Hormonaalisen ehkäisyn vaikutus luustolihaksen proteiinimetaboliaan
Kutvonen, Lotta (2024-04-30)
Hormonaalisen ehkäisyn vaikutus luustolihaksen proteiinimetaboliaan
(30.04.2024)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024043024548
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2024043024548
Tiivistelmä
Luustolihaksen proteiinimetabolia voidaan jakaa proteiinisynteesiin ja proteiinien hajotukseen. Luustolihasmassa perustuu niiden väliseen tasapainoon, koska terveessä lihassolussa proteiineja sekä tuotetaan että hajotetaan. Proteiinimetaboliaa ohjataan lukuisten eri signalointireittien avulla ja hormonit elimistön eri toimintojen säätelijöinä ovat keskeisessä asemassa proteiinimetabolian säätelyssä. Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää hormonitoiminnan merkitystä luustolihaksen proteiinimetaboliassa ja hormonaalisen ehkäisyn aikaansaamia vaikutuksia luustolihaksen proteiinimetaboliaan.
PI3K/Akt on merkittävin proteiinisynteesiin johtava signalointireitti. Se aktivoituu lihaskasvua edistävän tekijän, IGF-1:n, vaikutuksesta. PI3K/Akt-signalointireitin aktivaatio johtaa edelleen kahteen, toisistaan erilliseen signalointireittiin: Akt/mTOR ja Akt/GSK3. mTOR-kinaasi aktivoituu, kun taas GSK3 inaktivoituu Akt:n vaikutuksesta. mTOR-aktivaatio johtaa p70S6K- ja PHAS-1-proteiinikinaasien fosforylaation kautta lisääntyneeseen proteiinisynteesiin. GSK3-inaktivaatio mahdollistaa elF2B-translaatiofaktorin aktiivisuuden ja siten proteiinien translaation sekä lisääntyneen proteiinisynteesin.
Proteiinien hajotuksen stimulaatio tapahtuu ainakin osittain ubikitiini-proteasomi-signalointireitin välityksellä. MuRF1- ja MAFbx-geenit koodaavat E3-ubikitiiniligaaseja, jotka osallistuvat ubikitiini-proteasomi-signalointireitin välityksellä tapahtuvaan proteiinien hajotukseen. MuRF1:n koodaama geenituote aikaansaa sarkomeerin myosiiniproteiinin ubikitinaatiota ja MAFbx koodaama tuote transkriptiofaktori elF3c:n ubikitinaatiota. Proteiinin ubikitinaatio johtaa sen proteasomaaliseen hajotukseen. MuFR-1- ja MAFbx-geenien ilmentyminen lisääntyy mm. FOXO-transkriptiofaktoreiden välityksellä.
Endogeenisistä hormoneista testosteroni, kasvuhormoni, IGF-1 ja kortisoli ovat olennaisessa asemassa luustolihaksen proteiinimetabolian säätelyssä. Testosteroni ja kasvuhormoni mm. nostavat IGF-1 pitoisuuksia ja stimuloivat sen välityksellä tapahtuvaa proteiinisynteesiä. Kortisoli on taas katabolinen ja antianabolinen hormoni, joka lisää FOXO-transkriptiofaktoreiden ilmenemisestä ja inhiboi mTOR-kinaasin toimintaa. Myös estrogeenin ja progesteronin vaikutuksia proteiinimetaboliaan on tutkittu. Estrogeeni aktivoi Akt/mTOR-signalointireittiä. Progesteronin vaikutukset luustolihaksen proteiinimetaboliaan ovat paikoin epäselviä ja ristiriitaisia.
Hormonaalinen ehkäisy muuttaa elimistön endogeenista hormonitoimintaa ja vaikuttaa siten luustolihaksen proteiinimetaboliaan. Yhdistelmäehkäisypillerit on tutkituin hormonaalisen ehkäisyn muoto. Niiden sisältämät synteettinen estrogeeni ja progestogeeni korvaavat elimistön endogeenisen estrogeenin ja progesteronin. Yhdistelmäehkäisypillereiden on huomattu yleisesti laskevan anabolisten hormoneiden (testosteroni, IGF-1) pitoisuutta ja nostavan katabolisten hormoneiden (kortisoli) pitoisuutta. Niiden hormoniannos sekä progestogeenimuoto vaihtelevat, mikä saa aikaan vaihtelua hormonitasojen sekä luustolihaksen proteiinimetabolian muutoksissa.
PI3K/Akt on merkittävin proteiinisynteesiin johtava signalointireitti. Se aktivoituu lihaskasvua edistävän tekijän, IGF-1:n, vaikutuksesta. PI3K/Akt-signalointireitin aktivaatio johtaa edelleen kahteen, toisistaan erilliseen signalointireittiin: Akt/mTOR ja Akt/GSK3. mTOR-kinaasi aktivoituu, kun taas GSK3 inaktivoituu Akt:n vaikutuksesta. mTOR-aktivaatio johtaa p70S6K- ja PHAS-1-proteiinikinaasien fosforylaation kautta lisääntyneeseen proteiinisynteesiin. GSK3-inaktivaatio mahdollistaa elF2B-translaatiofaktorin aktiivisuuden ja siten proteiinien translaation sekä lisääntyneen proteiinisynteesin.
Proteiinien hajotuksen stimulaatio tapahtuu ainakin osittain ubikitiini-proteasomi-signalointireitin välityksellä. MuRF1- ja MAFbx-geenit koodaavat E3-ubikitiiniligaaseja, jotka osallistuvat ubikitiini-proteasomi-signalointireitin välityksellä tapahtuvaan proteiinien hajotukseen. MuRF1:n koodaama geenituote aikaansaa sarkomeerin myosiiniproteiinin ubikitinaatiota ja MAFbx koodaama tuote transkriptiofaktori elF3c:n ubikitinaatiota. Proteiinin ubikitinaatio johtaa sen proteasomaaliseen hajotukseen. MuFR-1- ja MAFbx-geenien ilmentyminen lisääntyy mm. FOXO-transkriptiofaktoreiden välityksellä.
Endogeenisistä hormoneista testosteroni, kasvuhormoni, IGF-1 ja kortisoli ovat olennaisessa asemassa luustolihaksen proteiinimetabolian säätelyssä. Testosteroni ja kasvuhormoni mm. nostavat IGF-1 pitoisuuksia ja stimuloivat sen välityksellä tapahtuvaa proteiinisynteesiä. Kortisoli on taas katabolinen ja antianabolinen hormoni, joka lisää FOXO-transkriptiofaktoreiden ilmenemisestä ja inhiboi mTOR-kinaasin toimintaa. Myös estrogeenin ja progesteronin vaikutuksia proteiinimetaboliaan on tutkittu. Estrogeeni aktivoi Akt/mTOR-signalointireittiä. Progesteronin vaikutukset luustolihaksen proteiinimetaboliaan ovat paikoin epäselviä ja ristiriitaisia.
Hormonaalinen ehkäisy muuttaa elimistön endogeenista hormonitoimintaa ja vaikuttaa siten luustolihaksen proteiinimetaboliaan. Yhdistelmäehkäisypillerit on tutkituin hormonaalisen ehkäisyn muoto. Niiden sisältämät synteettinen estrogeeni ja progestogeeni korvaavat elimistön endogeenisen estrogeenin ja progesteronin. Yhdistelmäehkäisypillereiden on huomattu yleisesti laskevan anabolisten hormoneiden (testosteroni, IGF-1) pitoisuutta ja nostavan katabolisten hormoneiden (kortisoli) pitoisuutta. Niiden hormoniannos sekä progestogeenimuoto vaihtelevat, mikä saa aikaan vaihtelua hormonitasojen sekä luustolihaksen proteiinimetabolian muutoksissa.