Спорт-вики — википедия научного бодибилдинга

Повышение эффективности работы митохондрий как механизм адаптации — различия между версиями

Материал из SportWiki энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
(→‎Повышение эффективности работы митохондрий как механизм адаптации)
Строка 3: Строка 3:
 
<small>Оригинальная статья:</small> [http://www.jissn.com/content/11/1/7 Metabolic adaptation to weight loss: implications for the athlete]
 
<small>Оригинальная статья:</small> [http://www.jissn.com/content/11/1/7 Metabolic adaptation to weight loss: implications for the athlete]
  
−
В случае, если человек придерживается [[Низкокалорийная диета|низкокалорийной диеты]], наблюдается сокращение утечки протонов<ref>Asami DK, McDonald RB, Hagopian K, Horwitz BA, Warman D, Hsiao A, Warden C, Ramsey JJ: Effect of aging, caloric restriction, and uncoupling protein 3 (UCP3) on mitochondrial proton leak in mice. Exp Gerontol 2008, 43:1069-1076.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18852040?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Effects of short- and medium-term calorie restriction on muscle mitochondrial proton leak and reactive oxygen species production. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2004, 286:E852-E861.  OpenURL</ref><ref>Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Long-term caloric restriction increases UCP3 content but decreases proton leak and reactive oxygen species production in rat skeletal muscle mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 289:E429-E438.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15886224?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Hagopian K, Harper ME, Ram JJ, Humble SJ, Weindruch R, Ramsey JJ: Long-term calorie restriction reduces proton leak and hydrogen peroxide production in liver mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 288:E674-E684.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15562252?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Расщепляющий белок-1 (РБ-1) и расщепляющий белок-3 (РБ-3), которые задействованы в процессах термогенеза бурой жировой ткани и скелетной мускулатуры, играют значительную роль в регуляции расходования энергии. Тот факт, что скелетная мускулатура играет весомую роль в расходовании энергии<ref>Zurlo F, Larson K, Bogardus C, Ravussin E: Skeletal muscle metabolism is a major determinant of resting energy expenditure. J Clin Invest 1990, 86:1423-1427.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2243122?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, обращает внимание на исследования, в которых отмечено сокращение уровня расщепляющего белка-3 как реакция организма на энергодефицит<ref>Esterbauer H, Oberkofler H, Dallinger G, Breban D, Hell E, Krempler F, Patsch W: Uncoupling protein-3 gene expression: reduced skeletal muscle mRNA in obese humans during pronounced weight loss. Diabetologia 1999, 42:302-309.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10096782?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Vidal-Puig A, Rosenbaum M, Considine RC, Leibel RL, Dohm GL, Lowell BB: Effects of obesity and stable weight reduction on UCP2 and UCP3 gene expression in humans. Obes Res 1999, 7:133-140.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10102249?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Потенциально сокращение уровня РБ-3 может привести к уменьшению общих энергозатрат организма. Отмечается, что уровень РБ-3 негативно коррелирует с индексом массы тела и позитивно – со скоростью метаболизма во время сна<ref>http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10102249?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Несмотря на существование таких корреляций, необходимо проведение дальнейших исследований для определения точной функции РБ-3 в энергетических процессах<ref>Harper ME, Dent RM, Bezaire V, Antoniou A, Gauthier A, Monemdjou S, McPherson R: UCP3 and its putative function: consistencies and controversies. Biochem Soc Trans 2001, 29:768-773.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11709072?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, так как существуют противоречивые данные, касающиеся роли РБ-3 в снижении веса<ref>Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Long-term caloric restriction increases UCP3 content but decreases proton leak and reactive oxygen species production in rat skeletal muscle mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 289:E429-E438. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15886224?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>.  
+
В случае, если человек придерживается [[Низкокалорийная диета|низкокалорийной диеты]], наблюдается сокращение утечки протонов<ref>Asami DK, McDonald RB, Hagopian K, Horwitz BA, Warman D, Hsiao A, Warden C, Ramsey JJ: Effect of aging, caloric restriction, and uncoupling protein 3 (UCP3) on mitochondrial proton leak in mice. Exp Gerontol 2008, 43:1069-1076.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18852040?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Effects of short- and medium-term calorie restriction on muscle mitochondrial proton leak and reactive oxygen species production. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2004, 286:E852-E861.  OpenURL</ref><ref>Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Long-term caloric restriction increases UCP3 content but decreases proton leak and reactive oxygen species production in rat skeletal muscle mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 289:E429-E438.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15886224?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Hagopian K, Harper ME, Ram JJ, Humble SJ, Weindruch R, Ramsey JJ: Long-term calorie restriction reduces proton leak and hydrogen peroxide production in liver mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 288:E674-E684.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15562252?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Расщепляющий белок-1 (РБ-1) и расщепляющий белок-3 (РБ-3), которые задействованы в процессах термогенеза бурой жировой ткани и [[Скелетные мышцы|скелетной мускулатуры]], играют значительную роль в регуляции расходования энергии. Тот факт, что скелетная мускулатура играет весомую роль в расходовании энергии<ref>Zurlo F, Larson K, Bogardus C, Ravussin E: Skeletal muscle metabolism is a major determinant of resting energy expenditure. J Clin Invest 1990, 86:1423-1427.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2243122?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, обращает внимание на исследования, в которых отмечено сокращение уровня расщепляющего белка-3 как реакция организма на энергодефицит<ref>Esterbauer H, Oberkofler H, Dallinger G, Breban D, Hell E, Krempler F, Patsch W: Uncoupling protein-3 gene expression: reduced skeletal muscle mRNA in obese humans during pronounced weight loss. Diabetologia 1999, 42:302-309.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10096782?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Vidal-Puig A, Rosenbaum M, Considine RC, Leibel RL, Dohm GL, Lowell BB: Effects of obesity and stable weight reduction on UCP2 and UCP3 gene expression in humans. Obes Res 1999, 7:133-140.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10102249?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Потенциально сокращение уровня РБ-3 может привести к уменьшению общих [[Энергозатраты человека и пищевой рацион|энергозатрат]] организма. Отмечается, что уровень РБ-3 негативно коррелирует с индексом массы тела и позитивно – со скоростью метаболизма во время сна<ref>http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10102249?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Несмотря на существование таких корреляций, необходимо проведение дальнейших исследований для определения точной функции РБ-3 в [[Энергетические процессы в мышце|энергетических процессах]]<ref>Harper ME, Dent RM, Bezaire V, Antoniou A, Gauthier A, Monemdjou S, McPherson R: UCP3 and its putative function: consistencies and controversies. Biochem Soc Trans 2001, 29:768-773.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11709072?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, так как существуют противоречивые данные, касающиеся роли РБ-3 в снижении веса<ref>Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Long-term caloric restriction increases UCP3 content but decreases proton leak and reactive oxygen species production in rat skeletal muscle mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 289:E429-E438. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15886224?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>.  
  
−
Расщепляющий белок-1 играет ключевую роль в термогенезе [[Жировая ткань|бурой жировой ткани]]<ref>Cannon B, Nedergaard J: Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol Rev 2004, 84:277-359.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14715917?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Дефицит энергии организма приводит к снижению активности процессов в бурой жировой ткани<ref>Rothwell NJ, Stock MJ: Effect of chronic food restriction on energy balance, thermogenic capacity, and brown-adipose-tissue activity in the rat. Biosci Rep 1982, 2:543-549.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7139069?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref> и сокращению экспрессии РБ-1<ref>Young JB, Saville E, Rothwell NJ, Stock MJ, Landsberg L: Effect of diet and cold exposure on norepinephrine turnover in brown adipose tissue of the rat. J Clin Invest 1982, 69:1061-1071.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7068845?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>,  таким образом повышается [[Обмен веществ|эффективность метаболизма]]. Кроме того, следует отметить роль [[Гормоны щитовидной железы|гормонов щитовидной железы]] и [[лептин]]а. Уровень этих гормонов положительно коррелирует с активизацией процессов в бурой жировой ткани, в то время как [[Кортикостероиды|глюкокортикоиды]] играют противоположную роль. Существуют свидетельства того, что уровень гормонов щитовидной железы влияет на уровень утечки протонов<ref>Thrush AB, Dent R, McPherson R, Harper ME: Implications of mitochondrial uncoupling in skeletal muscle in the development and treatment of obesity. FEBS J 2013, 280:5015-5029.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23786211?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>,  при этом низкий уровень гормонов соответствует сокращению утечки протонов<ref>Harper ME, Brand MD: The quantitative contributions of mitochondrial proton leak and ATP turnover reactions to the changed respiration rates of hepatocytes from rats of different thyroid status. J Biol Chem 1993, 268:14850-14860.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8392060?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>.  
+
Расщепляющий белок-1 играет ключевую роль в термогенезе [[Жировая ткань|бурой жировой ткани]]<ref>Cannon B, Nedergaard J: Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol Rev 2004, 84:277-359.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14715917?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Дефицит энергии организма приводит к снижению активности процессов в бурой жировой ткани<ref>Rothwell NJ, Stock MJ: Effect of chronic food restriction on energy balance, thermogenic capacity, and brown-adipose-tissue activity in the rat. Biosci Rep 1982, 2:543-549.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7139069?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref> и сокращению экспрессии РБ-1<ref>Young JB, Saville E, Rothwell NJ, Stock MJ, Landsberg L: Effect of diet and cold exposure on norepinephrine turnover in brown adipose tissue of the rat. J Clin Invest 1982, 69:1061-1071.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7068845?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>,  таким образом повышается [[Обмен веществ|эффективность метаболизма]]. Кроме того, следует отметить роль [[Гормоны щитовидной железы|гормонов щитовидной железы]] и [[лептин]]а. Уровень этих гормонов положительно коррелирует с активизацией процессов в бурой жировой ткани, в то время как [[Кортикостероиды|глюкокортикоиды]] играют противоположную роль. Существуют свидетельства того, что уровень гормонов [[Щитовидная железа|щитовидной железы]] влияет на уровень утечки протонов<ref>Thrush AB, Dent R, McPherson R, Harper ME: Implications of mitochondrial uncoupling in skeletal muscle in the development and treatment of obesity. FEBS J 2013, 280:5015-5029.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23786211?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>,  при этом низкий уровень гормонов соответствует сокращению утечки протонов<ref>Harper ME, Brand MD: The quantitative contributions of mitochondrial proton leak and ATP turnover reactions to the changed respiration rates of hepatocytes from rats of different thyroid status. J Biol Chem 1993, 268:14850-14860.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8392060?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>.  
  
 
Таким образом [[Обмен веществ и гормоны|эндокринный ответ на дефицит энергии]], а именно снижение уровня лептина и гормонов щитовидной железы, а также повышение уровня [[кортизол]]а<ref>Rossow LM, Fukuda DH, Fahs CA, Loenneke JP, Stout JR: Natural bodybuilding competition preparation and recovery: a 12-month case study. Int J Sports Physiol Perform 2013, 8:582-592.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23412685?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Maestu J, Jurimae J, Valter I, Jurimae T: Increases in ghrelin and decreases in leptin without altering adiponectin during extreme weight loss in male competitive bodybuilders. Metabolism 2008, 57:221-225.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18191052?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Hagmar M, Berglund B, Brismar K, Hirschberg AL: Body composition and endocrine profile of male Olympic athletes striving for leanness. Clin J Sport Med 2013, 23:197-201.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23275346?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Weyer C, Walford RL, Harper IT, Milner M, MacCallum T, Tataranni PA, Ravussin E: Energy metabolism after 2 y of energy restriction: the biosphere 2 experiment. Am J Clin Nutr 2000, 72:946-953.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11010936?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Weyer C, Walford RL, Harper IT, Milner M, MacCallum T, Tataranni PA, Ravussin E: Energy metabolism after 2 y of energy restriction: the biosphere 2 experiment. Am J Clin Nutr 2000, 72:946-953.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11010936?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Witbracht MG, Laugero KD, Van Loan MD, Adams SH, Keim NL: Performance on the Iowa gambling task is related to magnitude of weight loss and salivary cortisol in a diet-induced weight loss intervention in overweight women. Physiol Behav 2012, 106:291-297.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21565212?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Tomiyama AJ, Mann T, Vinas D, Hunger JM, Dejager J, Taylor SE: Low calorie dieting increases cortisol. Psychosom Med 2010, 72:357-364.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20368473?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, может влиять на процессы дыхания в бурой жировой ткани.   
 
Таким образом [[Обмен веществ и гормоны|эндокринный ответ на дефицит энергии]], а именно снижение уровня лептина и гормонов щитовидной железы, а также повышение уровня [[кортизол]]а<ref>Rossow LM, Fukuda DH, Fahs CA, Loenneke JP, Stout JR: Natural bodybuilding competition preparation and recovery: a 12-month case study. Int J Sports Physiol Perform 2013, 8:582-592.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23412685?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Maestu J, Jurimae J, Valter I, Jurimae T: Increases in ghrelin and decreases in leptin without altering adiponectin during extreme weight loss in male competitive bodybuilders. Metabolism 2008, 57:221-225.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18191052?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Hagmar M, Berglund B, Brismar K, Hirschberg AL: Body composition and endocrine profile of male Olympic athletes striving for leanness. Clin J Sport Med 2013, 23:197-201.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23275346?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Weyer C, Walford RL, Harper IT, Milner M, MacCallum T, Tataranni PA, Ravussin E: Energy metabolism after 2 y of energy restriction: the biosphere 2 experiment. Am J Clin Nutr 2000, 72:946-953.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11010936?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Weyer C, Walford RL, Harper IT, Milner M, MacCallum T, Tataranni PA, Ravussin E: Energy metabolism after 2 y of energy restriction: the biosphere 2 experiment. Am J Clin Nutr 2000, 72:946-953.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11010936?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Witbracht MG, Laugero KD, Van Loan MD, Adams SH, Keim NL: Performance on the Iowa gambling task is related to magnitude of weight loss and salivary cortisol in a diet-induced weight loss intervention in overweight women. Physiol Behav 2012, 106:291-297.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21565212?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref><ref>Tomiyama AJ, Mann T, Vinas D, Hunger JM, Dejager J, Taylor SE: Low calorie dieting increases cortisol. Psychosom Med 2010, 72:357-364.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20368473?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, может влиять на процессы дыхания в бурой жировой ткани.   
Строка 15: Строка 15:
 
Сообщается, что процент бурой жировой ткани у женщин ниже, чем у мужчин<ref>Cypess AM, Lehman S, Williams G, Tal I, Rodman D, Goldfine AB, Kuo FC, Palmer EL, Tseng YH, Doria A, Cypess AM, Lehman S, Williams G, Tal I, Rodman D, Goldfine AB, Kuo FC, Palmer EL, Tseng YH, Doria A, Kolodny GM, Kahn CR: Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N Engl J Med 2009, 360:1509-1517.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19357406?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, кроме того в условиях энергодефицита у самок крыс наблюдалось большее сокращение доли бурой жировой ткани и уровня РБ-1, чем у самцов, что потенциально свидетельствует о половых различиях в процессах дыхания в бурой жировой ткани во время снижения веса.  
 
Сообщается, что процент бурой жировой ткани у женщин ниже, чем у мужчин<ref>Cypess AM, Lehman S, Williams G, Tal I, Rodman D, Goldfine AB, Kuo FC, Palmer EL, Tseng YH, Doria A, Cypess AM, Lehman S, Williams G, Tal I, Rodman D, Goldfine AB, Kuo FC, Palmer EL, Tseng YH, Doria A, Kolodny GM, Kahn CR: Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N Engl J Med 2009, 360:1509-1517.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19357406?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>, кроме того в условиях энергодефицита у самок крыс наблюдалось большее сокращение доли бурой жировой ткани и уровня РБ-1, чем у самцов, что потенциально свидетельствует о половых различиях в процессах дыхания в бурой жировой ткани во время снижения веса.  
  
−
У испытуемых, которых можно охарактеризовать как «резистентных к диете», наблюдается более существенное снижение утечки РБ-3 в период поддержания достигнутых показателей веса<ref>Harper ME, Dent R, Monemdjou S, Bezaire V, Van Wyck L, Wells G, Kavaslar GN, Gauthier A, Tesson F, McPherson R: Decreased mitochondrial proton leak and reduced expression of uncoupling protein 3 in skeletal muscle of obese diet-resistant women. Diabetes 2002, 51:2459-2466. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12145158?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Таким образом, существуют определенные индивидуальные и половые различия в реакции организма на низкокалорийную диету. В то же время требуются дополнительные исследования, чтобы определить степень влияния данных различий на процесс [[Снижение веса|снижения веса]]. Существующие данные позволяют утверждать, что повышение эффективности работы митохондрий и снижение уровня термогенеза в бурой жировой ткани и скелетной мускулатуре в целом служат для уменьшения энергетического дефицита организма во время низкокалорийной диеты, что делает процесс сокращения массы тела более затруднительным.
+
У испытуемых, которых можно охарактеризовать как «резистентных к диете», наблюдается более существенное снижение утечки РБ-3 в период поддержания достигнутых показателей веса<ref>Harper ME, Dent R, Monemdjou S, Bezaire V, Van Wyck L, Wells G, Kavaslar GN, Gauthier A, Tesson F, McPherson R: Decreased mitochondrial proton leak and reduced expression of uncoupling protein 3 in skeletal muscle of obese diet-resistant women. Diabetes 2002, 51:2459-2466. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12145158?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn</ref>. Таким образом, существуют определенные индивидуальные и половые различия в реакции организма на [[Низкокалорийная диета|низкокалорийную диету]]. В то же время требуются дополнительные исследования, чтобы определить степень влияния данных различий на процесс [[Снижение веса|снижения веса]]. Существующие данные позволяют утверждать, что повышение эффективности работы митохондрий и снижение уровня термогенеза в бурой жировой ткани и скелетной мускулатуре в целом служат для уменьшения энергетического дефицита организма во время низкокалорийной диеты, что делает процесс сокращения массы тела более затруднительным.
  
 
== Читайте также ==
 
== Читайте также ==

Версия 20:22, 2 декабря 2014

Повышение эффективности работы митохондрий как механизм адаптации

Jissn.gif

Оригинальная статья: Metabolic adaptation to weight loss: implications for the athlete

В случае, если человек придерживается низкокалорийной диеты, наблюдается сокращение утечки протонов[1][2][3][4]. Расщепляющий белок-1 (РБ-1) и расщепляющий белок-3 (РБ-3), которые задействованы в процессах термогенеза бурой жировой ткани и скелетной мускулатуры, играют значительную роль в регуляции расходования энергии. Тот факт, что скелетная мускулатура играет весомую роль в расходовании энергии[5], обращает внимание на исследования, в которых отмечено сокращение уровня расщепляющего белка-3 как реакция организма на энергодефицит[6][7]. Потенциально сокращение уровня РБ-3 может привести к уменьшению общих энергозатрат организма. Отмечается, что уровень РБ-3 негативно коррелирует с индексом массы тела и позитивно – со скоростью метаболизма во время сна[8]. Несмотря на существование таких корреляций, необходимо проведение дальнейших исследований для определения точной функции РБ-3 в энергетических процессах[9], так как существуют противоречивые данные, касающиеся роли РБ-3 в снижении веса[10].

Расщепляющий белок-1 играет ключевую роль в термогенезе бурой жировой ткани[11]. Дефицит энергии организма приводит к снижению активности процессов в бурой жировой ткани[12] и сокращению экспрессии РБ-1[13], таким образом повышается эффективность метаболизма. Кроме того, следует отметить роль гормонов щитовидной железы и лептина. Уровень этих гормонов положительно коррелирует с активизацией процессов в бурой жировой ткани, в то время как глюкокортикоиды играют противоположную роль. Существуют свидетельства того, что уровень гормонов щитовидной железы влияет на уровень утечки протонов[14], при этом низкий уровень гормонов соответствует сокращению утечки протонов[15].

Таким образом эндокринный ответ на дефицит энергии, а именно снижение уровня лептина и гормонов щитовидной железы, а также повышение уровня кортизола[16][17][18][19][20][21][22], может влиять на процессы дыхания в бурой жировой ткани.

На данный момент неизвестно, как долго сохраняются данные адаптационные механизмы (сокращение утечки протонов и снижение уровня расщепляющих белков) после возврата организма к нормальному весу, но существуют косвенные данные[23][24][25], которые могут отражать факт хронического снижения уровня тиреоидных гормонов и лептина[26][27].

Изменения в уровне утечки протонов, экспрессии расщепляющих белков и циркулирующих гормонов влияют на эффективность метаболизма и расходования энергии. В контексте энергодефицита данный факт может сделать снижение веса довольно сложной задачей.

Сообщается, что процент бурой жировой ткани у женщин ниже, чем у мужчин[28], кроме того в условиях энергодефицита у самок крыс наблюдалось большее сокращение доли бурой жировой ткани и уровня РБ-1, чем у самцов, что потенциально свидетельствует о половых различиях в процессах дыхания в бурой жировой ткани во время снижения веса.

У испытуемых, которых можно охарактеризовать как «резистентных к диете», наблюдается более существенное снижение утечки РБ-3 в период поддержания достигнутых показателей веса[29]. Таким образом, существуют определенные индивидуальные и половые различия в реакции организма на низкокалорийную диету. В то же время требуются дополнительные исследования, чтобы определить степень влияния данных различий на процесс снижения веса. Существующие данные позволяют утверждать, что повышение эффективности работы митохондрий и снижение уровня термогенеза в бурой жировой ткани и скелетной мускулатуре в целом служат для уменьшения энергетического дефицита организма во время низкокалорийной диеты, что делает процесс сокращения массы тела более затруднительным.

Читайте также

Источники

  1. ↑ Asami DK, McDonald RB, Hagopian K, Horwitz BA, Warman D, Hsiao A, Warden C, Ramsey JJ: Effect of aging, caloric restriction, and uncoupling protein 3 (UCP3) on mitochondrial proton leak in mice. Exp Gerontol 2008, 43:1069-1076.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18852040?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  2. ↑ Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Effects of short- and medium-term calorie restriction on muscle mitochondrial proton leak and reactive oxygen species production. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2004, 286:E852-E861. OpenURL
  3. ↑ Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Long-term caloric restriction increases UCP3 content but decreases proton leak and reactive oxygen species production in rat skeletal muscle mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 289:E429-E438.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15886224?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  4. ↑ Hagopian K, Harper ME, Ram JJ, Humble SJ, Weindruch R, Ramsey JJ: Long-term calorie restriction reduces proton leak and hydrogen peroxide production in liver mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 288:E674-E684.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15562252?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  5. ↑ Zurlo F, Larson K, Bogardus C, Ravussin E: Skeletal muscle metabolism is a major determinant of resting energy expenditure. J Clin Invest 1990, 86:1423-1427.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2243122?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  6. ↑ Esterbauer H, Oberkofler H, Dallinger G, Breban D, Hell E, Krempler F, Patsch W: Uncoupling protein-3 gene expression: reduced skeletal muscle mRNA in obese humans during pronounced weight loss. Diabetologia 1999, 42:302-309.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10096782?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  7. ↑ Vidal-Puig A, Rosenbaum M, Considine RC, Leibel RL, Dohm GL, Lowell BB: Effects of obesity and stable weight reduction on UCP2 and UCP3 gene expression in humans. Obes Res 1999, 7:133-140.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10102249?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  8. ↑ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10102249?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  9. ↑ Harper ME, Dent RM, Bezaire V, Antoniou A, Gauthier A, Monemdjou S, McPherson R: UCP3 and its putative function: consistencies and controversies. Biochem Soc Trans 2001, 29:768-773.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11709072?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  10. ↑ Bevilacqua L, Ramsey JJ, Hagopian K, Weindruch R, Harper ME: Long-term caloric restriction increases UCP3 content but decreases proton leak and reactive oxygen species production in rat skeletal muscle mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 289:E429-E438. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15886224?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  11. ↑ Cannon B, Nedergaard J: Brown adipose tissue: function and physiological significance. Physiol Rev 2004, 84:277-359.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14715917?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  12. ↑ Rothwell NJ, Stock MJ: Effect of chronic food restriction on energy balance, thermogenic capacity, and brown-adipose-tissue activity in the rat. Biosci Rep 1982, 2:543-549.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7139069?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  13. ↑ Young JB, Saville E, Rothwell NJ, Stock MJ, Landsberg L: Effect of diet and cold exposure on norepinephrine turnover in brown adipose tissue of the rat. J Clin Invest 1982, 69:1061-1071.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7068845?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  14. ↑ Thrush AB, Dent R, McPherson R, Harper ME: Implications of mitochondrial uncoupling in skeletal muscle in the development and treatment of obesity. FEBS J 2013, 280:5015-5029.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23786211?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  15. ↑ Harper ME, Brand MD: The quantitative contributions of mitochondrial proton leak and ATP turnover reactions to the changed respiration rates of hepatocytes from rats of different thyroid status. J Biol Chem 1993, 268:14850-14860.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8392060?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  16. ↑ Rossow LM, Fukuda DH, Fahs CA, Loenneke JP, Stout JR: Natural bodybuilding competition preparation and recovery: a 12-month case study. Int J Sports Physiol Perform 2013, 8:582-592.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23412685?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  17. ↑ Maestu J, Jurimae J, Valter I, Jurimae T: Increases in ghrelin and decreases in leptin without altering adiponectin during extreme weight loss in male competitive bodybuilders. Metabolism 2008, 57:221-225.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18191052?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  18. ↑ Hagmar M, Berglund B, Brismar K, Hirschberg AL: Body composition and endocrine profile of male Olympic athletes striving for leanness. Clin J Sport Med 2013, 23:197-201.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23275346?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  19. ↑ Weyer C, Walford RL, Harper IT, Milner M, MacCallum T, Tataranni PA, Ravussin E: Energy metabolism after 2 y of energy restriction: the biosphere 2 experiment. Am J Clin Nutr 2000, 72:946-953.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11010936?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  20. ↑ Weyer C, Walford RL, Harper IT, Milner M, MacCallum T, Tataranni PA, Ravussin E: Energy metabolism after 2 y of energy restriction: the biosphere 2 experiment. Am J Clin Nutr 2000, 72:946-953.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11010936?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  21. ↑ Witbracht MG, Laugero KD, Van Loan MD, Adams SH, Keim NL: Performance on the Iowa gambling task is related to magnitude of weight loss and salivary cortisol in a diet-induced weight loss intervention in overweight women. Physiol Behav 2012, 106:291-297.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21565212?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  22. ↑ Tomiyama AJ, Mann T, Vinas D, Hunger JM, Dejager J, Taylor SE: Low calorie dieting increases cortisol. Psychosom Med 2010, 72:357-364.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20368473?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  23. ↑ Hagopian K, Harper ME, Ram JJ, Humble SJ, Weindruch R, Ramsey JJ: Long-term calorie restriction reduces proton leak and hydrogen peroxide production in liver mitochondria. Am J Physiol Endocrinol Metab 2005, 288:E674-E684. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15562252?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  24. ↑ Esterbauer H, Oberkofler H, Dallinger G, Breban D, Hell E, Krempler F, Patsch W: Uncoupling protein-3 gene expression: reduced skeletal muscle mRNA in obese humans during pronounced weight loss. Diabetologia 1999, 42:302-309. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10096782?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  25. ↑ Vidal-Puig A, Rosenbaum M, Considine RC, Leibel RL, Dohm GL, Lowell BB: Effects of obesity and stable weight reduction on UCP2 and UCP3 gene expression in humans. Obes Res 1999, 7:133-140.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10102249?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  26. ↑ Sumithran P, Prendergast LA, Delbridge E, Purcell K, Shulkes A, Kriketos A, Proietto J: Long-term persistence of hormonal adaptations to weight loss. N Engl J Med 2011, 365:1597-1604.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22029981?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  27. ↑ Rosenbaum M, Goldsmith R, Bloomfield D, Magnano A, Weimer L, Heymsfield S, Gallagher D, Mayer L, Murphy E, Leibel RL: Low-dose leptin reverses skeletal muscle, autonomic, and neuroendocrine adaptations to maintenance of reduced weight. J Clin Invest 2005, 115:3579-3586.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16322796?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  28. ↑ Cypess AM, Lehman S, Williams G, Tal I, Rodman D, Goldfine AB, Kuo FC, Palmer EL, Tseng YH, Doria A, Cypess AM, Lehman S, Williams G, Tal I, Rodman D, Goldfine AB, Kuo FC, Palmer EL, Tseng YH, Doria A, Kolodny GM, Kahn CR: Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N Engl J Med 2009, 360:1509-1517.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19357406?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
  29. ↑ Harper ME, Dent R, Monemdjou S, Bezaire V, Van Wyck L, Wells G, Kavaslar GN, Gauthier A, Tesson F, McPherson R: Decreased mitochondrial proton leak and reduced expression of uncoupling protein 3 in skeletal muscle of obese diet-resistant women. Diabetes 2002, 51:2459-2466. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12145158?dopt=Abstract&holding=f1000,f1000m,isrctn
Источник — «http://sportwiki.to/index.php?title=Повышение_эффективности_работы_митохондрий_как_механизм_адаптации&oldid=52374»