Леднев Егор Михайлович - младший научный сотрудник, травматолог-ортопед, лаборатория физиологии мышечной деятельности.
123007, Москва, Хорошевское ш., 76А
Egor M. Lednev - Junior researcher, Traumatologist-Orthopedist, Muscle Physiology Laboratory.
76A, Khoroshevskoe hwy., Moscow, 123007
Дубров Вадим Эрикович - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей и специализированной хирургии, факультет фундаментальной медицины.
Москва
Vadim E. Dubrov - Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of Department of General and Specialized Surgery, Faculty of Fundamental Medicine.
Moscow
Попов Даниил Викторович - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий, лаборатория физиологии мышечной деятельности.
Москва
Daniil V. Popov - Dr. Sci. (Bio.), Leading Researcher, Head of Muscle Physiology Laboratory.
Moscow
Введение: Повреждение скелетных мышц (прямое и викарное) замедляет процессы восстановления пациентов с травмами опорно-двигательного аппарата, в том числе в раннем послеоперационном периоде. Увеличение жесткости внеклеточного матрикса скелетной мышцы позволяет снизить болевой синдром, отек тканей, ускорить восстановление сократительной способности.
Цель исследования: Изучение влияния приема аминокислот c разветвленной боковой цепью на экспрессию генов IGF1, коллагенов 1-, 3- и 5-го типа, являющихся ключевыми в составе внеклеточного матрикса скелетной мышцы, и поврежденность мышечных мембран на фоне хронического повреждения скелетных мышц.
Материал и методы: 12 молодых здоровых мужчин 19 (18; 22) лет, спортсмены-лыжники в течение 10 недель принимали плацебо (мальтодекстрин, по 100 мг/кг массы тела/день; n = 6) или смесь аминокислот (лейцин, изолейцин, валин в количестве 50:25:25 мг/кг массы тела/день, соответственно; n = 6) ежедневно на фоне большого объема аэробных высокоинтенсивных тренировок (до 22 ч/нед.). До и после приема им выполнялась биопсия латеральной головки четырехглавой мышцы бедра, а также в ходе эксперимента осуществлялся забор венозной крови.
Результаты: Прием лейцина на фоне тренировок привел не только к выраженному росту уровня белка IGF1 в крови в 1,5 раза, что соответствует литературным данным, но и тенденции к приросту экспрессии мРНК IGF1Ea в 1,8 раза в скелетной мышце. Также снизился уровень маркеров поврежденности мышечных мембран – активности КФК и миоглобина. Кроме того, изменения экспрессии IGF1-зависимых генов коллагенов сильно коррелировали с изменением экспрессии IGF1Ea, но не IGF1 в крови (объединенная группа, n = 12). Таким образом, прием лейцина в составе незаменимых аминокислот позволяет снизить повреждения скелетных мышц, вызванные избыточными физическими нагрузками, гиподинамией или прямыми травмами.
Заключение: Прием аминокислот c разветвленной боковой цепью в течение 10 недель лицами с подтвержденным хроническим повреждением мышечных мембран вызвал рост базального уровня IGF1 в крови и тенденцию к росту экспрессии мРНК IGF1Ea в скелетных мышцах, а также способствовал умеренному снижению поврежденности мышечных мембран скелетных мышц.
Introduction: Skeletal muscles damage (direct and vicarious) slows down the recovery processes in patients with injuries of the musculoskeletal system. It occurs in the early postoperative period as well. An increase in the rigidity of the skeletal muscle extracellular matrix can reduce pain, tissue swelling, and accelerate the recovery of contractility.
Objective: The analyses of the effect of branched-chain amino acids (BCAAs) intake on the expression of IGF1 genes, type 1, 3 and 5 collagen, which are crucial in the composition of the skeletal muscle extracellular matrix, as well as on the muscle membrane damage against the background of chronic damage to skeletal muscles.
Material and methods: 12 young healthy male subjects, skiers aged 19 (18; 22) received a placebo treatment (maltodextrin, 100 mg/kg body weight/day; n = 6) or a mixture of amino acids (leucine, isoleucine, valine – 50:25:20 mg/kg body weight/day respectively; n = 6). The treatment was received daily against the background of a large amount of aerobic high-intensity training (up to 22 hours per week). Before and after the amino acids intake a biopsy of the musculus vastus lateralis was performed, and venous blood samples were taken during the experiment.
Results: The intake of leucine against the background of training led not only to a pronounced increase in the level of IGF1 protein in blood by 1.5 times (which corresponds to the literature data), but also to a trend towards an increase in the expression of IGF1Ea mRNA by 1.8 times in the skeletal muscle, and a decrease in the level of markers of muscle membranes damage – creatine phosphokinase (CPK) activity and myoglobin. In addition, changes in the IGF1-dependent collagen genes expression strongly correlated with changes in IGF1Ea expression, but not with IGF1 protein in blood (pooled group, n = 12). Thus, the intake of leucine as a part of the essential amino acids can reduce damage to skeletal muscles caused by excessive physical activity, lack of physical activity, or direct trauma.
Conclusion: A 10-week BCAAs intake by individuals with documented chronic muscle membrane damage caused an increase of basal levels of IGF1 in blood and a trend towards increased IGF1Ea mRNA expression in skeletal muscle, and also caused a modest reduction in damage of skeletal muscle membrane.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.