Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: kapsaicyna, tlenek azotu, nadtlenoazotyn, arginina, waniloidy, kinaza mTOR, receptor waniloidowy TRPV1, przerost mięśni indukowany przeciążeniem, sarkopenia, kacheksja, atrofia.
Wprawdzie mięśnie wydają się z pozoru dobrze poznaną i gruntownie przebadaną tkanką, w rzeczywistości skrywają jeszcze całą masę tajemnic. Nadal nie wiemy na przykład – jak leczyć większość chorób mięśniowych i jak zapobiegać zanikom mięśni, związanym z unieruchomieniem lub odnerwieniem. Znajdujące się w obrocie farmaceutycznym leki anaboliczne, regenerujące mięśnie, też nie do końca spełniają pokładane w nich nadzieje, w leczeniu sarkopenii i kacheksji – postępującej z wiekiem utraty masy tkanki mięśniowej oraz jej wyniszczenia związanego z przebiegiem jakiejś przewlekłej choroby wyniszczeniowej – np. nowotworu, cukrzycy czy AIDS. A ponieważ dzisiaj już wiemy, że właściwa kondycja tkanki mięśniowej ma kolosalne znaczenie zarówno dla spowolnienia przebiegu procesów starzenia się organizmu, jak też pomyślnych rokowań w rozmaitych ciężkich schorzeniach, dlatego wciąż trwają usilne starania naukowców o wyjaśnienie nadal jeszcze słabo poznanych mechanizmów leżących u podstaw rozwoju i regeneracji muskulatury.
Chociaż zjawisko przerostu mięśni indukowanego przeciążeniem znamy empirycznie od tysiącleci, gdyż na nim opierali starożytni i opierają współcześni sportowcy metodykę treningową, prowadzącą do rozwoju muskulatury, to jednak mechanizmy metaboliczne, leżące u jego podstaw, wciąż pozostają niedostatecznie wyjaśnione. Ponieważ już z kilku prac pierwszej dekady naszego wieku wyłaniał się wniosek, że ważną rolę w przebiegu tego zjawiska odgrywa hormon gazowy – tlenek azotu (NO), jak również produkt jego utleniania – nadtlenoazotyn (ONOO), co opisuję szeroko na kartach mojej książki: „Legalne Anaboliki”, dlatego zespół japońskich naukowców z Narodowego Centrum Neurologii i Psychiatrii w Kodairze, kierowany przez Ruegga i Ito, postawił sobie za cel wyjaśnienie roli tlenku azotu i nadlenoazotynu w mechanizmach rządzących zjawiskiem przerostu mięśni indukowanego przeciążeniem, w pracy opublikowanej w styczniu bieżącego – 2013 roku, w Nature Medicine.
Badacze ustalili, że powstający w efekcie przeciążenia mechanicznego sarkolemy (błony komórkowej włókien mięśniowych) tlenek azotu przekształca się błyskawicznie w nadtlenoazotyn, pobudzający retikulum sarkoplazmatyczne – siateczkę śródplazmatyczną (element komórkowy, magazynujący przede wszystkim wapń) komórek mięśniowych do pompowania jonów wapniowych w kierunku sarkoplazmy – cytoplazmy włókien mięśniowych. Jony wapniowe aktywują tu teraz kinazę mTOR – enzym o kluczowym znaczeniu dla przerostu muskułów, stymulujący proces produkcji białek mięśniowych (anabolizmu) na strategicznym etapie tego procesu, nazywanym translacją. Tlenek azotu i nadlenoazotyn okazały się tutaj podstawą całego procesu, gdyż mięśnie myszy, pozbawionych poprzez manipulacje genetyczną syntazy tlenku azotu (enzymu produkującego NO), nie odpowiadały przerostem na bodźce przeciążeniowe.
Wielkim novum, wyłaniającym się z pracy japońskich naukowców, było ustalenie, że nadtlenoazotyn aktywuje w swojej akcji metabolicznej kanał kationowy, zlokalizowany w błonie siateczki śródplazmatycznej, będący dobrze poznanym już w latach 90. ubiegłego wieku, tzw. receptorem waniloidowym – TRPV1. Receptor ten generuje przede wszystkim bodźce bólowe, a spośród wewnętrznych (endogennych) czynników promującymi jego aktywację najlepiej znaliśmy do tej pory – endokannabinoidy, protony powstające w efekcie wysokiego zakwaszenia organizmu oraz promieniowane termiczne; nadtlenoazotyn jest kolejnym… Ponieważ ćwiczenia oporowe z ciężarami prowadzą do zakwaszenia i przegrzania środowiska komórek mięśniowych, dlatego czynniki te też mogą mieć udział w mechanizmach leżących u podstaw zjawiska przerostu mięśni indukowanego przeciążeniem, chociaż – jak dowodzą autorzy badania – nadtlenoazotyn jest tutaj najważniejszy. Do tej pory poznaliśmy również kilka związków zewnętrznych, aktywujących receptor waniloidowy – egzogennych agonistów TRPV1, których sztandarowym przedstawicielem pozostaje substancja nadająca ostry smak rozmaitym odmianom papryki – kapsaicyna. Kapsaicyna należy do grupy związków chemicznych, nazywanych waniloidami, z uwagi na podobieństwo struktury do substancji nadającej przyjemny zapach laskom wanilii – waniliny. Stąd też wzięła się nazwa receptorów waniloidowych, jako białek wiążących związki przypominając budową wanilinę. Kapsaicyna obniża próg wrażliwości TRPV1 na bodźce termiczne: normalnie kanał ten zaczyna pompować jony wapniowe przy temperaturze przekraczającej 40 stopni, natomiast po przyłączeniu kapsaicyny – już przy 25 stopniach; otwiera się więc w normalnych warunkach termicznych środowiska organizmu, wynoszących – wiadomo – ok. 37 stopni. (Niewykluczone, że nadtlenoazotyn działa poprzez podobny mechanizm.) Skoro więc kapsaicyna aktywuje receptor TRPV1, podobnie jak nadtlenoazotyn, powinna pobudzać też wzrastanie muskulatury…!
Tę hipotezę również przetestowali japońscy badacze… Jak się okazało: podawana myszom kapsaicyna wyraźnie indukowała przerost mięśni – i to nawet nie poddawanych przeciążeniu, jak również łagodziła stopień ich zaniku, wywołanego unieruchomieniem lub odnerwieniem. W ostatecznej konkluzji autorzy wyrazili przekonanie, że receptor TRPV1 może być nowym celem terapeutycznym w leczeniu atrofii (zaniku) tkanki mięśniowej.
A warto zauważyć, że receptor TRPV1 przyjęło sobie za cel więcej naturalnych składników pokarmowych o ostrym smaku – nie tylko kapsaicyna. Na przykład: allicyna z czosnku, piperyna z pieprzu czy gingerol z imbiru. Ostra papryka i imbir, względnie uzyskiwane z tych przypraw ekstrakty, od dawna stosowane są jako środki przeciwbólowe i przeciwzapalne (np. przy nerwobólach czy w chorobie zwyrodnieniowej stawów), a ostatnio zdobywają coraz to większą popularność w leczeniu otyłości i w różnych programach redukcji tkanki tłuszczowej. Niektóre waniloidy pobudzają bowiem uwalnianie z nadnerczy noradrenaliny i adrenaliny – hormonów lipolitycznych, rozbijających cząsteczki tłuszczu zapasowego w tkance tłuszczowej i podnoszących tempo metabolizmu spoczynkowego, pochłaniającego znaczące porcje energii. Podwyższone tempo metabolizmu spoczynkowego utrzymuje się przez okres ok. 10 godzin od spożycia ostatniej porcji kapsaicyny, co pozwala spalić – bez żadnego wysiłku – dodatkową liczbę kalorii.
Ostatecznie widzimy więc, że wykorzystanie wszystkich tych przypraw w kuchni lub uzyskiwanych z nich suplementów w diecie sportowców, seniorów czy osób ze skłonnością do tycia, nie tylko ułatwi kształtowanie smukłej sylwetki, ale wniesie też niebagatelny wkład w rozwój muskulatury i odporności na kontuzje lub utrzymanie młodzieńczej sprawności mięśni i stawów.
Nie można w tym miejscu nie wspomnieć, że prace ostatnich lat przyniosły też liczne wieści o potencjalnych, przeciwnowotworowych właściwościach kapsaicyny, innych waniloidów i składników przypraw. Na szczególną uwagę zasługują tu doniesienia dotyczące aktywności kapsaicyny skierowanej przeciwko rakowi prostaty. A to głównie z tego powodu, że stosowane zazwyczaj w terapii sarkopenii androgeny, czyli testosteron i podobne do niego steroidy anaboliczno-androgenne, podejrzewane są o sprzyjanie schorzeniom gruczołu krokowego, co ogranicza ich wykorzystanie w przeciwdziałaniu deficytom masy mięśniowej u starszych panów.
Kapsaicyna jest substancją rozpuszczalną w tłuszczach, a wszystkie związki posiadające tę cechę wchłaniają się łatwo przez skórę. To stwarza możliwość wykorzystania we wspomaganiu mięśni popularnych mazideł przeciwbólowych, opartych na kapsaicynie, u tych osób starszych lub unieruchomionych, które nie gustują w ostrych przyprawach lub nie mogą ich spożywać z uwagi na problemy gastryczne. Można by np. smarować daną grupę mięśniową raz lub dwa razy w tygodniu, naśladując periodyzację charakterystyczną dla treningu siłowego sportowców. Natomiast sportowcy mogliby smarować daną grupę mięśniową przed każdą sesją ćwiczeń – skierowanych na jej rozwój.
Warto również przypomnieć, że wyżej wspomniana syntaza tlenku azotu wytwarza NO z pobieranego przez organizm, z pokarmów białkowych, aminokwasu – argininy. Ponieważ tlenek azotu rozszerza naczynia krwionośne, dlatego suplementy argininy upodobali sobie sportowcy i przyjmują je zazwyczaj przed treningiem, w celu zwiększenia dokrwienia pracującej muskulatury. Omawiane dzisiaj badanie daje więc kolejny argument, podpierający zasadność podobnego postępowania.
Suplementy argininy zyskują również popularność pośród osób starszych, gdyż działają podobnie do stosowanych od dawna w kardiologii azotanów nasercowych, uwalniających tlenek azotu poprawiający dokrwienie mięśnia sercowego, jak również sprzyjają utrzymaniu wysokiej sprawności seksualnej, podobnie do Viagry, jako że NO zaangażowany jest w mechanizm erekcji i ułatwia osiągnięcie wzwodu. I znowu mamy kolejny argument uzasadniający podobne postępowanie – suplementy argininy wpływają bowiem nie tylko pozytywnie na wydolność serca i sprawność seksualną, ale jednocześnie na kondycję tkanki mięśniowej seniorów, czego dowiódł m.in. Borsheim badaniem publikowanym w Clinical Nutrition, w 2008 roku.
