Myokiny

Myokiny jsou malými signálními molekulami o velikosti 5–20 kDa, které jsou exprimovány a uvolňovány buňkami svalstva po svalové kontrakci. Jedná se o cytokiny a jiné peptidy, které mají autokrinní, parakrinní nebo endokrinní účinky a vyvolávají metabolické změny v reakci na fyzickou námahu. Kosterní sval je schopen do okolí uvolňovat mnoho různých myokinů v závislosti na svalové aktivitě, která expresi těchto molekul reguluje. V tomto ohledu může být kosterní sval vnímán jako endokrinní orgán schopný prostřednictvím těchto signálních molekul komunikovat a ovlivňovat další orgány jako tukovou tkáň, játra, kosti, mozek a další.

Na kombinace myokinů produkovaných svalem má vliv i typ cvičení (aerobní / silové) a typ svalového vlákna – různé cvičení má různý efekt. Sedavý životní styl a s ním spojená chronická onemocnění mohou být mimo jiné také způsobeny jiným myokinovým prostředím.

Funkce

Myokiny ovlivňují metabolismus, produkci dalších signálních molekul jinými tkáněmi v případě, že jsou uvolňovány do krve. Důležitá je také jejich imunoregulační role a interakce s tukovou tkání a tím regulace energetické homeostázy, včetně regulace metabolismu glukózy. Jejich vylučování působí na růst svalových vláken a regeneraci svalu a dochází k podpoře angiogeneze. Myokiny mají také vliv na tvorbu hnědé tukové tkáně a kosterní homeostázu.

Fyzická aktivita má skrze myokinovou signalizaci vliv i na nervovou tkáň, dochází ke vzniku histonových modifikací a syntéze proteinů, které jsou schopné ovlivnit náladu, kognici a zlepšit spánkovou kvalitu.

Kromě vlivu na ostatní tkáně mají myokiny důležitý vliv na sval samotný, jsou prostředníky svalových změn vyvolaných cvičením. Mezi tyto změny patří podpora proliferace buněk svalu a tvorby nových cév pomocí VEGF a dalších molekul.

U myokinů bývá často popisována protizánětlivá funkce a bývají vnímány jako prevence pro celou řadu onemocnění. I když ve většině případů je vliv myokinů na organismus popisován velmi pozitivně, je tomu tak u jejich časově omezeného uvolňování. Dysregulace těchto molekul může přispět také mnohým patologiím, příkladem může být nepříznivý vliv interleukinu 6 v mozku.

Zástupci

Myostatin

Myostatin byl první molekulou popsanou jako myokin. Exprese a uvolňování myostatinu je inhibováno jak aerobním tak silovým cvičením, naopak jeho zvýšená hladina byla zjištěna u obézních jedinců. Jeho přirozeným inhibitorem je folistatin, jehož hladiny se zvyšují po fyzické námaze.

Interleukin 6

Interleukin 6 je známým zástupcem myokinů, jeho produkce je indukována kontrakcí kosterního svalstva při fyzické aktivitě již zhruba po půl hodině. Objevuje se i v krevním oběhu a jeho množství závisí na délce a intenzitě cvičení. Jako myokin má protizánětlivý účinek a je schopen inhibovat tvorbu některých prozánětlivých cytokinů, přestože jako cytokin může mít i prozánětlivou funkci. Podílí se také na regulaci růstu svalů zprostředkovaného satelitními buňkami. Jeho uvolňování svalovými buňkami podporuje glykogenolýzu, lipolýzu a také dochází ke zvýšené expresi GLUT4 a zvýšené inzulinové citlivosti. Jedná se tedy o jeden z hlavních regulátorů udržujících tukovou homeostázu.

Interleukin 15

Dalším interleukinem řazeným k myokinům je interleukin 15, který je také schopný stimulovat růst svalu a podporovat absorpci glukózy. Vliv má i na tukovou tkáň, kde stimulací adiponektinu inhibuje hromadění lipidů. Mimo to má antioxidační účinky a podporuje aktivitu mitochondrií.

Mezi myokiny se řadí i další interleukiny jako jsou IL-7, IL-8 či IL-10.

LIF

Inhibiční faktor leukémie (LIF) je dalším myokinem stimulujícím proliferaci svalových buněk a tím růst svalu. Podílí se také na hypertrofii a regeneraci svalové tkáně. Regulace jeho exprese je závislá na intracelulární koncentraci vápníku.

FGF21

Růstový faktor fibroblastů 21 (FGF21) je myokinem s přímým účinkem na absorpci glukózy v kosterním svalstvu zvýšením exprese GLUT1 a podporou inzulinového transportu glukózy. Během hladovění je také inhibitorem lipolýzy. Jeho zvýšené uvolňování ze svalu může zapříčinit poruchy funkce mitochondrií.

Decorin

Decorin je vylučován během svalové kontrakce, jedná se o proteoglykan působící stejně jako jiné myokiny na růst svalu.

Irisin

Irisin je v nedávné době objeveným myokinem hrajícím roli zejména v metabolismu lipidů. Podílí se na tvorbě hnědé tukové tkáně. Jeho koncentrace se po cvičení zvyšuje. Byl popsán jeho potenciál v léčbě obezity a jeho možné preventivní účinky u některých nádorových onemocnění.

Vliv na onemocnění

Mnohé myokiny působí protizánětlivě, potlačením chronického zánětu mohou tedy zabránit rozvoji řady onemocnění. Mezi tato onemocnění patří například diabetes 2. typu, demence, některé typy nádorů, kardiovaskulární onemocnění a další. Fyzická aktivita tedy napomáhá prevenci těchto patologií. Oproti tomu sedavý životní styl spojený s dysregulací myokinů působí prozánětlivě, nepříznivým výsledkem myokinové regulace je také hromadění viscerálního tuku.