Взаимодействие мышц, костной и жировой ткани: биологическая роль миокинов, остеокинов и адипокинов

Цель обзора: Скелетные мышцы и костная ткань анатомически и физиологически связаны и играют важнейшую роль в обеспечении движений и обмене веществ. Традиционно взаимосвязь между мышцами и костями рассматривали с позиций механотрансдукции: механические силы, воздействующие на мышцы, передаются скелету и инициируют костеобразование. Однако эти органы взаимодействуют также через эндокринную систему посредством семейства цитокинов — миокинов, синтезируемых миоцитами, и остеокинов, вырабатываемых клетками костной ткани. Третьим участником этого биохимического взаимодействия является жировая ткань, секретирующая адипокины, происходящие из адипоцитов. В этом обзоре рассмотрено двунаправленное влияние миокинов и остеокинов на метаболизм мышечной и костной ткани, а также воздействие адипокинов на оба этих секреторных органа.

Последние данные: Несколько миокинов, в частности IL-6, ирисин, IGF-1, BDNF, миостатин и FGF2, оказывают анаболическое или катаболическое действие на костную ткань, тогда как остеокины остеокальцин и склеростин, соответственно, стимулируют анаболизм и катаболизм мышечной ткани. Адипокины, такие как лептин, резистин, адипонектин и TNFα, высвобождаемые жировой тканью, также могут модулировать метаболизм мышечной и костной ткани. Напротив, высвобождение при физической нагрузке липолитических миокинов — IL-6, ирисина и LIF — стимулирует термогенез, способствуя превращению адипоцитов в термогенные клетки. Миокины, остеокины и адипокины оказывают местное аутокринное и паракринное действие, а также действуют через эндокринную систему, регулируя обмен веществ в мышечной, костной и жировой ткани. Снижение физической активности и увеличение потребления энергии, характерные для старения, приводят к гипертрофии адипоцитов и привлечению иммунных клеток, в том числе макрофагов. В результате высвобождаются провоспалительные адипокины, вызывающие хроническое слабовыраженное воспаление — один из ключевых факторов патогенеза ряда заболеваний. Вместе с тем стимулированное физической нагрузкой высвобождение биоактивных цитокинов в рамках взаимодействия мышечной, костной и жировой ткани усиливает анаболизм мышц, костеобразование, митохондриальный биогенез, утилизацию глюкозы и окисление жирных кислот, а также ослабляет хроническое слабовыраженное воспаление.