Скелетной мышечной тканью называют прикрепленные к костям мышцы. Она составляет около 40 % от общего веса тела и является самой крупной тканью. Очень часто для упрощения понимания скелетную мышечную ткань представляют как орган, использующийся при физической активности, то есть при движении тела и занятиях спортом, но помимо этого она выполняет очень разные функции. Она не только поддерживает температуру тела, но и вырабатывает цитокины, участвуя в работе иммунной системы.
Прежде всего, скелетная мышечная ткань играет очень важную роль в метаболизме. В нее не только активно поступает и накапливается глюкоза, но в ней также сохраняется некоторое количество белков. В скелетной мышечной ткани находится 50–75 % всех белков. Именно благодаря этой буферной функции сохранения белков мы можем поддерживать мышечную массу, даже не рассчитывая ежедневно количество потребляемых белков.
Примерно 70–80 % глюкозы, уровень которой повышается после еды, поступает в скелетную мышечную ткань. Поэтому, если в скелетной мышечной ткани возникает инсулинорезистентность и она больше не может управлять уровнем сахара после еды, это приводит к инсулинорезистентности во всем организме. Поскольку скелетная мышечная ткань оказывает сильное влияние на обмен сахаров и энергии, следует поддерживать мышцы в хорошем состоянии, чтобы не допустить нарушений метаболизма.
Мышечная масса нашего тела оказывает большое влияние на сахарный и энергетический обмен. Чем больше мышечной массы, тем выше чувствительность к инсулину, и наоборот, чем меньше мышечная масса и мышечная сила, тем больше усиливается инсулинорезистентность.
После 40 лет у большинства людей скелетная мышечная ткань с каждым годом постепенно уменьшается. С возрастом вместе с уменьшением мышц снижаются функции митохондрий, уменьшается их количество и эффективность выработки энергии. В связи с этим увеличивается окислительный стресс (активные формы кислорода) и появляются воспалительные реакции. Это вызывает повреждение сигнального пути инсулина, что приводит к инсулинорезистентности.
Если в мышцах возникает инсулинорезистентность, то жирные кислоты не могут использоваться в качестве источника энергии, поэтому жир скапливается в мышечных клетках. Так же как стеатоз печени вызывает инсулинорезистентность, накопление жира в мышцах приводит к инсулинорезистентности.
С возрастом уровень сахара в крови поднимается, и регуляция сахаров ухудшается. Виной этому может быть процесс старения, но уменьшение мышечной массы тоже играет в этом большую роль. Согласно исследованию, начиная с возраста 40 лет мышечная масса каждый год уменьшается на 0,8 %, с 60 лет – на 1 % и с 70 лет мышечная масса резко уменьшается на 1,5 % в год[59]. По достижении человеком 70 лет его мышечная масса и, конечно, мышечная сила снижается на 20–40 %, по сравнению с молодыми людьми.
Таким образом, с возрастом функция митохондрий снижается, и это приводит к увеличению активных форм кислорода и накоплению жира в мышцах. Это вызывает окислительный стресс и воспалительные реакции и приводит к инсулинорезистентности. К тому же, если мышечная масса уменьшается, этот процесс ускоряется.
Привлекающие в последнее время внимание функции скелетно-мышечной ткани являются функциями эндокринной системы. Ранее уже было сказано, что жировая ткань – орган эндокринной системы, секретирующий гормоны лептин и адипокины. Со скелетной мышечной тканью происходит то же самое: для связи с другими тканями и органами, такими как жировая ткань, печень, мозг и кости, она выделяет в организм различные физиологически активные вещества, они называются миокинами (myokine).
Миокины выделяются в мышцах при занятиях спортом, и они не только увеличивают расход энергии, но и удваивают эффект снижения инсулинорезистентности, сжигая жирные кислоты и уменьшая воспаление. Существует очень много видов миокинов: только известных в настоящее время миокинов насчитывается более 600 видов[55]. Репрезентативными из них являются гормон иризин и FGF21.
Выделяемый в мышцах гормон иризин регулирует метаболизм, управляя обменом сахаров и выработкой тепла. Превращая белые адипоциты в коричневые адипоциты, он увеличивает выработку тепла, а с увеличением интенсивности физических упражнений их секреция увеличивается. Поскольку коричневые адипоциты поддерживают температуру тела, расходуя энергию, они предотвращают увеличение веса, а кроме этого, они уменьшают количество жировых отложений, увеличивая липолиз и сжигание жиров. Они также увеличивают количество митохондрий и потребление кислорода.
FGF21 (фактор роста фибробластов 21) стимулирует липолиз в жировой ткани и способствует сжиганию жиров в печени. Он также выполняет функцию увеличения количества коричневых адипоцитов, предотвращающих увеличение веса. FGF21 – это гормон, который играет важную роль в уменьшении ожирения и стеатоза печени.
Помимо этих гормонов, есть и другие: интерлейкин 6 (IL-6) увеличивает сжигание жирных кислот в мышцах и содействует липолизу; интерлейкин 15 (IL-15) положительно влияет на сжигание жирных кислот и снижение уровня воспаления; мионектин способствует поступлению жирных кислот для того, чтобы жировая ткань и печень могли использовать жирные кислоты в качестве источника энергии; фоллистатин производит подавляющий эффект на миостатин, сдерживающий развитие мышц и образование коричневых адипоцитов. Все эти различные эффекты гормонов проявляются только при физических упражнениях.
Физические упражнения, активизируя мышцы, способствуют не только выделению в организме различных полезных веществ, но и нормализации обмена жиров.