Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: czarny imbir, flawonoidy, apigenina, polimetoksyflawony, dimetoksyflawon, IGF-1, kinaza mTOR, anabolizm białek, miogeneza
Badania ostatnich lat zaowocowały odkryciami anabolicznej aktywności niektórych aktywnych biologicznie składników pokarmów roślinnych. Ogólnie pod pojęciem „aktywności anabolicznej” rozumiemy pozytywny wpływ danej substancji na masę i siłę mięśni. Taki wpływ wykazują przede wszystkim hormony anaboliczne, głównie androgeny (męskie hormony płciowe), insulina, hormon wzrostu oraz insulinopodobny czynnik wzrostu typu 1 (IGF-1). Ponieważ jednak użycie takich hormonów w celu leczenia zaniku mięśni lub wspomagania wysiłku sportowego jest obarczone dużym ryzkiem wystąpienia niepożądanych efektów działania (skutków ubocznych), dlatego naukowcy poszukują pośród aktywnych biologicznie składników roślinnych środków pożytecznych dla mięśni, ale przy tym całkowicie bezpiecznych dla zdrowia.
Dobrym przykładem nowoodkrytego środka o takim charakterze jest apigenina z grupy flawonoidów, występująca w niewielkich ilościach w wielu warzywach i owocach, oferowana przez rynek suplementów diety m.in. w postaci preparatu AndroMass. W ostatnim czasie rośnie również popularność ekstraktów z czarnego imbiru, będącego istną skarbnicą flawonoidów, a to właśnie nie tylko z uwagi na niezwykle szerokie spektrum aktywności zdrowotnej składników tej rośliny, ale również wykazaną w badaniach, ich wysoką aktywność anaboliczną. Dlatego też ostatnio pojawiły się w sieci prośby o wyjaśnienie mechanizmów pozytywnego działania na mięśnie aktywnych biologicznie składników czarnego imbiru.
Czarny imbir jest bogatym źródłem flawonoidów, o szczególnie wysokiej zawartości polimetoksyflawonów – najwyższej spośród wszystkich surowców flawonoidowych. Dlatego też w jednym z najnowszych badań (Ono, 2019), w fazie eksperymentu prowadzonej poza żywym organizmem, zaobserwowano, że dodatek do podłoża hodowlanego mieszanki najaktywniejszych flawonoidów czarnego imbiru zwiększa o ok. 30% wymiary formujących się włókien mięśniowych, w porównaniu z hodowlami komórkowymi, utrzymywanymi na podłożu bez dodatku flawonoidów imbirowych. Chociaż najaktywniejszy związek z tej grupy zwiększał wymiary formujących się włókien mięśniowych aż o 40%. Jak dowiedziono w wyniku wnikliwszych badań molekularnych, wzrost wymiarów formujących się włókien mięśniowych był efektem zdolności flawonoidów imbirowych do promocji syntezy białek mięśniowych na drodze wzrostu wewnątrzkomórkowego stężenia jonów wapniowych. A jak już wcześniej ustalili badacze (Ito, 2013), jony wapniowe aktywują kinazę mTOR – enzym ze szlaku sygnalizacyjnego wspomnianego wyżej hormonu anabolicznego IGF-1 o kluczowym znaczeniu dla przerostu muskułów, stymulujący proces produkcji białek mięśniowych (anabolizmu) na strategicznym etapie tego procesu, nazywanym translacją.
Natomiast w najnowszym badaniu dotyczącym wpływu czarnego imbiru na mięśnie (Kim, 2020), naukowcy postanowili ocenić, czy najaktywniejszy biologicznie składnik czarnego imbiru, dimetoksyflawon (DMF), opóźnia rozwój i progresję sarkopenii, skupiając się na szlakach sygnalizacyjnych, związanych z obrotem białek i biogenezą mitochondriów u myszy w podeszłym wieku. W badaniu tym suplementacja DMF nie tylko stymulowała siłę chwytu i wytrzymałość wysiłkową, ale także zwiększała masę i objętość mięśni starych myszy. Jak ustalili autorzy, po pierwsze DMF stymuluje szlaki syntezy białek mięśniowych, obniżając jednocześnie ekspresję genów zaangażowanych w proteolizę, czyli rozpad białek mięśniowych, a po drugie stymuluje biogenezę mitochondriów poprzez regulację w górę ekspresji odpowiednich czynników komórkowych. Co ciekawe, w przypadku stymulacji syntezy białek chodziło właśnie o aktywację szlaku sygnalizacyjnego anabolicznego hormonu IGF-1, biegnącego przez wspomnianą wyżej kinazę mTOR, ale już prawie na tym samym etapie, na którym szlak ten aktywowany jest przez IGF-1.
Jednak pozytywny wpływ polimentoksyflawonów na przyrost masy mięśni nie ogranicza się tylko do ich aktywności stricte anabolicznej, czyli polegającej na aktywacji procesu syntezy białek, przebiegającego we włóknach mięśniowych. Otóż polimetoksyflawony aktywują jednocześnie proces miogenezy, polegający na budowaniu całych, nowych włókien mięśniowych z macierzystych komórek mięśniowych, znanych jako tzw. komórki satelitarne. Jak bowiem wykazano w niedawno wykonanym badaniu (Kim, 2019), polimetoksyflawon sinesetyna zwiększa tempo różnicowania się mięśniowych komórek macierzystych do włókien mięśniowych, zwiększając poziom ekspresji czynników sterujących procesem miogenezy – myoD i miogeniny.
Wprawdzie sinesetyna nie jest polimetoksyflawonem czarnego imbiru, tylko owoców cytrusowych, to jednak najprawdopodobniej zdolnością aktywacji miogenezy cechuje się większość związków z tej grupy flawonoidów. W przekonaniu tym utwierdza nas zgłoszenie patentowe o numerze WO2020127183A1, którego autorzy ubiegają się o ochronę patentową dla kilkudziesięciu odkrytych przez nich polimetoksyflawonów jako środków terapeutycznych, służących do poprawy regeneracji i plastyczności mięśni szkieletowych, w celu utrzymania lub zwiększenia ich funkcjonalności i masy, poprzez modulację macierzystych komórek mięśniowych w procesie miogenezy.
