporo racji, gdyż insulina wpływa korzystnie na białka wiążące IGF-1 – IGFBPs, występujące w organizmie, w sześciu wariantach cząsteczkowych. Uwalniany z wątroby pod wpływem GH lub wstrzykiwany IGF-1 jest szybko rozkładany przez enzymy krwi, tak że w przeciągu kilkunastu minut traci swoją aktywność; często – zanim dotrze w znaczącej ilości do tkanki mięśniowej. Białko IGFBP-3 wiąże IGF-1 i chroni go przed rozpadem, co przedłuża jego aktywność do kilkunastu godzin i umożliwia mu uzyskanie odpowiedniego stężenia w muskułach. Problem tylko w tym, że aktywność anaboliczną wykazuje prawdopodobnie jedynie wolny IGF-1 (fIGF-1) – uwolniony z takiego połączenia. I tutaj okazuje się, że insulina może sprzyjać uwalnianiu IGF-1 z kompleksu z IGFBP-3. Badania pokazują, że łączne podawanie IGF-1 i IGFBP-3 prowadzi do większego przyrostu masy mięśniowej, aniżeli samego IGF-1, pod tym wszakże warunkiem, że enzymy rozbijające kompleks obu białek działają bardzo sprawnie. Natomiast inna forma białka wiążącego – IGFBP-1 – nie wydaje się pełnić istotnej funkcji transportowej, a zadanie jej polega najprawdopodobniej tylko na hamowaniu anabolicznej aktywności IGF-1, poprzez blokowanie mu dostępu do jego receptora błonowego. I tutaj znowu wkracza do akcji insulina: hormon ten hamuje produkcję białka IGFBP-1.
Niedawno na czarnym rynku pojawił się też MGF; czy wyprze on z „kuracji anabolicznych” IGF-1, czy może wzbogaci podobne „schematy wspomagania”…? Teoria pokazuje, że raczej – to drugie… Wydaje się bowiem, że MGF działa anabolicznie z siłą podobną do IGF-1, ma za to nad nim jedną przewagę – silniej pobudza podziały komórek satelitarnych. A przypomnijmy, że komórki satelitarne (niedojrzałe komórki mięśniowe), pobudzone bodźcem treningowym, mnożą się (w czym – jak się okazuje – pośredniczy MGF) i przekazują swoje jądra komórkowe regenerującym się i wzrastającym, dojrzałym komórkom mięśniowym. Ponieważ to jądra komórkowe prowadzą anabolizm białek, dlatego – im więcej jąder – tym większy przerost włókien mięśniowych, a tym więcej jąder – im szybsze mnożenie komórek satelitarnych, aktywowane MGF-em. Hormon ten działa też poprzez inne receptory, niż IGF-1, a jego szlaki sygnałowe w komórkach mięśniowych tylko częściowo pokrywają się ze szlakami tego drugiego hormonu. Tak więc oba czynniki nie konkurują ze sobą, a wręcz przeciwnie – wspomagają wzajemnie swoją aktywność w rozwoju muskulatury, co uzasadnia łączne ich stosowanie w „kuracjach dopingowych”.
Bogactwo IGF-ów
Istnieją dwie, podstawowe formy IGF produkowane w ludzkim organizmie – IGF-1 i IGF-2. Ten drugi czynnik jest słabo poznany, a że najprawdopodobniej nie bierze udziału w rozwoju mięśni szkieletowy w życiu dorosłym, dlatego nie zajmuje się nim z reguły literatura sportowa.
Właściwy IGF-1 jest polipeptydem, zbudowanym z 70 aminokwasów. Ponieważ jednak transkrypcja jego genu może rozpoczynać się w różnych miejscach, a powstający w efekcie transkrypcji RNA może być różnie składany, co inicjuje produkcję różniących się od siebie polipeptydów, zaś powstające polipeptydy podlegają jeszcze rozmaitej obróbce enzymatycznej, dlatego w organizmie spotykamy wiele form IGF-1. Naukowcy również nie próżnują i również modyfikują cząsteczki tego hormonu, tak że w legalnym i „podziemnym” obrocie handlowym też znajdujemy różne jego warianty molekularne.
Mamy więc tutaj syntetyczny, ludzki IGF-1, zbudowany z 70 aminokwasów. Ten, gdy zostanie zastosowany podskórnie, działa ogólnoustrojowo i krótko – do kilkunastu minut. Można wzmocnić jego aktywność i przedłużyć ją do kilkunastu godzin, wstrzykując jednocześnie IGFBP-3. Kulturyści szybko wykoncypowali, że nie jest to generalnie najlepszy pomysł, bo ogólnoustrojowy IGF-1, jak pochodzący z wątroby, słabo działa na mięśnie; te reagują wzrostem głównie na formy IGF-1 produkowane na miejscu – we wnętrzu komórek mięśniowych. Dlatego najczęściej wstrzykują sobie ten hormon przed lub po treningu (zdania są tutaj podzielone), bezpośrednio w grupy trenowanych aktualnie muskułów.
Aby ominąć niedogodność łączenia IGF-1 z IGFBP-3, opracowano postać tego hormonu, nazwaną IGF-1 LR3, zbudowaną z 83 aminokwasów. Te dodatkowe aminokwasy zabezpieczają hormon przez inaktywacją i przed wiązaniem z IGFBPs, co zachowuje pełną aktywność anaboliczną IGF-1 (pamiętamy, że wiązanie z białkami może ją upośledzać) i wydłuża ją do ponad 30 godzin.
DES(1-3)IGF-1 to hormon wyizolowany pierwotnie z krowiej siary, ludzkiego mózgu i świńskiej macicy, a następnie odkryty też w komórkach mięśniowych człowieka. Kwaśne środowisko wnętrza komórek mięśniowych, będące skutkiem wytężonej pracy, sprzyja odcinaniu od właściwego IGF-1 końcowego fragmentu peptydowego, złożonego z trzech aminokwasów (glicyny, proliny i glutaminianu), i przekształcaniu go w DES(1-3)IGF-1, zbudowanego z 67. aminokwasów. To cięcie ma prawdopodobnie znaczenie adaptacyjne, gdyż zakwaszenie denaturuje receptory IGF-1, a taki 67-aminokwasowy peptyd przystosowuje się znacznie lepiej do zniekształconych receptorów aniżeli właściwy, 70-aminokwasowy IGF-1. Z tej też przyczyny – DES(1-3)IGF-1 ma być podobno 10-krotnie silniejszym anabolikiem od IGF-1.
MGF stwarza natomiast problem nomenklaturowy… Ludzkie komórki mięśniowe produkują bowiem dwie, zasadnicze formy IGF-1 (mIGF-1) – IGF-1Ea i IGF-1Ec, odpowiadającą IGF-1Eb z mięśni szczurów. (Istnieje jeszcze słabo poznana forma IGF-1Eb, swoista jedynie dla ludzkich komórek mięśniowych, co wprowadza dodatkowe zamieszanie nomenklaturowe.) To właśnie ta druga forma – IGF-1Ec – nazywana jest generalnie, wymiennie – MGF-em. Wstrzyknięcie GH przy bezczynności ruchowej zwiększa głównie produkcję IGF1Ea (prawie o 250%), a IGF-1Ec – jedynie w niewielkim stopniu (o ok. 80%). Natomiast sam trening – odwrotnie: przede wszystkim – IGF-1Ec (prawie o 170%), a w znacznie skromniejszym wymiarze – IGF-1Ea (niecałe 70%). Wspomaganie ciężkiego treningu siłowego wysokimi dawkami GH podbija też głównie poziom MGF-u (o ponad 450%), podczas gdy na IGF-1Ea działa dużo słabiej (wzrost o ok. 170%).
Obie formy mięśniowych IGF-ów (mIGF-1) są polipeptydami, zbudowanymi z większej liczby aminokwasów. W efekcie enzymatycznego cięcia, polipeptydy te rozpadają się na właściwy (tzw. dojrzały), 70-aminokwasowy IGF-1 i tzw. e-peptydy – Ea i Ec (Eb u szczurów). Od tej pory – wszystkie trzy czynniki żyją już własnym życiem hormonalnym…: np. dojrzały IGF-1 aktywuje procesy anaboliczne, Ec stymuluje głównie podziały komórek satelitarnych, a Ea pobudza ich różnicowanie do dojrzałych komórek mięśniowych. E-peptydy, choć jeszcze słabo poznane, mają ogromny potencjał anaboliczny i miogeniczny, gdyż – jak dowiodły badania – tempo rozwoju muskulatury jest tym większe, im większa jest aktywność enzymów tnących prekursorowe mIGF-y i uwalniających Ea i Ec. A problem nomenklaturowy polega tu na tym, że wytwarzany syntetycznie peptyd Ec też nazywany jest MGF-em, więc – nabywając preparat MGF-u na czarnym rynku – nie mamy pewności, czy kupujemy IGF-1Ec, czy tylko – sam Ec.
IGF-1 dla ubogich
Doping GH i IGF-1 skutecznie rozwija mięśnie, ma wszakże zasadnicze wady – wysoki koszt, trudną dostępność i upierdliwość stosowania (codzienne iniekcje). Wciąż poszukuje się więc tańszych i prostszych rozwiązań dla „przeciętnych zjadaczy Metanabolu”, dla których kilka tysięcy dolarów na jedną kurację stanowi barierę nie do pokonania.
Poziom IGF-1 we krwi i w mięśniach rośnie w efekcie właściwego odżywiania, gdyż zdolność jego podnoszenia poosiadają węglowodany i białka oraz niektóre aminokwasy (arginina, ornityna, lizyna, glutamina, glicyna, tryptofan, kompleksy aminokwasów niezbędnych – EAA), minerały (potas, cynk, magnez) i witaminy – np. niacyna.
Kulturyści próbują też podnoszenia poziomu IGF via GH, stosując leki pobudzające wydzielanie somatotropiny, takie jak: hydergina, klonidyna, fenytoina, propranolol, lewodopa czy bromokryptyna. W użyciu są tu również medykamenty, stworzone rozmyślnie w celu pobudzania sekrecji somatotropiny, nazywane fachowo – sekretagogami GH, takie jak np.: L-692429, MK-677, SM-130,686, kapromorelina, sermorelina, heksarelina czy tesamorelina. Wszystko to jednak często poruszane zagadnienia (m.in. w innym artykule na tej stronie: „Doustny hormon wzrostu”) i tematy na przynajmniej dwa, oddzielne artykuły – o dietetycznych i farmakologicznych metodach podnoszenia poziomu IGF-1. W tym miejscu podam więc tylko trzy ciekawostki, o których mogliście nie słyszeć, a o których czuję się zobowiązany wspomnieć, jako zdeklarowany przeciwnik „twardego” dopingu farmakologicznego…
Przed wprowadzeniem syntetycznej somatotropiny, leczenie niskorosłych dzieci hormonem wzrostu nie zawsze było możliwe; często brakowało leku, pozyskiwanego w znany nam już sposób. Klinicyści radzili sobie jednak z tym problemem, podając swoim małym pacjentom testosteron lub steroidy anaboliczno-androgenne (najczęściej – Metanabol) w połączeniu z hormonami tarczycy. W efekcie takiego postępowania osiągali całkiem przyzwoite rezultaty – tempo wzrastania dzieci i rozwoju ich masy mięśniowej było tylko 50% wolniejsze, jak w przypadku zastosowania somatotropiny. Jak pamiętamy: zarówno hormony tarczycy, jak też androgeny, pobudzają produkcję IGF-1 w tkankach docelowych, co przekłada się oczywiście na rozmiary kośćca i muskulatury.
Podobnych efektów należałoby się spodziewać po zestawieniu T3 z dostępnym bez recepty DHEA, gdyż hormon ten należy, wspólnie z testosteronem, do grypy androgenów i niemal nie ustępuje temu drugiemu, w sile stymulowania syntezy IGF-1.
Naukowcy wiedzieli, że testosteron pobudza przyrost muskulatury – nie tylko samodzielnie, ale i za pośrednictwem IGF-1, zwiększając jego koncentrację w komórkach mięśniowych. Wcześniejsze obserwacje wskazywały, że jego koncentrację podnosi tu również melatonina, co nasuwało podejrzenie, że również i ona nie pozostanie obojętna dla stanu umięśnienia. I faktycznie – masa mięśni i budowa komórek mięśniowych kastrowanych szczurów, otrzymujących melatoninę, były identyczne, jak zwierząt otrzymujących testosteron. Co ciekawe, w niedojrzałych i dojrzałych komórkach mięśniowych grupy testosteronowej i melatoninowej odnotowano niezwykle wysokie stężenie IGF-1, w porównaniu z grupą bez substytucji hormonalnej. Wniosek: melatonina jest dokładnie tak samo silnym i ważnym hormonem anabolicznym, jak testosteron, działającym w dużej mierze – podobnie jak on – za pośrednictwem IGF-1.
Niedawno dowiedziono, że enzymy odpowiedzialne za długowieczność – sirtuiny – pobudzają rozmnażanie komórek satelitarnych. Zaobserwowano również, że sirtuiny ulegają aktywacji pod wpływem którejś z form mięśniowego IGF-1 (mIGF-1). I chociaż nie ustalono – której, to jednak możemy domniemywać, że właściwością aktywacji sirtuin odznacza się MGF (lub sam peptyd Ec), bo to on pobudza przecież rozmnażanie komórek satelitarnych. Tak więc pobudzenie rozmnażania komórek satelitarnych przez MGF odbywa się najprawdopodobniej poprzez aktywację sirtuin. I tu – ciekawostka: aktywność sirtuin wzrasta kilkunastokrotnie w odpowiedzi na resweratrol – składnik winogron, zdobywający coraz większą popularność w sporcie, z uwagi na wysoką aktywność anaboliczną, potwierdzoną badaniami na szczurach i ćwiczących siłowo ochotnikach. Czyżby więc resweratrol mogły posłużyć za namiastkę MGF…?
