Jaringan otot rangka: hanya motor biomekanik atau juga organ endokrin yang penting?

Diedit oleh Dr. Cesare Squillace, PhD

Sekarang diterima secara luas oleh seluruh komunitas ilmiah bahwa latihan fisik secara teratur menentukan respon perlindungan fisiologis terhadap banyak penyebab kematian, dan berbeda dengan fenomena inflamasi seperti aterosklerosis dan resistensi insulin. Melakukan latihan fisik secara teratur memungkinkan otot rangka tidak hanya berkontraksi, tetapi juga mengeluarkan dan melepaskan sitokin anti-inflamasi: IL-6 (interleukin 6) ke dalam aliran darah. Bukti ilmiah menunjukkan bahwa itu merangsang produksi dan pelepasan sitokin sirkulasi lainnya seperti IL-1ra (antagonis reseptor inteleukin-1) dan IL-10 (interleukin 10); itu juga menghambat produksi interleukin pro-inflamasi seperti TNF-α (tumor necrosis factor-alpha). IL-6 memfasilitasi pergantian lipid, merangsang lipolisis serta -oksidasi.

Sejumlah penelitian menyoroti bagaimana olahraga teratur menginduksi penekanan TNF-α dengan menawarkan perlindungan terhadap resistensi insulin yang dihasilkan oleh sitokin itu sendiri. Baru-baru ini, IL-6 telah didefinisikan sebagai "miokin" pertama yang diproduksi dan dilepaskan oleh serat otot rangka individu setelah kontraksi mereka, memberikan efeknya pada organ tubuh lainnya juga.

Kita tahu bahwa otot rangka adalah organ terbesar dalam tubuh manusia; penemuan bahwa kontraksi otot sederhana diterjemahkan tidak hanya menjadi respon biomekanik, tetapi juga menjadi produksi sitokin anti-inflamasi, membuka paradigma baru: otot rangka adalah organ endokrin yang, melalui kontraksi, merangsang produksi dan pelepasan sitokin, yang dapat mempengaruhi metabolisme dan memodifikasi produksinya di jaringan dan organ (gambar 1).

Gambar 1 Jaringan otot rangka harus dianggap sebagai organ endokrin penting, yang mengekspresikan dan melepaskan sitokin (juga disebut miokin) ke dalam aliran darah dan berpotensi mempengaruhi metabolisme dan status inflamasi pada jaringan dan organ (dari Pedersen BK, 2006).

Selama kondisi sepsis dan dalam model eksperimental, kaskade sitokin meliputi TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-ra, sTNF-R dan IL-10. Dua sitokin pertama tampaknya adalah TNF-α dan IL-1ß, yang diproduksi secara lokal. Sitokin ini secara klasik dikenal sebagai pro-inflamasi. Ini sama merangsang produksi IL-6 yang telah diklasifikasikan dengan tindakan pro dan anti-inflamasi. Sitokin yang diproduksi selama latihan berbeda dari yang hadir setelah infeksi Fakta bahwa sitokin pro-inflamasi klasik, TNF-α dan IL-1ß, secara umum tidak meningkat dengan latihan menunjukkan bahwa kaskade sitokin yang diinduksi oleh "olahraga berbeda dari yang diinduksi. oleh infeksi umum.

Sitokin pertama yang dilepaskan ke dalam aliran darah selama latihan adalah IL-6. Tingkat sirkulasi yang sama meningkat secara eksponensial (100 kali lebih banyak) sebagai respons terhadap olahraga, dan menurun pada periode pasca-latihan (Gambar 2).

Gbr. 2 Selama keadaan inflamasi kronis yang disebabkan oleh "infeksi tipe sistemik (kiri), kaskade sitokin dalam beberapa jam pertama diwakili oleh TNF-α, IL-6, IL-1ra, sTNF-R dan IL-10 Sitokin di respon terhadap latihan (kanan) tidak termasuk TNF-α tetapi menunjukkan peningkatan yang nyata pada IL-6, yang diikuti oleh IL-ra, sTNF-R dan IL-10. Tidak ada bukti peningkatan kadar protein C reaktif (CRP) (dari Pedersen BK, 2006).

Singkatnya, kita dapat mengatakan bahwa latihan fisik secara teratur menghasilkan respons anti-inflamasi yang diekspresikan melalui produksi sitokin penting seperti IL-6. Ini bekerja pada jaringan yang berbeda dan pada saat yang sama merangsang produksi IL-ra dan IL.-10, dengan menghambat sitokin pro-inflamasi TNF-α. Kemudian otot rangka, melalui kontraksi otot sederhana, memproduksi dan melepaskan "miokin" yang memediasi efek menguntungkan dari latihan fisik dan memainkan peran mendasar, melindungi dan menangkal keadaan peradangan kronis seperti yang ditemukan pada penyakit kardiovaskular dan diabetes tipe 2.

Bibliografi

Brandt C, Pedersen BK., 2010, Peran miokin yang diinduksi oleh olahraga dalam homeostasis otot dan pertahanan terhadap penyakit kronis, J Biomed Biotechnol.

Helmmark IC, Mikkelsen UR, Børglum J, Rothe A, Petersen MC, Andersen O, Langberg H, Kjaer M., 2010, Olahraga meningkatkan kadar interleukin-10 baik secara intraartikular maupun peri-sinovial pada pasien dengan osteoartritis lutut: uji coba terkontrol secara acak, Arthritis Res Ada.

Pedersen BK, Februari M., 2005, Interleukin-6 yang diturunkan dari otot - kemungkinan hubungan antara otot rangka, jaringan adiposa, hati, dan otak, Imun Perilaku Otak.

Pedersen BK, 2006, Efek anti-inflamasi dari olahraga: perannya dalam diabetes dan pengendalian penyakit kardiovaskular, Esai Biokimia.

Pedersen BK. 2009, Penyakit kurangnya aktivitas fisik - dan peran otot myokinesin - cross talk lemak., J. Fisiol.

Pedersen BK., 2011, Miokin yang diinduksi oleh olahraga dan perannya dalam penyakit kronis.
Imun Perilaku Otak.