Миокины — миокины¶

Миокины — это группа сигнальных белков (цитокинов), которые вырабатываются и секретируются мышечными клетками (миоцитами) во время физической активности, а также в покое. Термин происходит от латинского musculus (мышца) и греческого kinein (двигать). Миокины играют роль межклеточных медиаторов, обеспечивающих связь между скелетными мышцами и другими органами — жировой тканью, печенью, костями, мозгом, сердечно-сосудистой системой. Изучение миокинов началось в начале 2000-х годов и привело к формированию концепции скелетной мышцы как эндокринного органа.

¶История открытия

Первым описанным миокином стал интерлейкин-6 (IL-6), который в 2000 году группа исследователей под руководством Бентом Кларвига (Bente Klarlund Pedersen) продемонстрировала как фактор, высвобождаемый из сокращающихся мышц в кровоток. Это стало основой для гипотезы о том, что мышцы функционируют как эндокринная железа.

В 2003 году был открыт интерлейкин-15 (IL-15), связанный с антиожирительным действием. В 2005 году описан иризин — миокин, вырабатывающийся под действием фермента фоллистатин-связывающего белка (FNDC5). Открытие иризина в 2012 году группой Рональда Эванса из Института Солка (США) вызвало широкий научный интерес, поскольку белок стимулировал «бюрызацию» белого жира и улучшал метаболизм глюкозы.

К 2020-м годам в базах данных было идентифицировано более 100 потенциальных миокинов, из которых подтверждённую эндокринную функцию имеют несколько десятков.

¶Классификация

Миокины условно делятся на группы по происхождению и функции:

¶Основные представители

¶Иризин

Иризин (фрагмент белка FNDC5) выделяется при аэробных нагрузках. Стимулирует переход белого жира в бурый, повышает расход энергии, участвует в регуляции инсулинорезистентности. Уровень иризина в крови повышается после физических упражнений.

¶МИОСТАТИН (GDF-8)

Миостатин тормозит рост мышечной массы. Его подавление приводит к гипертрофии мышц — это демонстрируют природные и искусственные мутации у животных и людей. Фоллистатин, связывая миостатин, ослабляет его действие.

¶IL-6

Интерлейкин-6 при мышечном сокращении выделяется в кровь в концентрациях, в сотни раз превышающих базальные. Он мобилизует жирные кислы, повышает продукцию глюкозы в печени, обладает противовоспалительным действием при остром физическом стрессе.

¶БДНФ (BDNF)

Мозговой нейротрофический фактор продуцируется мышцами при нагрузке, проникает через гематоэнцефалический барьер и участвует в формировании нейронных связей, улучшении памяти и настроения.

¶IL-33

Интерлейкин-33 защищает сердце от гипертрофии, активирует регуляторные Т-клетки и участвует в регенерации тканей.

¶Механизм действия

Миокины действуют по принципу гормонов: после секреции миоцитами они попадают в кровоток и связываются с рецепторами на клетках-мишенях. Механизмы включают:

• аутокринное действие (на сами мышечные клетки);
• паракринное (на соседние клетки);
• эндокринное (на отдалённые органы).

Физическая активность — главный стимул секреции миокинов. Интенсивность, тип нагрузки (аэробная или силовая) и продолжительность определяют профиль выделяемых белков.

¶Роль в заболеваниях

Нарушение продукции миокинов связано с рядом патологий:

• Ожирение и диабет 2 типа: снижение уровня иризина, повышение миостатина, хроническое воспаление на фоне дисбаланса IL-6.
• Саркопения: возрастное снижение мышечной массы сопровождается изменением профиля миокинов.
• Сердечно-сосудистые заболевания: дефицит IL-33 и апелина ассоциирован с кардиогипертрофией.
• Нейродегенеративные болезни: сниженный BDNF наблюдается при болезни Альцгеймера и депрессии.
• Рак: миостатин и некоторые другие миокины могут подавлять рост опухолей, что изучается как потенциальная терапевтическая мишень.

¶Миокины и физическая активность

Регулярные физические нагрузки повышают уровень противовоспалительных и метаболических миокинов. Это объясняет часть оздоровительных эффектов спорта: улучшение инсулинорезистентности, снижение хронического воспаления, нейропротекция, кардиопротекция. Профиль миокинов зависит от типа нагрузки: аэробные тренировки преимущественно повышают иризин и IL-6, силовые — мионектин и IL-15.

¶Перспективы исследования

Изучаются возможности применения миокинов и их агонистов/антагонистов в лечении метаболических, нейродегенеративных и онкологических заболеваний. Синтетические аналоги иризина и фоллистатина находятся на стадии доклинических исследований. Одновременно ведутся работы по поиску биомаркеров на основе миокинов для ранней диагностики.

¶Источники

• Pedersen B. K. Muscle as a secretory organ // Comprehensive Physiology. 2013.
• Boström P. et al. A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis // Nature. 2012.
• Pedersen B. K., Febbraio M. A. Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ // Nature Reviews Endocrinology. 2012.
• Seiliez I. et al. Muscle: an endocrine organ // Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2010.