Рибљи колаген пептидни прах

Скелетни мишић је највећи моторни и метаболички орган у људском телу, који чини 40% -50% телесне тежине. Његова функција зависи од динамичке равнотеже између синтезе мишићних протеина (МПС) и деградације мишићних протеина (МПБ). У нормалним физиолошким условима, стопе синтезе и деградације су једнаке, одржавајући стабилну мишићну масу и снагу; Али у условима стреса као што су старење, вежбе високог интензитета, неухрањеност и болести, равнотежа је поремећена: инхибиција мТОРЦ1 пута доводи до смањења МПС, прекомерна активација аутофагије доводи до повећања МПБ, што на крају доводи до атрофије мишића, стањивања мишићних влакана, смањене снаге поправке и одлагања.

Саркопенија је постала глобални здравствени проблем, са стопом инциденције од преко 30% код људи старијих од 60 година и до 50% код оних од 80 и више година, што значајно повећава ризик од падова и прелома; У спортској популацији, микроповреде мишића и поремећаји аутофагије узроковани претренираношћу могу лако довести до одложеног почетка болова у мишићима (ДОМС) и смањене мишићне снаге, утичући на перформансе вежбања и ефикасност опоравка. Традиционалне методе интервенције (протеин сурутке, тренинг отпорности) имају ограничења: протеин сурутке се фокусира само на промовисање синтезе и не може инхибирати абнормалну деградацију; Обука се ослања на индивидуалне способности и тешко је спровести за старије или повређене популације. Стога је потрага за природним активним састојцима који могу двосмерно регулисати равнотежу деградације синтезе постала жариште истраживања у области заштите мишића.

Рибљи колаген пептидни прах (FCP) is a small molecule peptide mixture prepared by directed enzymatic hydrolysis of deep-sea fish skin and scales. Its molecular weight is mostly concentrated between 500-3000 Da, and it has advantages such as high absorption rate (>90%), ниска алергеност и јединствен састав аминокиселина. Његова основна карактеристика је богата глицином (Гли), пролином (Про) и хидроксипролином (Хип), који чине преко 50% укупног броја, формирајући карактеристичну Гли Про Хип трипептидну секвенцу која може послужити као сигнални молекул за регулисање ћелијских метаболичких путева.

Последњих година, истраживања су открила да заштитни ефекат ФЦП-а на мишиће превазилази традиционалне „додатке исхрани“ и може да циља на регулацију осе мТОРЦ1/аутофагије: с једне стране, активира мТОРЦ1 пут, промовише синтезу мишићних протеина и хипертрофију мишићних влакана; С друге стране, он инхибира прекомерну аутофагију, смањује абнормалну деградацију мишићних протеина и постиже двосмерну равнотежу „подстицања синтезе и инхибирања деградације“. У поређењу са пептидима колагена копнених животиња, ФЦП има већу структурну сличност са колагеном људских мишића (тип И/ИИИ), лакше га препознају мишићне ћелије, нема религиозне табуе и високу сигурност, што га чини погодним за све старосне групе.

МТОРЦ1 (комплекс рапамицина 1) и пут аутофагије су главне антагонистичке осе које регулишу синтезу и деградацију мишића, и одржавају хомеостазу мишића кроз унакрсно разговор:
МТОРЦ1: „главни прекидач“ синтетичког метаболизма, активиран да фосфорилише низводно С6К1 и 4Е-БП1, промовишући транслацију мРНА и синтезу мишићних протеина; Истовремено инхибирање аутофагије (путем фосфорилације УЛК1 комплекса) и смањење разградње протеина.

Аутофагија: основни пут катаболизма који се активира током недостатка хранљивих материја или стреса. Разграђује оштећене органеле и абнормалне протеине кроз лизозоме да би одржао ћелијску енергетску равнотежу; Прекомерна аутофагија може деградирати нормална мишићна влакна, што доводи до атрофије мишића.
Неравнотежа осе мТОРЦ1/аутофагије је основни механизам повреде мишића: активност мТОРЦ1 се смањује и аутофагија се прекомерно активира током старења; Поремећај аутофагије и појачана деградација током прекомерног вежбања; Недовољна активација и одложена поправка мТОРЦ1 након повреде мишића. Због тога је двосмерна регулација осе мТОРЦ1/аутофагије ради обнављања равнотеже деградације синтезе основна стратегија за заштиту мишића.

Овај чланак се фокусира на двосмерни регулаторни механизам ФЦП-а на оси мТОРЦ1/аутофагије. Основна логика је да ФЦП прецизно регулише мТОРЦ1 и активност аутофагије кроз три главна пута: сигнализацију аминокиселина (Гли/Про/Хип), активацију рецептора (интегрин/ИГФ-1Р) и унакрсне разговоре. Одржава стабилност у физиолошким условима, промовише синтезу и деградацију под стресом и убрзава поправку у условима повреда, пружајући научну основу и решења за примену за мишићну атрофију, спортске повреде и заштиту мишића старијих.

Након активације мТОРЦ1, синтезу мишићних протеина углавном покрећу два низводна циља:

П70С6К1 (С6 киназа 1): фосфорилише рибозомски С6 протеин, промовише склапање рибозома и продужетак транслације мРНК, а првенствено синтетише контрактилне протеине као што су актин и миозин.

4Е-БП1 (инхибицијски фактор иницијације транслације 1): Након фосфорилације, он се одваја од еИФ4Е, ослобађајући фактор иницијације транслације, промовишући иницијацију транслације мРНА и убрзавајући синтезу мишићних протеина.

Поред тога, активација мТОРЦ1 може повећати факторе диференцијације мишића као што су МиоД и Миогенин, промовисати пролиферацију и диференцијацију мишићних сателитских ћелија, спојити се у формирање нових мишићних влакана и постићи хипертрофију мишића.

Молекуларни механизам и класификација аутофагије

Аутофагија је метаболички процес у коме ћелије разграђују оштећене органеле, абнормалне протеине и сувишне компоненте кроз лизозоме. Дели се на макроаутофагију, микроаутофагију и аутофагију посредовану шапероном (ЦМА), при чему је макроаутофагија главни облик у скелетним мишићима.

Основни процес аутофагије:

Иницијација: Активација УЛК1 комплекса (УЛК1, АТГ13, ФИП200, АТГ101) иницира формирање мембране аутофагозома;

Нуклеација: Бецлин1-ВПС34 комплекс катализује стварање ПИ3П, регрутује протеине повезане са аутофагијом (АТГ) и формира прекурсоре аутофагије;

Продужетак: АТГ5-АТГ12-АТГ16Л1 комплекс се везује за ЛЦ3-ПЕ, проширујући мембрану аутофагозома и инкапсулирајући супстрат који треба да се разгради;

Разградња фузије: Аутофагозоми се спајају са лизозомима, а садржај се разграђује лизозомалним ензимима, што доводи до рециклирања аминокиселина.

Физиолошки и патолошки ефекти аутофагије

Физиолошка аутофагија: Аутофагија основног нивоа одржава хомеостазу мишића, разграђује оштећене митохондрије и погрешно савијене протеине, спречава оксидативни стрес и агрегацију протеина и обезбеђује нормалну функцију мишићних влакана.

Прекомерна аутофагија: Током стреса (глад, старење, упала), аутофагија се прекомерно активира, разграђујући нормална мишићна влакна и контрактилне протеине, што доводи до атрофије мишићних влакана и смањења мишићне снаге, што је основни механизам пропадања мишића.

МТОРЦ1 и аутофагија формирају прецизан антагонизам кроз директну фосфорилацију, укрштање сигнала узводно и дељење супстрата низводно, формирајући "прекидач за деградацију синтезе" за хомеостазу мишића:

Директна инхибиција: Након активације мТОРЦ1, УЛК1 (Сер757) је директно фосфорилисан, блокирајући активацију УЛК1 комплекса и инхибирајући иницијацију аутофагије; Истовремено фосфорилишу Бецлин1, инхибирају активност комплекса ВПС34 и блокирају нуклеацију аутофагозома.