A növekedési hormon szintje

A mainstream fitness media megszámlálhatatlan forrásban hivatkozik a növekedési hormonra (GH), mint az izom és erőnövekedés alfájára és omegájára.

• Természetesen ez a bejegyzés nem arról szól, hogy a GH szintje nem számít, hanem arról, hogyan lehet félrevezetni az embereket a kontextusukból kiragadott példákkal, amik ugyan önmagukban igazak, de korántsem igazolják azt, amire vonatkoztatva vannak.

A modern biológiai kutatások eredményei azt mutatják, hogy nem felel meg a valóságnak a korábbi egy hormon - egy funkció elképzelés. Ma már jól ismert, hogy egy bizonyos sejtfunkciót egyidejűleg számos különböző behatás is befolyásol. Egy adott hormon emellett a különböző sejtekre más-más hatást fejthet ki. A hormonhatások láncolatszerűen kapcsolódnak össze, bárhonnan indulnak is el. A hormonok az egész szervezetet érintő és állandó változásban, hullámzásban levő rendszert alkotnak, hatásuk a homeosztázis fenntartására és stabilizálásra irányul (Hudecz, 2003).

• A bekövetkező jelátvitel sem magától a hírvivő molekulától függ, hanem az őt felfogó receptortól. A hírvivő molekula szelektíven kötődik vagy "illeszkedik" a receptor meghatározott részéhez, és ez a kötődés a receptor konformációváltozásához vezet, ami reakciók sorozatát indítja el, és specifikus sejtes válasz kialakulását eredményezi.

Az egyes sejtek ugyanarra a hírvivő molekulára különböző receptorokkal is rendelkezhetnek, amelyek eltérő hatásokat közvetíthetnek. Az is előfordulhat, hogy ugyanaz a hírvivő molekula-receptor kötődés eltérő választ vált ki a különböző sejttípusokban (pl. acetilkolin). De az is előfordul, hogy különböző hírvivő molekula-receptor komplexek ugyanazt a hatást váltják ki (pl. glukagon és epinefrin).

• Azok a hírvivő molekulák, amelyek aktív biológiai választ indítanak el a célsejtben, a receptor agonistái. Léteznek antagonista hírvivő molekulák is, amelyek kötődnek a receptorhoz, de azon aktív biológiai választ nem kezdeményeznek, csak lefoglalják a receptort, így az agonista hírvivő molekulája nem tudja a hatását kifejteni (pl. a tesztoszteron antagonista a glükokortikoid receptoron).

Bővebben itt.

A növekedési hormon és szerepe

A humán GH (hGH) különböző molekuláris formák komplex kombinációjaként (izoformák) létezik. Az elsődleges 22 kDa (kilodalton) molekulatömegű forma egy 191 aminosavból álló polipeptid. Az agyalapi mirigy elülső lebenye szomatotrop sejtjeinek terméke, folyamatosan termelődik, szekréciós granulumokban tárolódik, és a keringésbe hullámokban választódik ki, ami után 10-20 perc a felezési ideje. A GH elválasztását alapvetően a hipotalamusz szabályozza serkentő (növekedési hormon elválasztását fokozó hormon; GHRH) és gátló (szomatosztatin; SS) hatású hormonokat szekretálva az agyalapi mirigy portális keringésébe. E két hormon váltakozó felszabadulása alakítja ki a GH-elválasztás pulzatilis jellegét.

• A GHRH fő élettani hatása a tárolt GH mozgósítása, de serkenti is a hormon képződését. Az SS csökkenti a GH bazális, és a különböző provokatív stimulusokra bekövetkező elválasztását.

A GH-hatás az IGF-1 (inzulinszerű növekedési faktor) termelés fokozódásában, és metabolikus hatások kialakulásában nyilvánul meg.

• Az lGF-1 a GH hatására főként a májban termelődik, de egyéb GH-receptorral rendelkező szövetekben is.

Az IGF-1 hatása

A GH az lGF-1 képződésén keresztül a már differenciált sejteket (pl. izomsejt) stimulálja tovább.

• A posztmitotikus szövetek (mint pl. az izom) kialakulásuk után általában nem képesek további sejtosztódásra, így regenerációs képességük jelentősen korlátozott. Találhatók azonban ezekben a szövetekben is olyan őssejtek (szatellit sejt), melyek osztódva és differenciálódva új sejtállomány létrehozására képesek (Florini és munkatársai, 1996; Galvin és munkatársai, 2003; Perez-Martin és munkatársai, 2010).
• Az IGF-1 mediálja a szatellit sejtek osztódását (Fu és munkatársai, 2015), valamint az izomspecifikus gének direkt aktivációjában szerepet játszó miogeninre való hatása által az izomdifferenciálódást (Zádor, 2015).

A GH és IGF-1 növekedést elősegítő hatásai fiatal állatokban és emberekben jól dokumentáltak, de az izomtömeg növekedése általában arányos a testméret növekedésével, felnőtt emberekben önmagában a GH (és a hatására kibocsátott IGF-1) nem befolyásolja az izmok tömegét (Velloso, 2008).

• Az IGF-1 által aktivált IGF-1/PI3K/AKT/mTOR jelátviteli útvonal a meglévő izomtömeg fenntartásában bizonyult fontosnak (Sandri és munkatársai, 2004).
• Az IGF-1 beadása akut módon aktiválja az izomfehérje-szintézist (Fryburg és munkatársai, 1995), de az 1 éves adagolása sem növelte a száraz testtömeget (Friedlander és munkatársai, 2001).

Az izom regenerációjáról bővebben itt.

A metabolikus hatások

A GH befolyásolja mindhárom tápanyag anyagcseréjét:

• serkenti a sejtek aminosav felvételét és fehérjeszintézisét,
• gátolja a sejtekbe történő glükóztranszportot és -oxidációt ("inzulinellenes" hatás), védi a sejtek glikogén raktárát, valamint serkenti a máj gükóz előállítását, így növeli a vércukorszintet,
• fokozza a zsírbontást (lipolízis) és csökkenti a zsírsavak beépülését a sejtekbe.

Az edzésre adott hormonválasz

A miogenin hatását (és már a szatellit sejt aktivációt is) a harántcsíkolt vázizom negatív regulátoraként ismert miosztatin gátolja, tehát a szintjének csökkenni kell.

• A miosztatin szintjét a tesztoszteron elnyomja a vázizomban (Kawada és munkatársai, 2006; Mendler és munkatársai, 2007), ezért fontos, hogy jelen legyen a szükséges mértékben.

Férfiakban a szérum tesztoszteron szintje korrelál az izomtömeggel (Grossmann és munkatársai, 2012), azaz a tesztoszteron hormon megfelelő szintje elengedhetetlen az izomtömeg növeléséhez (és a már meglévő fenntartásához is, a tesztoszteron hiányának alap tünete az izomvesztés), ill. a teljesítményre is hatással van.

• A férfi szervezet a herék Leydig-sejtjeiben, míg a nők szervezete a petefészek theca-sejtjeiben állítja elő koleszterinből, és mindkét nem a mellékvesékben is termel minimális mennyiséget (amely férfiakban alárendelt fiziológiai jelentőségű). Elválasztásához a hipotalamusz gonadotropin-felszabadító hormont (GnRH) bocsát ki, ami az agyalapi mirigyet luteinizáló hormon (LH) és tüszőérést serkentő hormon (FSH) szekréciójára serkenti, aktiválva a tesztoszteron elválasztását.
• A növekvő tesztoszteronszint negatív visszacsatolás révén gátolja a hipotalamuszban a GnRH, ill. az agyalapi mirigyben a LH és a FSH kibocsátását. Így a szervezet optimális működése esetén, ha túl sok tesztoszteron kering a vérben, akkor a herék aktivitása csökken, ha túl kevés, akkor fokozódik.

A terhelés vonatkozásában vajon a nehéz (guggolás) vagy a könnyebb (lábtológép) munka növeli a GH, ill. a tesztoszteron szintjét?

2014-ben Shaner és munkatársai egy olyan kutatást végeztek, amelyben összehasonlították a szabadsúlyos guggolás és a lábtológép alkalmazásával végzett edzésekre adott hormonválaszt azonos terhelési paraméterek mellett. Azt az eredményt kapták, hogy a nehezebb szabadsúlyos guggolás nagyobb mértékben váltott ki hormonválaszt mind a tesztoszteron, mind a GH vonatkozásában (ez fontos, hogy mindkettőben).

• A növekedési hormon és a tesztoszteron szintje az edzés hatására akkor emelkedik jobban, ha nagyobb az erőkifejtés. Mindegy, hogy ez súlyzós terhelés, vagy pl. sprintfutás, de minél nagyobb az erőkifejtés (guggolás, felhúzás), annál nagyobb a hormonális hatás.

• 

Igazolt, hogy a nehéz, összetett gyakorlatok a tesztoszteron nagymértékű növekedését eredményezik, pl. a súlyemelő gyakorlatok (Kraemer és munkatársai, 1992) vagy a felhúzás (Fahey és munkatársai, 1976), ami a GH szintjének növekedését is magával hozza, mivel a tesztoszteron az IGF-1 szintjét a GH elválasztás fokozásán keresztül növeli (Stuart és munkatársai, 1988; Gibney és munkatársai, 2003).

• Ezzel szemben a kis súlyú (metabolikus stresszt okozó) gyakorlatokról ez nem mondható el (Ratamess és munkatársai, 2005; Ballor és munkatársai, 1987). Sőt, a vizsgálatok többsége a tesztoszteronszint csökkenését bizonyította.
• A hosszú időtartamú, alacsony terhelésű edzés hatására csökken a tesztoszteron szintje (Hackney, 2001), Galbo és munkatársai (1977) már 40 perc folyamatos munkavégzés után a szérum tesztoszteron csökkenését tapasztalták. Hasonlóan Dobrzanski és munkatársai (1981) a 45. perctől a tesztoszteron koncentrációjának szignifikáns csökkenését mérték.

Ez így a fitness főáramának nem felel meg, ki kellene találni valamit, hogy a könnyebb gyakorlat, és lehetőleg a kis súlyos pumpálás legyen a nyertes, mert a nehéz gyakorlatok (és a nagy súly) ugye nem jöhetnek szóba.

A megoldás: "A kisebb súlyok és a magas ismétlésszám ugyancsak GH szint növekedést okoz. Finn kutatók leközölték a Journal of Applied Physiology folyóiratban, hogy azok az alanyok, akik 10 db 10 ismétléses sorozatot végeztek, szignifikánsan magasabb GH szintet értek el ezzel, mint azok, akik 20db 1 ismétléses sorozatot végeztek."

Ügyes, hasonlítsuk össze a körtét az almával! Egy 100 ismétléses metódust egy 20 ismétlésessel, és ki is jön a matek (látszólag).

Az edzés metabolikus hatása

Mi a különbség egy 100 ismétléses és egy 20 ismétléses metódus között? Mondjuk az energiaigény és az idegrendszer igénybevétele. Miért fontos ez? Azért, mert a nagyobb energiaigény és az idegrendszer kimerülése a vércukorszint esését okozza, ami a GH szint növekedését (is) előidézi.

• Az alábbi kísérletben az egyik alkalommal inzulin intravénás adásával érték el a vércukorszint esését (hypoglycemia), egy másik alkalommal az inzulin mellé glükóz infúziót is adtak, hogy fenntartsák a vércukorszintet (euglycemia) a bevitt inzulin mellett is.

Amit látni kell az az, hogy a glükóz és a GH szintje között korreláció van, ami egyáltalán nem meglepő.

• Nem tartozik a jelen témához, de fel szokott merülni, hogy az inzulin csökkenti a GH szintjét. A fenti kutatás bizonyítja, hogy az inzulinnak közvetlenül nincs köze a GH-hoz, csak a vércukorszinten keresztül.

A GH-nak szerepe van a vércukorszint fenntartásában, egyrészt serkenti glükóz előállítását a májban, másrészt gátolja a sejtek glükózfelvételét (inzulinérzékenységük csökkentése által).

• Először a hasnyálmirigy Langerhans szigeteinek α-sejtjeiben termelődő hormon, a glukagon, fokozza a máj glikogénbontását, amivel növelheti a vér glükóztartalmát (a GH nagymértékben növeli a glukagon szekrécióját).


• A folytatólagos kimerülés (vagy a glikogénraktárak ürülésének) hatására viszont a vércukorszint tovább eshet, a szervezet a mellékvesekéreg által termelt szteroidhormon, a kortizol kibocsátásával emeli a vér aminosav-koncentrációját, amit a máj glükózzá alakíthat, ezáltal emelkedhet a vércukorszint.
• Emellett a kortizol felerősíti és meghosszabbítja a GH-nak a májban a glükoneogenezisre gyakorolt hatását.

Az ábrák összevetésével felismerhető, hogy az alacsony vércukorszint sokkal nagyobb GH szint növekedést eredményez, mint a nehéz edzés. De van egy kis bibi, ill. kettő.

• Az egyik, hogy a megjelenő kortizol csökkenti a GH jelátvitelt és a megfelelő IGF-1 expressziót (Philip és Vijayan, 2015).
• A kortizol elnyomja a GH IGF-1 növelő (anabolikus) hatását, és ilyen körülmények között az IGF-1/PI3K/AKT/mTOR jelátviteli útvonal még a meglévő izomtömeg megtartását sem tudja biztosítni.


• A másik, hogy az alacsony vércukorszint a tesztoszteronszint csökkenését is eredményezi.
• A hypoglycemia elnyomja a tesztoszteron szekrécióját, és ezt a hatást az agyalapi mirigy közvetíti inzulinszinttől függetlenül (Oltmanns és munkatársai, 2001).

A tesztoszteron hiányának eredménye a való életből is jól ismert. Az akromegáliás betegek (akiknek jóval átlag fölötti a GH szintjük), ha nem szúrnak a GH-juk mellé tesztoszteront, akkor csak a GH szintjüknek köszönhetően nem is izmosak, mivel a normálisnál alacsonyabb a természetes tesztoszteron szintjük.

Emellett azt se felejtsük el, hogy a kortizol az aminosavakat a vércukorszint fenntartásához az (izom)fehérjék bontásából biztosítja.

• A kortizolnak ezt a hatását a tesztoszteron tudná (és tudja is, ha kellő mennyiségben szúrva van) kivédeni, de az természetes módon, alacsony vércukorszint mellett éppen nem nagyon van.
• A kortizol (mint szteroid) receptorait a fiziológiás szintet sokszorosan meghaladó mértékben kívülről bevitt tesztoszteron (mint másik, a receptorhoz kötődni tudó szteroid) le tudja foglalni, így a kortizol nem tudja kifejteni a hatását (Mayer és munkatársai, 1975).

És hogy mennyi problémát tud még áthidalni a szerhasználat, arról itt.

De ezekről inkább ne beszéljünk, rontaná az összképet, és kiderülne, hogy naturálon pumpálni mégsem annyira jó, GH szint ide vagy oda. Erről bővebben itt.

• Annak megértéséhez, hogy egyes kutatások miért tudják mégis az izomtérfogat növekedését igazolni ilyen edzésmódszerek mellett is (persze csak néhány hetes időtávon), érdemes az izomnövelés mikéntjét is megvizsgálni egy kicsit itt, kitüntetett figyelmet fordítva a nem funkcionális (szarkoplazmatikus) hipertrófiára, és annak hasznosságára.