Strona główna > biologia, nauka > Supermyszy na dopingu

Supermyszy na dopingu

Sierpień 4, 2008 Dodaj komentarz Go to comments

W zeszłym roku przez serwisy naukowe przewinęła się wiadomość, że naukowcy za pomocą modyfikacji genetycznych stworzyli supermysz. Supermysz jest w stanie biec  pięć godzin bez przerwy w tempie 20 metrów na minutę, co daje 6 kilometrów, podczas, gdy zwykła mysz odpada z wyścigu po 200 metrach tak szybkiego biegu. Artykuł, który ją opisuje, ukazał się w JBC, a film przedstawiający, do czego jest zdolna, można zobaczyć tu.

Supermysz powstała, kiedy naukowcy postanowili sprawdzić, co się dzieje, gdy wprowadzi się do organizmu dodatkowe kopie genu kodującego PEPCK-C. Enzym ten jest produkowany przez wątrobę, gdzie bierze udział w glukogenezie, i przez tkankę tłuszczową, gdzie jest zaangażowany w produkcję trójfosforanu glicerolu podczas okresów głodu.  Już wcześniej stwierdzono, że nadmiar PEPCK-C w tkance tłuszczowej myszy powoduje otyłość, zaś jego brak lipodystrofię, czyli zanik tkanki tłuszczowej. PEPCK-C jest produkowany także w innych tkankach, ale jego rola w nich nie jest dokładnie znana. Naukowcy postanowili sprawdzić, co się stanie, kiedy mięśnie zaczną produkować nadmiar PEPCK-C. Okazało się, że myszy z podwyższoną ekspresją PEPCK-C w mięśniach charakteryzują się podwyższonym poziomem aktywności fizycznej, i to także w zaawansowanym jak na myszy wieku ponad dwóch lat. Powodem jest wyższa liczba mitochondriów, lepsze wykorzystanie kwasów tłuszczowych jako paliwa podczas intensywnych ćwiczeń, oraz wysokie stężenie trójglicerydów w mięśniach szkieletowych.  Dodatkowo mięśnie supermyszy niemal wcale nie produkują kwasu mlekowego, czyli od ćwiczeń nie robią im się zakwasy. Ponadto takie myszy, mimo, że jedzą o połowę więcej, niż zwykłe myszy, są bardzo szczupłe. Poza tym żyją dłużej, samice mogą mieć małe nawet w wieku ponad 30 miesięcy, a samce są agresywniejsze. Część charakterystyki mięśni supermyszy przypomina efekty, jakie można uzyskać za pomocą treningu wytrzymałościowego – takie ćwiczenia także powodują zwiększenie wykorzystania kwasów tłuszczowych przez mięśnie.

Nadekspresja PEPKC-C to nie jedyna manipulacja genetyczna, dzięki której udało się stworzyć myszy-długodystansowców. Podobne, choć znacznie mniej spektakularne  efekty daje nadmierna ekspresja różnych białek zaangażowanych w regulację transkrypcji, takich, jak PPARδ, PGC-1α czy PGC-1β. Również w tych przypadkach mięśnie supermyszy, które w ogóle nie ćwiczą, wyglądają jak u ostro trenujących maratończyków – nadekspresja PPARδ powoduje remodelowanie mięśni przez zwiększenie ilości włókien mięśniowych typu I (wolnokurczliwych). Taki sam efekt można osiągnąć również za pomocą treningu wytrzymałościowego.

Przeglądówkę na temat tego, co się dzieje w mięśniach pod wpływem treningu wytrzymałościowego, można znaleźć tu.

Jednak efekt treningu wytrzymałościowego u myszy można osiągnąć nie tylko za pomocą modyfikacji genetycznych. W Cell ukazała się właśnie praca pokazująca, jak poprawić mysią wytrzzymałość za pomocą leków. Naukowcy podali myszom dwa związki chemiczne: GW1516, aktywujący gen kodujący wspomniane wyżej białko PPARδ, oraz AICAR, aktywujący gen AMPK. Skoro nadekspresja PPARδ powodowała, że myszy mogą przebiec dwukrotnie większy dystans, GW1516 powinno dać podobny efekt, prawda? Jednak myszy, którym podawano ten związek, wcale nie miały lepszej kondycji, niż grupa kontrolna, mimo, że pojawiły się różnice w ekspresji niektórych genów w mięśniach. Badacze nie poddali się tak od razu, i postanowili sprawdzić, co się dzieje, jeśli podawanie GW1516 połączy się z treningiem wytrzymałościowym. Tym razem efekty były zgodne z przewidywaniami – myszy trenujące na dopingu osiągały znacznie lepsze wyniki, niż te, które trenowały bez niego, a ich mięśnie zawierały znacznie więcej włókien typu I, niż mięsnie myszy trenujących bez dopingu oraz biorących doping bez treningu. Okazało się też, że połączenie podawania GW1516 i treningu powoduje aktywację ekspresji grupy genów, które nie reagują na same ćwiczenia ani na sam doping. W tej grupie znajdowały się między innymi geny kodujące białka zaangażowane w remodelowanie mięśni i w metabolizm tłuszczu.

Drugi związek – AICAR – wygląda na spełnienie marzeń wszystkich leni. AICAR zadziałał nawet na myszy, które nie trenowały. Były w stanie przebiec o 44% dłuższy dystans i biec 23% dłużej od nietrenujących myszy bez dopingu. Dodatkowo niektóre myszy schudły. AICAR aktywuje gen kodujący AMPK, czyli kinazę białkową aktywowaną AMP, która jest zaangażowana w homeostazę glukozy, regulację apetytu i zmiany fizjologiczne wywołane ćwiczeniami. Ponadto badacze zaobserwowali, że podanie AICAR wywołuje zwiększenie ekspresji sporej grupy genów, która w znacznym stopniu pokrywa się z grupą genów aktywowaną przez połączenie GW1516 i treningu. Wygląda na to, że AMPK współdziała z PPARδ w regulacji ekspresji genów pod wpływem ćwiczeń fizycznych, bo myszy pozbawione genu PPARδ nie reagują ani na GW1516, ani na AICAR.

Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycia przyczynią się do leczenia chorób związanych z zanikiem mięśni i otyłości. Równocześnie martwią się, że GW1516 i AICAR mogą zostać wykorzystane w sporcie jako środki dopingujące, opracowali więc test, który umożliwia ich wykrywanie w moczu i krwi myszy, i współpracują ze Światową Agencją Antydopingową, żeby zdążyć z przygotowaniem i certyfikacją tego testu dla ludzi przed rozpoczęciem igrzysk olimpijskich.

Kategorie:biologia, nauka
  1. Sierpień 5, 2008 o 6:41 am

    Ciekawe ile te leki będą kosztować – zapewne w USA, kraju McDon’a, będzie to można kupić w każdym kiosku…

  2. Sierpień 5, 2008 o 6:52 am

    RM Evans – szef grupy, która przeprowadziła te badania – mówi, że synteza GW1516 jest łatwa, o tym drugim ani o kosztach nie wspomina. Ale podejrzewam, że potencjalny rynek zbytu jest całkiem spory, więc kto wie. Pytanie tylko o efekty uboczne.

  1. No trackbacks yet.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d bloggers like this: