Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: katechiny zielonej herbaty, EGCG, tkanka mięśniowa, sarkopenia, kinaza mTOR, IGF-1, miRNA, miostatyna.
Mięśnie szkieletowe stanowią 40–50% masy naszego ciała, w związku z czym odgrywają ogromną rolę w utrzymaniu równowagi życiowej ludzkiego organizmu. Utrata masy i funkcji mięśni związana z procesami starzenia się organizmu, znana jako sarkopenia, niejednokrotnie dotyka już osób wkraczających czwartą dekadę życia. Po przekroczeniu 50-ego roku życia, rocznie tracimy zazwyczaj ok. 1–2% masy i 1.5–5% siły mięśni. Sarkopenia wiąże się nie tylko z niepełnosprawnością ruchową, ale także ze zwiększonym ryzykiem rozwoju wielu chorób wieku późnego, takich jak choroby sercowo-naczyniowe i zaburzenia metaboliczne, a przede wszystkim cukrzyca. Dlatego zrozumienie molekularnych mechanizmów sarkopenii, jak uważają specjaliści, ma kluczowe znaczenie dla zdrowego starzenia się organizmu, zwłaszcza że takie informacje mogą znaleźć dalsze zastosowania w profilaktyce i leczeniu chorób związanych z wiekiem.
Najważniejszym dla utrzymania dobrego stanu mięśni hormonem jest insulinopodobny czynniki wzrostu typu 1 (IGF-1). IGF-1 jest przede wszystkim hormonem anabolicznym, czyli takim, który stymuluje proces syntezy białek przebiegający we włóknach mięśniowych. To właśnie głównie dzięki sprawnej produkcji białek przez włókna, mięśnie mogą utrzymywać odpowiednią konstytucję i sprawność w wieku podeszłym oraz przyrastać w siłę i masę w przypadku uprawiania jakiejś siłowej dyscypliny sportu. IGF-1 stymuluje syntezę białek we włóknach mięśniowych na drodze aktywacji hormonalnego szlaku sygnalizacyjnego kinazy Akt i mTOR.
Natomiast zdeklarowanym przeciwnikiem IGF-1 jest miostatyna, hormon który wraz z wiekiem zaczyna dominować nad IGF-1 i który blokuje szlak sygnalizacyjny Akt/mTOR, hamując syntezę białek i przyczyniając się w największym stopniu do rozwoju sarkopenii. Miostatyna, jak ustalono w efekcie badań, blokuje anaboliczny szlak sygnalizacyjny Akt/mTOR poprzez dezaktywację tzw. miRNA.
MicroRNA (miRNA) to klasa małych, niekodujących sekwencji kwasu rybonukleinowego (RNA). Ludzki genom koduje 1917 prekursorów miRNA i generuje 2656 jego dojrzałych form. Kilka postaci miRNA powstaje wyłącznie w mięśniach szkieletowych i odgrywa istotną rolę w procesach ich rozbudowy i regeneracji. Ogólnie ustalono, że wzajemna regulacja hormonalnych szlaków sygnalizacyjnych, biegnących przez miRNA, IGF-1, Akt i mTOR, jest zaangażowana we wzrost, rozwój, regenerację i równowagę życiową tkanki mięśniowej mięśni szkieletowych.
Natomiast microRNA-486 (miR-486) to forma miRNA występująca szczególnie obficie w mięśniach szkieletowych, szczególnie silnie aktywująca anaboliczny szlak sygnałowy Akt/mTOR. W badaniach dowiedziono, że poziom miR-486 jest istotnie obniżony w mięśniu dystroficznym, czyli chorobowo uszkodzonym, natomiast nadprodukcja miR-486 poprawia fizjologiczne funkcje mięśnia oraz zwiększa jego zdolności siłowe. Dlatego naukowcy przyjęli założenie, że to właśnie hamowanie miR-486 przez miostatynę może indukować związaną z wiekiem utratę mięśni wynikającą z blokowania anabolicznej sygnalizacji hormonalnej na szlaku Akt/mTOR.
Z kolei galusan epigallokatechiny (EGCG), najobficiej występujący w zielonej herbacie związek z grupy katechin, jak wykazano we wcześniejszych badaniach, łagodzi związaną z wiekiem insulinooporność (stan przedcukrzycowy) i lipogenezę (rozrost komórek tłuszczowych), właśnie poprzez przywrócenie prawidłowej aktywności szklaku sygnalizacyjnego Akt/mTOR w tkance mięśniowej mięśni szkieletowych. Ogólnie zgromadzone dotąd dane wskazują, że aktywne biologicznie składniki zielonej herbaty regulują szlaki sygnałowe, zaangażowane w proces starzenia się organizmu, takie jak m.in. stan zapalny i stres oksydacyjny, właśnie głównie poprzez modulację aktywności miRNA. Jednak wpływ EGCG na aktywność miRNA w utracie mięśni związanej z wiekiem był do niedawna jeszcze nieznany. Po raz pierwszy problematyką tą zajęto się dopiero w relatywnie niedawno opublikowanym badaniu (Chang, 2020).
W badaniu tym wykazano, że poziom miR-486 był rzeczywiście znacznie obniżony, a poziom miostatyny znacznie podwyższony, zarówno w mięśniach starszych myszy, jak też w komórkach macierzystych, pochodzących ze starzejącej się tkanki mięśniowej, i że to właśnie miostatyna odpowiada za spadek poziomu tej formy microRNA. Wykazano również, że suplementacja EGCG zwiększyła poziom miR-486 zarówno w mięśniach starszych myszy, jak też komórkach macierzystych, pochodzących ze starzejącej się tkanki mięśniowej. W jednym i drugim przypadku, suplementacja EGCG aktywowała również kinazę Akt i jej anaboliczny szlak sygnalizacyjny, biegnący poprzez kinazę mTOR.
Wyniki tego badania, zdaniem jego autorów, identyfikują unikalny mechanizm działania pokarmowego składnika zielonej herbaty i sugerują, że stosowanie EGCG lub związków do niego podobnych łagodzi związaną z wiekiem utratę tkanki mięśniowej, czyli sarkopenię, poprzez interwencję w sygnalizację hormonalną na szlaku miostatyna/miRNA.
