Механизмы регуляции роста и атрофии скелетных мышц

Масса скелетных мышц увеличивается в постнатальном периоде в результате гипертрофии, то есть увеличения размеров отдельных мышечных волокон. Аналогичный процесс может быть индуцирован в скелетных мышцах взрослых в ответ на сократительную активность, например силовые упражнения, а также под воздействием определённых гормонов, таких как андрогены и β-адренергические агонисты. Гипертрофия мышц развивается, когда общая скорость синтеза белка превышает скорость его распада. Синтез белка контролируют два основных сигнальных пути: путь IGF1–Akt–mTOR, действующий как положительный регулятор, и путь миостатин–Smad2/3, действующий как отрицательный регулятор; недавно были выявлены и дополнительные пути. Пролиферация и слияние сателлитных клеток, приводящие к увеличению числа миоядер, также могут способствовать росту мышц на ранних, но не поздних этапах постнатального развития, а также при некоторых формах гипертрофии мышц у взрослых. Атрофия мышц развивается, когда скорость распада белка превышает скорость его синтеза; у взрослых она может возникать при различных состояниях, включая голодание, денервацию, раковую кахексию, сердечную недостаточность и старение. При атрофии мышц активируются два основных пути деградации белка — протеасомный и аутофагически-лизосомный, причём их вклад в потерю мышечной массы различается. В эти процессы вовлечено множество генов, связанных с атрофией, или атрогенов; их активность контролируют определённые факторы транскрипции, такие как FoxO3, отрицательно регулируемый Akt, и NF-κB, активируемый провоспалительными цитокинами.