Receptory androgenowe a hipertrofia

Wielu mężczyzn, mimo ciężkiego treningu, dostarczania odpowiedniej ilości protein, stosowania suplementów i prowadzenia dziennika dietetycznego, nie może uzyskać zadowalającej masy mięśniowej. Dorian Yates twierdził, iż genetyka ma kluczowe znaczenie dla przyrostów masy mięśniowej oraz że sterydy wcale nie prowadzą do zadowalającego wzrostu mięśni u każdego (a większość mężczyzn sądzi, iż są magicznym sposobem na zbudowanie dużej masy mięśniowej).

Dorian Yates: „Jeżeli duża ilość sterydów (anaboliczno-androgennych) tworzy najlepszego kulturystę świata (Mr. Olympia), to nie ma żadnego sensu bym tu siedział i udzielał wywiadu, bo w samej Rosji byłoby już 100 000 kulturystów światowego formatu, wyglądających lepiej, niż ja, w moim klubie zaś byłoby już 100 zawodników tej klasy! Wielu ludzi bierze sterydy anaboliczno-androgenne, ale żaden z nich nie wygląda jak Mr. Olympia!”.

Tak samo udowodniono, iż sprinterzy mają większą procentową ilość włókien eksplozywnych, szybkich, beztlenowych oraz większą aktywność szlaków glikolitycznych, fosfagenowych i dehydrogenazy mleczanowej oraz lepsze właściwości wentylacyjne (szerzej na ten temat w opracowaniu: Rachael Irwing i wsp. „Demographic Characteristics of World Class Jamaican Sprinters”). A więc nawet przy dostarczaniu farmakologii i ciężkim treningu, osoby posiadające gorsze predyspozycje nie osiągną sukcesu w danej dyscyplinie sportowej.

Zdarzają się osoby, które mimo, iż nie mają zbyt dobrej diety oraz treningu, to jednak mogą pochwalić się niezłą masą mięśniową. Zwykle brak odpowiedniej diety objawia się u nich niską jakością zdobytej masy, czyli wyższym udziałem % tkanki tłuszczowej. Jeśli myślisz, że to wina genetyki, to możesz mieć rację. W bardzo dużej mierze proporcje włókien mięśniowych, stężenia estrogenów (regulujących hipertrofię) oraz testosteronu, wrażliwość insulinową czy siła, są uwarunkowane genetycznie. Niedawno naukowcy sprawdzali, jak gęstość receptorów androgenowych wpływa na przyrosty masy mięśniowej.

Czym są receptory androgenowe?

Receptory androgenowe są rodzajem przełączników metabolicznych. Udowodniono, iż zablokowanie działania receptora poprzez antagonistę w rodzaju flutamidu (antyandrogenu) zmniejsza przyrosty masy mięśniowej. Działanie androgenowego szlaku sygnałowego jest następujące:

• w normalnym stanie, gdy brak dla nich odpowiedniego liganda receptory androgenowe są nieaktywne, pozostają połączone z białkiem HSP70 oraz HSP90 (ang. heat shock protein),
• w momencie, gdy pojawi się odpowiedni ligand (np. testosteron, DHT, androstendion, trenbolone, inne SAA), domena wiążąca ligand zmienia położenie 12 helis alfa, aby zamknąć kieszeń wiążącą androgeny. Uwaga: jako ligand może przyłączać się również antyandrogen kompetencyjny, np. octan cyproteronu (pochodna progesteronu, wykazuje antagonizm kompetencyjny w stosunku do receptora androgenowego),
• białka HSP są odłączane od receptora androgenowego. Następuje homo-dimeryzacja,
• jądrową translokacja AR. W następstwie ligacji receptor ulega zmianom konformacyjnym i aktywacji wskutek czego dochodzi do jego dysocjacji od utworzonego w cytoplazmie heterokompleksu, dimeryzacji i translokacji jądrowej kompleksu AR-androgen,
• wiązanie DNA i przyłączenie koaktywatorów (lub korepresorów) do kompleksu AR. Po przemieszczeniu do jądra komórkowego aktywny dimer AR wiąże się ze swoistymi sekwencjami DNA nazywanymi elementami odpowiedzi na androgeny (ARE) znajdującymi się w obrębie regionów promotorowych genów docelowych,
• połączenie z ARE wywołuje rekrutację koaktywatorów (takich, jak p160s, CBP, TRAP, ARAs) lub korepresorów (takich, jak SMRT i n-COR) oraz głównych czynników transkrypcyjnych prowadzących do wzmocnienia lub stłumienia ekspresji pewnych genów,
• następuje produkcja białek strukturalnych (np. mięśnie) i sygnałowych (np. IGF i lokalne czynniki wzrostowe). Sygnałowe mogą oddziaływać na kolejne ścieżki sygnałowe indukując np. anabolizm.

Testosteron a blokada miostatyny

Z badań wynika, iż testosteron aktywuje geny docelowe WNT, które przyczyniają się do ekspresji follistatyny, silnego środka blokującego miostatynę. Miostatyna jest negatywnym regulatorem wzrostu mięśni. Należy do transformujących czynników wzrostu typu β, a dokładniej do grupy czynników wzrostu i różnicowania (GDF, ang. growth differentiation factors). U myszy zmodyfikowanych genetycznie (gen GDF-8), pozbawionych miostatyny, masa mięśniowa była trzykrotnie większa, w porównaniu do grupy kontrolnej! Z kolei nadmierna ekspresja miostatyny była związana z wyniszczeniem mięśni i tkanki tłuszczowej. Wstrzyknięcie myszom przeciwciał przeciw miostatynie powoduje 20-krotny wzrost masy mięśniowej i zwiększa wytrzymałość na ponad 4-tygodniowy okres. Follistatyna jest antagonistą transformującego czynnika wzrostu beta. Niektóre związki, takie jak aktywina, transformujący czynnik wzrostu beta (TGFβ), czynnik transkrypcyjny domeny L2, hormon uwalniający gonadotropinę, białko zawierające domenę palca cynkowego (GLI2), deksametazon, androgeny, aktywatory szlaku WNT (ang. Wingless-related integration site), 1,25-dihydroksywitamina D, regulują transkrypcję genu follistatyny. Obok wpływu na WNT testosteron aktywuje ekspresję SMAD7, który ma wpływ hamujący na rodzinę transformujących czynników wzrostu beta.

Powinowactwo do receptora androgenowego (w skrócie AR – androgen receptor)

Największe powinowactwo do AR wykazuje DHT, kilka razy mniejsze testosteron, natomiast słabe androstendion i dihydroepiandrosteron (DHEA). Weterynaryjny środek chętnie nadużywany przez kulturystów, trenbolone, posiada trzykrotnie silniejsze powinowactwo do receptora androgenowego, w porównaniu do testosteronu.

Uwaga: istnieją związki, które są w stanie połączyć się nieselektywnie z różnymi rodzajami receptorów np.tetrahydrogestrinone oraz dihydrotestosteron. Substancje, takie jak THG i DHT łączą się z określonymi receptorami jądrowymi przekształcając je w określony czynnik transkrypcyjny. Niestety THG łączy się z dużą siłą, ale nieselektywnie do receptora androgenowego, progesteronu,glukortykoidów oraz mineralokortykoidów. Wywołuje to zróżnicowane skutki uboczne. Podobnie wygląda kwestia syntetycznych androgenów, takich jak MENT (7α,17α-dimethyl-19-nortestosterone; mibolerone) oraz methyltrienolone (R1881) mają one silne powinowactwo do receptora progesteronowego. Mibolerone jest niezmiernie silnym androgenem, silne aromatyzuje (tworząc 7,17 dimetyloestradiol), wpływa także na progesteron, co może dawać typowe skutki uboczne (ginekomastię, nasiloną retencję wody, nadciśnienie itd.). Najgorszy jest fakt, iż leki osłonowe, które są potrzebne przy kontakcie z miboleronem, przewyższają kosztami ten środek, zaś ryzyko i uszkodzenia ciała nie równoważą rezultatów. Na toksyczność miboleronu ma wpływ grupa metylowa przy C17 (wpływ na wątrobę) oraz przy C7 (androgenność).

Jakie jest powinowactwo poszczególnych związków?

• słabe wykazują androstendion i dihydroepiandrosteron UWAGAdehydroepiandrosteron
• (DHEA),
• DHT (znany także, jako 5-α-DHT) posiada 10-krotnie większe powinowactwo do AR, w porównaniu do testosteronu (w skórze),
• DHT posiada większe powinowactwo od testosteronu, mimo iż jest to poddana 5α-redukcji odmiana testosteronu, z kolei odwrotnie jest w przypadku nandrolonu. 5α-zredukowany 19-nortestosteron, czyli 5α-dihydro-19-nortestosterone ma mniejsze powinowactwo do receptora androgenowego, niż nandrolone (19-nortestosteron).
• trenbolone posiada 3-krotnie silniejsze powinowactwo do receptora androgenowego, w porównaniu do testosteronu,
• DHT posiada 6-krotnie większe powinowactwo do AR, w porównaniu do SARM (MK-0773),
• metyltrienolone (R1881) posiada 8-krotnie większe powinowactwo do AR, w porównaniu do SARM (MK-0773),
• pochodna trenbolonu R1881 wykazuje 4-krotnie silniejsze powinowactwo do AR, w porównaniu do testosteronu,
• pochodna trenbolonu R1881 wykazuje 5-krotnie silniejsze powinowactwo do AR, w porównaniu do 17-alfa metylowanego testosteronu,
• pochodna trenbolonu R1881 wykazuje nieznaczne większe powinowactwo do AR, w porównaniu do DHT,
• dołączenie podwójnego wiązania przy 4-cząsteczce węgle i grupy 19-metylowej do cząsteczki testosteronu nie sprzyjają przyłączeniu związku do receptora androgenowego, a więc eliminacja grupy 19-metylowej lub nasycenie tego wiązania zwiększają powinowactwo do receptora androgenowego.
• W badaniach Saartok T. i wsp. wykazano, iż pod względem siły łączenia się z receptorem androgenowym mięśni i prostaty, lista układa się następująco:
• methyltrienolone (R1881) - mocniejsza wersja trenbolonu, pochodna nandrolonu,
• nandrolone,
• methenolone (primobolan),
• testosterone,
• 1-alfa metyl-DHT.

Czy coś jeszcze ma znaczenie dla wzrostu mięśni oprócz powinowactwa do AR?

Gęstość receptorów. Już wcześniej wiedzieliśmy, iż np. prostata ma 7-krotnie większą gęstość receptorów androgenowych, w porównaniu do mięśnia opuszkowo-jamistego, który z kolei ma 10 x większą gęstość receptorów, w porównaniu do innych mięśni. Okazuje się, iż gęstość receptorów androgenowych jest kluczowa dla hipertrofii. Did Morton i wsp. badali stężenie krążących hormonów oraz zmiany w najróżniejszych czynnikach w mięśniach wytrenowanych mężczyzn. Pomiarów dokonywano przed i po 12 tygodniach treningu siłowego. Oceniali oni stężenia hormonów anabolicznych, takich jak testosteron, wolny testosteron, dehydroepiandrosteron, dihydrotestosteron (DHT), insulinopodobny czynnik wzrostu-1 (IGF-1) i wolny insulinopodobny czynnik wzrostu-1 wraz ze zmianami w przyroście masy mięśniowej.

Odkryto, iż mężczyźni należeli do tych dobrze reagujących lub źle reagujących. Liczba receptorów androgenowych u mężczyzn nie zmieniła się w trakcie 12 tygodni prowadzenia treningu. Jednak osoby dobrze reagujące miały o wiele więcej receptorów, w porównaniu do drugiej grupy, źle odpowiadającej na trening siłowy. Istniał liniowy związek między gęstością receptorów androgenowych a przyrostem beztłuszczowej masy ciała.

Wnioski i podsumowanie

Wzrost masy mięśniowej zależy od gęstości receptorów androgenowych. Hipertrofia nie zawsze jest związana ze stężeniami krążących hormonów anabolicznych lub wewnętrznymi stężeniami hormonów w mięśniach (lub enzymami regulującymi procesy wewnątrz mięśni). Osoby, które źle reagują na trening, mogą mieć po prostu za małą gęstość receptorów androgenowych, w porównaniu do dobrze rozwijających się kulturystów. Prawdopodobnie kulturyści po prostu doskonale reagują na sterydy i dlatego rosną tak pod wpływem SAA. To nie znaczy, że anaboliki nie będą u ciebie działać, tylko iż efekty stosowania farmakologii szybko mogą osiągnąć swój limit. Po prostu ograniczona liczba „urządzeń spustowych” (receptorów) sprawia, iż uruchamiana jest ściśle określona ilość szlaków sygnałowych przyczyniających się np. do hipertrofii. Należy pamiętać, iż po pewnym czasie osiąga się próg wysycenia i sterydy anaboliczno-androgenne przestają działać.

Referencje:

Ramesh Narayanan, Michael L. Mohler, Casey E. Bohl, Duane D. Miller and James T. Dalton “Selective androgen receptor modulators in preclinical and clinical development”

Ewelina Szliszka „Nowa era terapii hormonalnej w raku gruczołu krokowego: enzalutamid (MDV3100) i inne antyandrogeny drugiej generacji”

http://slawomirambroziak.pl/legalne-anaboliki/sarm_w_jaki_sposob_to_dziala/

Environ Toxicol Chem. 2003 Jun;22(6):1350-60. Effects of the androgenic growth promoter 17-beta-trenbolone on fecundity and reproductive endocrinology of the fathead minnow. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12785594

“Tissue selectivity and potential clinical applications of trenbolone (17beta-hydroxyestra-4,9,11-trien-3-one): A potent anabolic steroid with reduced androgenic and estrogenic activity. Steroids. 2010 Jun;75(6):377-89. doi: 10.1016/j.steroids.2010.01.019. Epub 2010 Feb 4.

Jiann-Jyh Lai, PhD,1 Philip Chang, BS,1 Kuo-Pao Lai, PhD,1 Lumin Chen, MD,1,2 and Chawnshang Chang, PhD1,2,‡ “The Role of Androgen and Androgen Receptor in the Skin-Related Disorders” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3763909/

Tóth M, Zakár T. “Relative binding affinities of testosterone, 19-nortestosterone and their 5 alpha-reduced derivatives to the androgen receptor and to other androgen-binding proteins: a suggested role of 5 alpha-reductive steroid metabolism in the dissociation of "myotropic" and "androgenic" activities of 19-nortestosterone.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6891012

Saartok T, Dahlberg E, Gustafsson JA. Endocrinology. 1984 Jun;114(6):2100-6. Relative binding affinity of anabolic-androgenic steroids: comparison of the binding to the androgen receptors in skeletal muscle and in prostate, as well as to sex hormone-binding globulin. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6539197

Wenqing Gao, Casey E. Bohl, and James T. Dalton “Chemistry and Structural Biology of Androgen Receptor” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2096617/

Rachael Irwing i wsp. „Demographic Characteristics of World Class Jamaican Sprinters” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3874308/

Ezio Ghigo, Labio Lanfranco, Christian J. Strasbuger „Hormone use and abuse by athletes”

A T Kicman “Pharmacology of anabolic steroids” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2439524/

Robert W. Morton1, 2, Koji Sato3, Michael P. Gallaugher2, Sara Y. Oikawa1, 2, Paul D. McNicholas2, Satoshi Fujita4 and Stuart M. Phillips1. "Muscle Androgen Receptor Content but Not Systemic Hormones is Associated with Resistance Training-Induced Skeletal Muscle Hypertrophy in Healthy, Young Men," Front. Physiol. | doi: 10.3389/fphys.2018.01373 https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2018.01373/full

Päivi Pihlajamaa Biswajyoti Sahu Olli A. Jänne “Determinants of Receptor- and Tissue-Specific Actions in Androgen Signaling” https://academic.oup.com/edrv/article/36/4/357/2354687