Androgenrezeptoren und Muskelwachstum

Seit Jahrzehnten wissen Mediziner in aller Welt den Zusammenhang zwischen Androgenrezeptoren und Muskelwachstum zu schätzen.

Es ist erwähnenswert, dass die Androgensignalisierung über den Androgenrezeptor für die Erhaltung und Entwicklung der sekundären Geschlechtsorgane, der Knochen und der Muskeln von entscheidender Bedeutung ist. Tatsächlich ist bekannt, dass Androgene eine signifikante und positive anabole Wirkung auf die Muskeln haben und sowohl die Muskelkraft als auch die Muskelmasse erhöhen. Androgenrezeptoren sind für das Muskelwachstum von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus haben Androgene die einzigartige Fähigkeit, sowohl bei Muskelfasern des Typs 1 als auch des Typs 2 eine Hypertrophie auszulösen, mit gleichzeitigen Verbesserungen in Bezug auf die myonukleäre Vermehrung und die Anzahl der Satellitenzellen.

Zusätzlich zu diesen Vorteilen sind Androgene dafür bekannt, dass sie die Differenzierung von mesenchymalen multipotenten Zellen in die myogene Linie fördern und gleichzeitig die Adipogenese hemmen. Alles in allem spielen Androgene bekanntermaßen eine wichtige Rolle bei der Aktivierung und Differenzierung von Muskelvorläuferzellen.

Androgene stellen eine Klasse von Steroidhormonen dar, die als Verbindungsstücke, auch Liganden genannt, für den Androgenrezeptor (AR) fungieren. Testosteron, das Haupthormon, das für die männlichen Geschlechtsmerkmale verantwortlich ist, wird vor allem in den Hoden gebildet. Obwohl es eine Schlüsselrolle spielt, wird seine Fähigkeit, sich mit dem Androgenrezeptor zu verbinden, oder seine Ligandenaktivität, als relativ gering angesehen. Testosteron wird unter dem Einfluss eines Enzyms namens 5α-Reduktase in 5α-Dihydrotestosteron (5α-DHT) umgewandelt. Es wird angenommen, dass diese umgewandelte Form wirksamer mit dem Androgenrezeptor interagiert als seine ursprüngliche Form, das Testosteron. Trotz der erhöhten Wirksamkeit von DHT ist seine Bildung weitgehend auf bestimmte Bereiche wie die Leber, die Haut und die Fortpflanzungsorgane beschränkt, so dass Testosteron das Hauptandrogen ist, das im gesamten Körper zirkuliert.

Wenn sich ein Androgen an den Androgenrezeptor bindet, löst es die Verlagerung des Rezeptors in den Zellkern aus. Dort bildet der nun an den Liganden gebundene Androgenrezeptor einen Komplex mit anderen Proteinen, den so genannten transkriptionellen Coregulatoren. Gemeinsam steuern sie die Transkription, also das Kopieren, bestimmter Zielgene. Der Androgenrezeptor ist in verschiedenen Geweben zu finden, wo er eine Schlüsselrolle bei Körperfunktionen spielt. Ein Bereich, in dem er besonders einflussreich und daher erwähnenswert ist, ist die Skelettmuskulatur - ein Hauptziel für Androgene. Eine supraphysiologische Androgendosierung erhöht die Muskelkraft und -masse.

Das Anspannen oder Zusammenziehen der Skelettmuskeln wird durch die koordinierte Arbeit von Proteinen in winzigen Einheiten, den Sarkomeren, ermöglicht. Während der Ruhephase eines Muskels bremst ein Team von Proteinen, das als Troponin-Komplex bekannt ist und aus Troponin T, Troponin C (TNNC) und Troponin I besteht, die Aktivität eines Enzyms namens Myosin Heavy Chain (MyHC) ATPase. Wenn ein Motoneuron feuert, löst es die Freisetzung von Kalziumionen (Ca2+) aus einem Bereich innerhalb der Muskelfasern aus, der als sarkoplasmatisches Retikulum bezeichnet wird. Diese freigesetzten Kalziumionen binden sich dann an TNNC. Diese Verbindung setzt einen Umformungsprozess in Gang, der der MyHC-ATPase den Weg zu ihrer Funktion als eine Art Motorprotein ebnet.

Was ist ein Androgenrezeptor?

Der Androgenrezeptor kann als ein wichtiges Mitglied der Steroidrezeptor-Superfamilie von Transkriptionsfaktoren definiert werden, die durch Bindung der Steroidliganden 5α-Dihydrotestosteron (DHT) oder Testosteron aktiviert werden. Nach der Bindung des Liganden bzw. der Liganden wandert der Androgenrezeptor in den Zellkern und bindet als Dimer an Androgenrezeptorelemente, die sich innerhalb der DNA befinden, um die Transkription zu regulieren.

Der Androgenrezeptor trägt auch zur Regulierung der Expression kleiner, einzelsträngiger, nicht codierender RNA-Moleküle bei, die als miRNAs bekannt sind (miR206, miR133b, miR221 und miR222). miR206 ist bekannt dafür, dass es bei der Differenzierung von Muskelzellen eine hohe Expression aufweist und eine partielle Differenzierung fördert, indem es die Expression von PolA1 minimiert, einer DNA pol α-Untereinheit, die für die DNA-Synthese und die Zellproliferation unerlässlich ist. Daher ist die Hochregulierung der miR206-Expression ein Faktor, der zur AR-abhängigen Verbesserung der Myoblastendifferenzierung nach Stimulation mit Androgenen beiträgt. Im Gegensatz dazu fördert miR133 die Myoblastenproliferation, indem es die Expression des Serum Response Factor (SRF), eines für die Differenzierung wichtigen Transkriptionsregulators, unterdrückt. miRNAs wie miR221 und miR222 tragen zur Förderung der Myoblastenproliferation sowie der Zellzyklusprogression bei, indem sie teilweise auf die Zellzyklusinhibitoren p27 und p57 abzielen.

Im Laufe der Jahre kann ein Rückgang von AR und Testosteron zum Verlust von Muskelfunktion und -masse, zur Alterung und zur Ruhigstellung nach akuten Verletzungen führen. Beim Menschen ist das Altern mit Sarkopenie oder einer starken Abnahme der Skelettmuskelmasse verbunden. Dieser Gesundheitszustand geht mit Gebrechlichkeit, Depressionen und einer erheblichen Beeinträchtigung der Lebensqualität einher, insbesondere bei älteren Erwachsenen. Auch Testosteron, das wichtigste männliche Sexualhormon, nimmt mit dem Alter ab. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass Testosteron eine entscheidende Rolle bei der Erhöhung des Androgenrezeptorgehalts spielt und dadurch das Wachstum der Skelettmuskulatur fördert.

Der myozytäre Androgenrezeptor steuert die Expression des androgeninduzierten insulinähnlichen Wachstumsfaktors IEa (IGF-IEa) in den hoch androgenempfindlichen Dammmuskeln. Er vermittelt auch die androgenstimulierte postnatale Hypertrophie dieser Muskeln. Ebenso ist die androgenabhängige postnatale Hypertrophie der Gliedmaßenmuskelfasern unabhängig vom myozytären Androgenrezeptor. Daher steuern Androgene die Muskelmasse des Dammes und der Gliedmaßen über myozytäre AR-abhängige bzw. -unabhängige Wege. Der myozytäre Androgenrezeptor ist für die Erzeugung der Maximalkraft der schnell- und intermediär zuckenden Beinmuskeln von entscheidender Bedeutung, indem er die myofibrilläre Organisation der androgeninduzierten hypertrophen Myofasern kontrolliert. Ein Mangel an Androgenrezeptor in den Myozyten der Gliedmaßen verringert die Muskelkraft und beeinträchtigt die myofibrilläre Organisation der Sarkomere, was die Tatsache unterstreicht, dass der myozytäre AR dazu neigt, eine kontrollierende Wirkung auf die Schlüsselwege zu haben, die für die maximale Kraftproduktion erforderlich sind.

Wir hoffen, dass diese informativen Informationen Ihnen geholfen haben, wertvolle Einblicke in die prominente Verbindung zwischen Androgenrezeptoren und Muskelwachstum zu gewinnen.