MGF

Итак, уважаемые исследователи, на данный момент в сети накопилось не мало информации о Механическом факторе роста (МФР) или Mechano Growth Factor (MGF). Соответственно в пытливом исследовательском мозгу могло появиться множество мнений, вопросов и интереснейших гипотез. Поэтому, дабы развеять тучи сомнений и удовлетворить природное человеческое любопытство, попытаемся разобраться в данной теме.

Что такое MGF и его основные функции?

Формула молекулы	Вес молекулы	Последовательность аминокислот
C121H200N42O39	2888.16	Tyr-Gln-Pro-Pro-Ser-Thr-Asn-Lys-Asn-Thr-Lys-Ser-Gln-Arg-Arg-Lys-Gly-Ser-Thr-Phe-Glu-Glu-Arg-Lys

MGF это один из вариантов (изомер) Инсулиноподобного фактора роста (Insulin Growth Factor -1 (IGF-1)). Однако это не значит, что эти два пептидных гормона обладают одинаковыми свойствами, поскольку их строение и расположение функциональных групп в пространстве абсолютно разное.

Свое специфическое название MGF получил благодаря тому, что РНК форма данного гормона образовывается в мышечных тканях в ответ на воздействие на них механических нагрузок, перегрузок и/или повреждений. Благодаря тому, что в своем строении он (MGF) содержит Е-домен, воздействие данного пептида происходит непосредственно на мышечную ткань независимо от остальной части молекулы. Кроме того, в качестве реакции на MGF было отмечено значительное увеличение количества клеток сателлитов. В свою очередь клетки сателлиты делятся, образуя миобласты, которые затем проходят стадии пролиферации, коммитирования к дифференцировке и слияния в незрелые миоциты, образующие после созревания миофибриллы.

Бороздя просторы всемирной паутины можно найти ссылки на «исследования профессора Голдспинка». Многие просто копируют перевод этой статьи (даже не утруждая себя исправлением грамматических ошибок), при этом забывают хотя бы дать ссылку на первоисточник. Мы будем в этом смысле более корректными по отношению, как к авторскому праву, так и к Профессору Джофри Голдспинку и его команде. Поэтому добавляем ссылку на первоисточник (http://bjsm.bmj.com/content/39/11/787.full).

Итак, Исследование механического фактора роста: его потенциал для оптимизации физической подготовки и при использовании в качестве допинга

Профессор Дж. Голдспинк.

Механический фактор роста может привести к быстрому увеличению мышечной массы и силы, в чем кроется как значительный терапевтический потенциал, так и использование данного пептида в качестве допинга

Исследования человеческого генома показали, что существует всего около 40 000 генов. Помимо этого, человеческий организм располагает еще большим количеством различных белков. Такая ситуация становиться возможна вследствие того, что некоторые гены могут соединяться и сливаться с целью производства разных белков и пептидов которые обычно обладают совершенно различными биологическими функциями.

Сочетание физиологических и молекулярных биологических методов позволило нашей команде выявить и описать действие фактора роста / восстановления мышечной ткани (MGF). Было обнаружено, что MGF является производным от гена инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I), который получился вследствие альтернативного сращивания (слияния, сплетения), однако, из-за сдвига цепочки его молекулы, MGF обладает уникальным С-концевым пептидом. После физической тренировки, ген IGF-I сплетается с другими белками и преобразовывается в MGF, благодаря чему в мышцах происходит активация стволовых клеток (клеток-сателлитов), запускаются анаболические процессы, начинается восстановление местных мышечных повреждений и происходит гипертрофия. Интересно, что потеря мышечной массы в старости и при некоторых заболеваниях связанна с нарушениями способности выработки MGF организмом. По-видимому, в таких состояниях (старость, специфические заболевания), резерв клеток-сателлитов иссякает и не пополняется.

Клонирование mgf и другие варианты сращивания igf-I в мышцах

Всегда казалось очевидным, что мышечная масса и сила контролируется и зависит от местных факторов роста, поскольку, тренируя конкретную мышцу, гипертрофии будет подвергаться именно эта, а не все мышцы тела. Немногим более 10 лет назад, наша группа ученых клонировала факторы роста, участвующие во внутренней регуляции мышечной массы.

Для проведения этого эксперимента нам были необходимы модели животных, что позволило бы более наглядно продемонстрировать быстрый мышечный рост. Предыдущая работа показала, что передняя большеберцовая мышца взрослого кролика, которая была приведена и закреплена в вытянутом положении при помощи пластыря, в сочетании с электрической стимуляцией низким напряжением, увеличилась в массе на 35% всего за 1 неделю.

Было выяснено, что мышцы адаптируются к новой функциональной длине, добавляя саркомеры в ряды на концах существующих миофибрилл. Кроме того, было установлено, что если мышцы подвергаются электрической стимуляции, они увеличиваются как в обхвате, так и в длину. Все РНК в этих мышцах увеличились примерно в четыре раза за пару дней. Мы также изучали эти РНК с использованием техники известной как «дифференциальный мониторинг», что позволило в тренируемой мышце обнаружить мРНК. Данная мРНК была последовательно преобразована в кДНК, при этом базы данных гена показали, что мРНК была получена из IGF-I гена.

Этот локальный тип IGF-I, получил название механический фактор роста (MGF), поскольку он вырабатывается в ответ на механическую стимуляцию и поскольку, он, в отличии от других IGF-I, не производится печенью. MGF может образовываться из системного IGF-I, который в свою очередь образуется в печени, формула MGF отличается присутствием на конце цепочки С-разветвления (C-терминала).

С помощью физиологических экспериментов было доказано, что IGF-I и MGF имеют разные функции, и установлено, что пептид С-терминала MGF имеет специальную уникальную функцию активации и пополнения мышцы стволовыми клетками (клетками-сателлитами). Кроме того, MGF отвечает за восстановительные процессы, как в центральной нервной системе, так и в системе опорно-двигательных мышц. Из-за того, что данные системы подвергаются постоянным нагрузкам, на этих участках предусмотрен эффективный местный, клеточный механизм восстановления, т.к. в противном случае наступает клеточная смерть. Дополнительные ядра, необходимые для роста и восстановления привлекаются из клеток-сателлитов. Это является одним из начальных событий в процессе гипертрофии.

MGF отвечает за пополнение в мышцах запасов клеток-сателлитов, благодаря чему поврежденные мышечные волокна восстанавливаются, и происходит прирост силы.

Сращивание igf-I гена в ответ на физические упражнения и действие гормонов

Предыдущие исследования показали, что физические упражнения, приводящие к мышечной гипертрофии, напрямую связаны с увеличением выработки IGF-I. Однако эти исследования не показали различий между разными типами IGF-I.

Как упоминалось выше, путь образования MGF, был изучен группой ученных из США Кеном Болдуином и Грегом Адамсом, которые провели расшифровку РНК в тренируемых и не тренируемых мышцах, и установили, что в ответ на физическую нагрузку MGF (IGF-1Ec) вырабатывается в организме раньше, чем IGF-1Ea. С помощью использования специфических праймеров (проб генов), были произведены замеры концентрации мРНК MGF (IGF-1Ec) и IGF-1Ea, с использованием количественной полимеризации цепной реакции механически перегруженных мышц у грызунов, а также с добровольцами разного возраста, у которых была взята биопсия из мышц спустя 2,5 часов после тренировки высокой интенсивности выполнения разгибаний в колене. В мышцах молодых людей, концентрация MGF мРНК была значительно увеличена в результате тренировки, но, при воздействии такой же механической перегрузки, было установлено, что в мышцах пожилых добровольцев, концентрация MGF мРНК была увеличена не значительно. Однако после инъекций гормона роста, сделанных пожилым мужчинам-добровольцам, было отмечено, что увеличивалась концентрация MGF, и при помощи компьютерной томографии было выявлено, что MGF привело к увеличению площади поперечного сечения мышц.

Эксперимент продемонстрировал как происходит сращивание IGF-I гена после тренировки и в ответ на выброс (добавление) гормонов. Как упоминалось ранее, MGF отличается от других видов IGF-I своим концевым С-терминалом. Этот участок молекулы имеет важное функциональное значение, как карбоксил пептид, участвующий в связывании белков, которые стабилизируют эти факторы роста. Кроме того, было установлено, что не менее двух форм соматического IGF-I производятся организмом, даже во время отдыха от физических нагрузок. Что же касается MGF, то совершенно очевидно, что в ответ на физические нагрузки и повреждения, MGF оказывает системное воздействие, включающее в себя как активацию в мышцах клеток-сателлитов в местах повреждений (через свою C-терминал область), так и увеличение общего анаболического эффекта, который является результатом связывания MGF с рецепторами IGF-I генов, находящихся во всех мышцах.