Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: imbir, gingerole, shogaole, leki anaboliczne, steroidy anaboliczno-androgenne, beta adrenomimetyki, clenbuterol, receptory adrenergiczne beta2, cAMP, Epac1, mTOR, PDE4, masa i siła mięśni.
Sportowcy korzystający z nielegalnych środków dopingowych często sięgają w swoich moralnie podejrzanych praktykach po leki anaboliczne, przyspieszające rozwój masy i siły mięśni. Jednak leki te przeznaczone są w pierwszej kolejności dla osób cierpiących z powodu zaniku mięśni, albo np. związanego z przebiegiem jakiejś choroby, albo procesu starzenia się organizmu. Najszerszą grupę leków anabolicznych tworzą pochodne męskiego hormonu płciowego – testosteronu, nazywane steroidami anaboliczno-androgennymi. Pochodne testosteronu mają jednak poważne ograniczenia; nie bardzo nadają się do leczenia kobiet i mężczyzn z problemami z prostatą. Dlatego też od pewnego czasu w leczeniu zaniku mięśni stosowane są również anaboliki z grupy beta adrenomimetyków, wywodzące się od innego hormonu – adrenaliny, wcześniej znane powszechnie jako środki przeciwastmatyczne. Ich sztandarowym przedstawicielem jest związek znany pod nazwą clenbuterol, nazywany w żargonie sportowym clenem. Jednakże również w ich przypadku obserwujemy rozmaite niedogodności związane z ich stosowaniem. Na pierwszy plan wysuwa się tutaj ten problem, że w dobrze tolerowanych przez ludzki organizm dawkach leki te dobrze poprawiają konstytucję mięśni opartych na włóknach szybkokurczliwych, odpowiedzialnych za siłę, podczas gdy bardzo słabo działają na mięśnie oparte na włóknach wolnokurczliwych, odpowiedzialnych za wytrzymałość.
W związku z tym przeprowadzono relatywnie niedawno badania, mające na celu wyjaśnienie mechanizmów molekularnych, leżących u podstaw tego dziwnego zjawiska (Ohnuki, 2016). Ponieważ mięśnie wolnokurczliwe zawierają znacznie więcej niż mięśnie szybkokurczliwe receptorów adrenergicznych typu beta2, poprzez które działają głównie anabolicznie beta adrenomimetyki, dlatego dla autorów badania było sprawą oczywistą, że problem musi leżeć gdzieś głębiej – na ścieżce sygnalizacyjnej adrenaliny, we wnętrzu włókien mięśniowych. Badacze ustalili, że aktywacja ulokowanych w błonie komórkowej receptorów adrenergicznych typu beta2 podnosi we włóknach mięśniowych poziom przekaźnika cAMP. Następnie wzrost stężenia tego przekaźnika rejestrowany jest przez swoisty czujnik cAMP – białko o symbolu Epac1, które aktywuje szlak sygnalizacyjny kinazy mTOR – wykonawczy dla anabolizmu białek mięśniowych i hipertrofii mięśni.
Jednakże włókna mięśniowe zaopatrzone są w mechanizm regulujący stężenie cAMP, którego podstawą jest enzym PDE4 rozkładający ten przekaźnik i kończący tym samym jego pracę. I to właśnie w tym miejscu leży problem różnego działania beta adrenomimetyków na mięśnie wolno- i szybkokurczliwe… Jak bowiem wykazano w omawianym tutaj badaniu, włókna wolnokurczliwe produkują 12-krotnie więcej cząsteczek PDE4 w porównaniu z włóknami szybkokurczliwymi. Tak więc w mięśniach wolnokurczliwych cAMP jest błyskawicznie degradowany po zadziałaniu bodźca adrenergicznego, a w związku z tym nie wykazuje odpowiedniej mocy w stymulowaniu kinazy mTOR, anabolizmu białek mięśniowych i hipertrofii mięśni.
Czy można jakoś zmienić powyższy stan rzeczy, sprawiając, że dla przykładu clenbuterol zadziała hipertroficznie z jednakową siłą na mięśnie szybko- i wolnokurczliwe? Odpowiedź na to pytanie pojawia się w innych badaniach, w których dowiedziono, że blokada pracy PDE4 podnosi poziom cAMP we włóknach mięśniowych i przynosi wymierną korzyść rozmiarom muskulatury (Hinkle, 2005; Joshi, 2014; Balasubramaniam, 2018). Lecz w tym miejscu pojawia się jednak kolejne pytanie… Czym zablokować pracę PDE4? Otóż pracę enzymów blokują ich inhibitory. I tutaj dobre wieści: selektywnymi inhibitorami enzymu PDE4 okazały się składniki aktywne popularnej, orientalnej przyprawy kuchennej – imbiru, takie jak gingerole i ich molekularne analogi – shogaole (Townsend, 2014; Xing, 2017).
