Stres oksydacyjny

Wszystko, co spostrzegamy, obserwując ludzkie ciało w trakcie wysiłku, jest wynikiem działania wielu systemów, skutkiem idealnego współgrania milionów powiązań i zależności. W obrębie jednego z tych układów, w trakcie wysiłku fizycznego, a także w związku z zanieczyszczeniami środowiska i wskutek niewłaściwej diety dochodzi do zjawiska zwanego stresem oksydacyjnym.

Czym jest stres oksydacyjny?

Organizm ludzki w naturalny sposób produkuje tzw. reaktywne formy tlenu (RFT, ang. reactive oxygen species – ROS). RFT powstają w wyniku różnego rodzaju reakcji biochemicznych zachodzących w organizmie przy udziale tlenu. Ich obecność równoważona jest działaniem przeciwutleniaczy, które neutralizują działanie RFT. Zachwianie równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej w wyniku nadmiernej produkcji RFT lub niedoboru zdolności antyoksydacyjnych nazywamy stresem oksydacyjnym.

Jak powstają reaktywne formy tlenu?

RFT są cząsteczkami posiadajacymi w swej budowie atomy tlenu z co najmniej jednym niesparowanym elektronem. Należą do wolnych rodników, które są niestabilnymi i wysoce reaktywnymi cząsteczkami. Powstają przede wszystkim w wyniku oddychania komórkowego (metabolizm tlenu), jak również w związku z ponownym ukrwieniem tkanek wcześniej niedotlenionych (np. po bardzo intensywnym wysiłku). Inne procesy sprzyjające produkcji  RFT w trakcie wysiłku to wysoka temperatura, utlenianie katechoalmin i duże stężenie kwasu mlekowego.

Rola RFT w organizmie

Działanie reaktywnych form tlenu jest wielokierunkowe i w dużym stopniu zależy od ich ilości, a także zdolności organizmu do ich neutralizacji.

Efekty pozytywne:

• udział w niszczeniu bakterii i apoptoza komórek,
• aktywacja enzymów,
• przekazywanie sygnałów w komórkach,
• metabolizm toksyn.

Efekty negatywne:

• utlenianie tłuszczów – rola w patogenezie miażdżycy naczyń,
• utlenianie białek – zmiana struktury i niszczenie białek,
• utlenianie DNA – odpowiedzialność za mutacje genetyczne, powstawanie nowotworów i starzenie się.

Wpływ reaktywnych form tlenu na wysiłek fizyczny jest złożony. Minimalne ich ilość są niezbędne do prawidłowego skurczu mięśni. Natomiast nadmiar powoduje zaburzenia w produkcji substratów energetycznych (ATP), zakwaszenie mięśni poprzez promowanie przemian beztlenowych, co w konsekwencji prowadzi do upadku mięśniowego. Kluczem jest więc zachowanie równowagi pomiędzy produkcją, a neutralizacją wolnych rodników. Z pomocą przychodzą antyoksydanty.

Przeciwutleniacze – źródła, rola, suplementacja

Antyoksydanty są cząsteczkami lub związkami odpowiedzialnymi za równoważenie niekorzystnego wpływu RFT poprzez ich neutralizację lub promowanie powstwania form mniej reaktywnych. Szczególną rolę odgrywają one w trakcie i po zakończeniu wysiłku fizycznego, który jest stanem zwiększonej produkcji wolnych rodników.
Wśród przeciwutleniaczy znajdują się:

• antyoksydanty endogenne (enzymy produkowane przez organizm) tj. desmutaza ponadtlenkowa (SOD), katalaza, peroksydaza glutationowa.
• antyoksydanty nieenzymatyczne, głównie dostarczane z pożywieniem m.in. witaminy A (retinol), E (tokoferol) i C (kwas askorbinowy), koenzym Q10, flawonoidy, tiole.

Suplementacja antyoksydantów od dawna interesuje świat sportu. Postrzeganie ich jako środków poprawiajacych wydolność fizyczną i przeciwdziałających uszkodzeniom mięśni nie do końca znalazło potwierdzonie w badaniach. Udowodniono wpływ suplementacji na mniejsze nasielnie stresu oksydacyjnego po wysiłku, jednak nie dowiedziono, jak przekłada się to na wydajność i osiągane rezultaty. Wyniki testów, jakim zostali poddani sportowcy różnych dyscpyplin, budzą szereg wątliwości ze względu na niejednolite metody pomiaru stresu oksydacyjnego, różny stopień wytrenowania i sposób odżywiania badanych zawodników. Mnogość aspektów, jakie należy wziąć pod uwagę w analizie dostępnych opracowań, każe podchodzić do nich z dużym dystansem i mobilizuje do lepszego zrozumienia wpływu oksydacji na wysiłek w przyszłości.

Stres oksydacyjny a trening

System związany ze stresem oksydacyjnym, jak każdy układ żywego organizmu, podlega adaptacji po wpływem zmieniajacych się warunków. W trakcie wielu badań, podczas wysiłów zarówno tlenowych, beztlenowych jak i mieszanych, odnotowano potreningowy wzrost ilości wolnych rodników. Wraz ze wzrostem intensywności ćwiczeń  obserwowano zwiększenie ilości wytwarzanych RFT. Wynika z tego, że wysiłki interwałowe, submaksymalne, o dużym komponencie siłowym, powodują największy stres oksydacyjny.

W sposób oczywisty naturalną odpowiedzią organizmu jest również zwiększona produkcja i aktywność antyoksydantów. Nadzieję daje fakt, iż antyoksydacyjna odpowiedź organizmu może podlegać modyfiakcjom. Dzięki regularnemu wysiłkowi fizycznemu organizm lepiej adaptuje się do efektów wywieranych przez wolne rodniki i sprawniej przeciwdziała ich konsekwencjom. Wymagany jest jednak trening regularny, o dość dużej intensywności. Najlepiej na tego typu stymulację odpowiadają zawodnicy słabo wytrenowani.

Podstawę w dostarczaniu egzogennych przeciwutleniaczy stanowi zróżnicowana i zdrowa dieta, która w pełni wyczerpuje potrzeby organizmu. Ich suplementacja zdaje się mieć jedynie sens w przypadku głębokich niedoborów. Co więcej, nadużywanie suplementacji poprzez stosowanie bardzo dużych dawek prowadzi do rozchwiania równowagi w obrębie systemu i w konsekwencji prooksydacyjnego działania przeciutleniaczy (co udowodniono na przykładzie witaminy C, beta-karotenu czy koenzymu Q10).