Επίδραση διαφορετικών μορφών αναερόβιας άσκησης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση υγιών ανδρών κολυμβητών

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ & ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΦΥΣΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ & ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΖΩΗΣ Επίδραση διαφορετικών μορφών αναερόβιας άσκησης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση υγιών ανδρών κολυμβητών ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΖΑΦΕΙΡΙΑΔΗΣ ΣΤΕΦΑΝΟΣ Πτυχιούχος ΤΕΦΑΑ-ΑΠΘ & Μεταπτυχιακού Τίτλου στη Φυσική Δραστηριότητα & Ποιότητα Ζωής ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2016

2 2 ΖΑΦΕΙΡΙΑΔΗ ΣΤΕΦΑΝΟΥ Επίδραση διαφορετικών μορφών αναερόβιας άσκησης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση υγιών ανδρών κολυμβητών ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στο Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού, Τομέας Ιατρικής της Άθλησης, Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Φυσική Δραστηριότητα Και Ποιότητα Ζωής Ημερομηνία Προφορικής Εξέτασης: 18 Μαΐου 2016 Εξεταστική Επιτροπή: Αναπληρωτής Καθηγητής Λούπος Δημήτριος, Επιβλέπων Καθηγητής Ταϊτζόγλου Ιωάννης, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής Κουρέτας Δημήτριος, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγητής Κέλλης Σπυρίδων, Εξεταστής Επίκουρος Καθηγητής Κυπάρος Αντώνιος, Εξεταστής Επίκουρη Καθηγήτρια Μάνου Βασιλική, Εξετάστρια Επίκουρος Καθηγητής Νικολαΐδης Μιχαήλ, Εξεταστής

3 3 ΖΑΦΕΙΡΙΑΔΗΣ ΣΤΕΦΑΝΟΣ Α.Π.Θ. Επίδραση διαφορετικών μορφών αναερόβιας άσκησης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση υγιών ανδρών κολυμβητών «Η έγκριση της παρούσης διδακτορικής διατριβής από το Τμήμα Επιστήμης και Φυσικής Αγωγής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ. 2)

4 4 Περιεχόμενα Ευχαριστίες 6 Περίληψη 7 Abstract 9 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ 11 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ 12 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΕΥΣΕΩΝ 13 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 14 ΕΛΕΥΘΕΡΕΣ ΡΙΖΕΣ 15 Παραγωγή ελευθέρων ριζών 15 ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ 17 ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ 19 Επιδράσεις του οξειδωτικού στρες 19 Υπεροξείδωση των πρωτεϊνών 20 Λιπιδική Υπεροξείδωση 21 Καταστροφή της αλυσίδας/βλάβη του DNA 21 Ενεργοποίηση της αντιοξειδωτικής δράσης 22 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 23 Οξειδωτικό στρες και άσκηση (Σχέση με την απόδοση και τη λειτουργία των μυών) 23 Κολύμβηση & Οξειδωτικό Στρες 26 Ασκήσεις αντιστάσεων, αναερόβια άσκηση & οξειδωτικό στρες 37 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 56 ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 57 ΜΕΘΟΔΟΣ 58 Δείγμα 58 Πρωτόκολλο ασκήσεων 58 Πρόγραμμα ασκήσεων αντιστάσεων 59 Πρόγραμμα κολυμβητικής άσκησης 59 Έλεγχος διατροφής & Σωματομετρήσεις 60 Αιμοληψίες 60 Προσδιορισμός της ανηγμένης γλουταθειόνης (GSH) 61 Προσδιορισμός των πρωτεϊνικών καρβονυλίων στο πλάσμα (PC) 63 Προσδιορισμός της καταλάσης στο ερυθροκυτταρικό αιμόλυμα (CAT) 64 Προσδιορισμός της ολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας του πλάσματος (TAC) 65 Προσδιορισμός της μηλονικής διαλδεΰδης στο πλάσμα (MDA) 66 Προσδιορισμός του γαλακτικού οξέος 67

5 5 Στατιστική επεξεργασία 68 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Η επίδραση των πρωτοκόλλων άσκησης στη συγκέντρωση του γαλακτικού οξέος Η επίδραση των πρωτοκόλλων άσκησης στην αρτηριακή πίεση του αίματος και στην καρδιακή συχνότητα Η επίδραση των δύο πρωτοκόλλων άσκησης στο οξειδωτικό στρες Η επίδραση των δύο πρωτοκόλλων άσκησης στη συγκέντρωση της γλουταθειόνης (GSH) Η επίδραση των δύο πρωτοκόλλων άσκησης στη συγκέντρωση της μηλονικής διαλδεϋδης (MDA) Η επίδραση των δύο πρωτοκόλλων άσκησης στη συγκέντρωση της καταλάσης Η επίδραση των δύο πρωτοκόλλων άσκησης στην ολική αντιοξειδωτική ικανότητα (TAC) Η επίδραση των δύο πρωτοκόλλων άσκησης στην συγκέντρωση των πρωτεϊνικών καρβονυλίων 79 ΣΥΖΗΤΗΣΗ 81 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 96 ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ 98 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 99 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 112

6 6 Ευχαριστίες Καθ όλη τη διάρκεια της εκπαίδευσής μου στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, συνάντησα σημαντικούς ανθρώπους και συνεργάστηκα με αξιόλογους καθηγητές, οι οποίοι μου έδειξαν τον τρόπο να αντιμετωπίζω τις δυσκολίες χωρίς φόβο, να ξεπερνάω τα προβλήματα με ελιγμούς και να τολμάω αυτό που δεν έχουν τολμήσει οι άλλοι μέχρι τώρα. Ο κύριος Λούπος Δημήτριος, εκτός από όλα αυτά, μου έμαθε να συνεργάζομαι, να ανακαλύπτω τις δυνατότητές μου και να πιστεύω στον εαυτό μου. Διετέλεσε υπεύθυνος καθηγητής της μεταπτυχιακής και διδακτορικής μου διατριβής, αλλά συγχρόνως και ο άνθρωπος που στήριξε όλη την προσπάθειά μου και στάθηκε δίπλα μου ως φίλος, γι αυτό και τον ευχαριστώ. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή κύριο Ταϊτζόγλου Ιωάννη, καθώς μου άνοιξε το δρόμο για τη διεκπεραίωση του ερευνητικού σταδίου της διδακτορικής μελέτης και τον καθηγητή κύριο Κουρέτα Δημήτριο, για την παραχώρηση του εργαστηρίου κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας. Ακόμα αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω τον κύριο Τσαλή Γεώργιο, τόσο για τη νοερή του υποστήριξη, όσο και την έμπρακτη βοήθειά του στο πειραματικό στάδιο. Επιπρόσθετα θα ήθελα να ευχαριστήσω τα μέλη της εξεταστικής επιτροπής, τον καθηγητή κύριο Κέλλη Σπυρίδων για τη διαρκή επικοινωνία και αμέριστη συμπαράσταση που μου προσέφερε, τον επίκουρο καθηγητή κύριο Νικολαΐδη Μιχαήλ, τον επίκουρο καθηγητή κύριο Κυπάρο Αντώνη και τη λέκτορα κυρία Μάνου Βασιλική, για τις εποικοδομητικές τους υποδείξεις στην παρούσα διατριβή και την προθυμία τους να συνεργαστούν στην επιτροπή. Δε θα μπορούσα να ξεχάσω τους φοιτητές της ειδικότητας κολύμβησης (ακαδ. Έτος ) οι οποίοι προσφέρθηκαν να συμμετάσχουν στην έρευνα και τους ευχαριστώ για αυτό. Τέλος, τη μεγαλύτερη ευγνωμοσύνη την οφείλω στους γονείς μου και στην οικογένειά μου, που στήριξαν όλη την προσπάθεια που έκανα τα τελευταία 10 χρόνια, στερούμενοι πολλές φορές οι ίδιοι για να μπορέσω να συνεχίσω ανεπηρέαστος την ακαδημαϊκή μου πορεία. Ζαφειριάδης Στέφανος

7 7 Περίληψη Της διδακτορικής διατριβής του ΣΤΕΦΑΝΟΥ ΖΑΦΕΙΡΙΑΔΗ Επίδραση διαφορετικών μορφών αναερόβιας άσκησης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση υγιών ανδρών κολυμβητών (Υπό την επίβλεψη του Αναπλ. Καθηγητή Δημήτριου Λούπου) Πρόσφατα ερευνητικά δεδομένα, αναφέρουν τη σημασία της επίδραση της άσκησης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση. Η κολύμβηση και η άσκηση με αντιστάσεις είναι δύο από τις επικρατούσες μορφές άσκησης που επιλέγουν οι ελεύθερα ασκούμενοι. Το γεγονός ότι όσο εντονότερη είναι η άσκηση τόσο εντονότερη είναι η παρουσία του οξειδωτικού στρες, οδηγεί στην υπόθεση ότι η αναερόβια άσκηση μπορεί δυνητικά να μεταβάλει περισσότερο την οξειδοαναγωγική κατάσταση των ανθρώπων. Επιπρόσθετα, το μεγαλύτερο πλήθος των ερευνητικών δεδομένων για την επίδραση της κολυμβητικής άσκησης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση εστιάζεται στην αερόβια ένταση, αφήνοντας ένα ερευνητικό κενό προς διερεύνηση. Σκοπός της εργασίας είναι να μελετήσει την επίδραση της κολυμβητικής άσκησης αναερόβιας έντασης στην οξειδοαναγωγική κατάσταση φοιτητών και να συγκρίνει τα αποτελέσματα με αυτά της εκγύμνασης με ασκήσεις αντιστάσεων. Στην έρευνα συμμετείχαν 14 άνδρες (21±1,8 ετών), οι οποίοι ακολούθησαν ένα πρόγραμμα κολυμβητικής άσκησης αναερόβιας έντασης (6Χ50μ μέγιστης έντασης, 5 παθητική αποκατάσταση) και ένα πρόγραμμα ασκήσεων αντιστάσεων στο γυμναστήριο (5 ασκήσεις στο 80%RM, 3Χ10 επαναλήψεις, 90 διάλειμμα). Τα δύο προγράμματα άσκησης ήταν ισόχρονα, σύμφωνα με πρωτόκολλα που προτείνονται από τη βιβλιογραφία και ολοκληρώθηκαν με διαφορά μίας εβδομάδας, την ίδια ώρα σε κλειστό χώρο. Πραγματοποιήθηκαν τρεις αιμοληψίες φλεβικού αίματος (πριν την άσκηση, 10 μετά το πέρας της άσκησης και 60 μετά το πέρας της άσκησης) για τον προσδιορισμό των δεικτών του οξειδωτικού στρες και της αντιοξειδωτικής ικανότητας. Επιπλέον, έγιναν λήψεις τριχοειδικού αίματος για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του γαλακτικού οξέος πριν και μετά την άσκηση. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι τιμές της MDA (δείκτης λιπιδικής υπεροξείδωσης) ήταν μεγαλύτερες και στις τρεις μετρήσεις κατά την κολυμβητική άσκηση σε σύγκριση με το πρόγραμμα ασκήσεων αντιστάσεων (0,21±0,078 vs 0,34±0,12 μm στην 1η μέτρηση, 0,22±0,077 vs 0,33±0,13 μm στη 2η μέτρηση, 0,24±0,094 vs 0,34±0,09 μm στην 3η μέτρηση, για την άσκηση αντιστάσεων και την κολυμβητική άσκηση αντίστοιχα). Όσον αφορά την αντιοξειδωτική ικανότητα, οι τιμές της GSH μειώθηκαν αμέσως μετά την

8 8 κολυμβητική άσκηση (4,18±0,78 vs 3,42±1,06 mmol/g Hb, για την 1η & 2η μέτρηση αντίστοιχα), ενώ αντιθέτως παρουσίασαν αύξηση 1 ώρα μετά σε σύγκριση με τη μέτρηση μετά το πέρας της άσκησης (3,42±1,06 vs 3,75±0,81 mmol/g Hb, για τη 2η και 3η μέτρηση αντίστοιχα). Τέλος για την CAT, έτερος δείκτης της αντιοξειδωτικής ικανότητας, παρατηρήθηκαν σημαντικά υψηλότερες τιμές αμέσως μετά την κολυμβητική άσκηση, σε σχέση με αυτές των ασκήσεων αντιστάσεων στην ίδια χρονική στιγμή (208,53±40,51 vs 168,21±41,38 U/mg Hb, για την κολυμβητική άσκηση και τις ασκήσεις αντιστάσεων αντίστοιχα). Τα PC και η TAC δε μεταβλήθηκαν σημαντικά. Διαπιστώθηκε ότι οι δείκτες του οξειδωτικού στρες και της αντιοξειδωτικής ικανότητας μπορούν να μεταβληθούν, στην οξεία φάση, όταν το ερέθισμα είναι ικανό να προκαλέσει μεταβολές. Επίσης, έγινε εμφανές ότι ορισμένοι δείκτες είναι περισσότερο ευαίσθητοι στην οξεία δράση των ελευθέρων ριζών. Παρόλο που εμφανίζονται μεγαλύτερες διακυμάνσεις κατά την αποκατάσταση, οι μεταβολές στις τιμές της GSH αποδεικνύουν την άμεση αντιοξειδωτική απάντηση στο οξειδωτικό στρες. Λέξεις κλειδιά: κολύμβηση, οξειδωτικό στρες, αντιοξειδωτική ικανότητα, γλουταθειόνη, αναερόβια ικανότητα

9 9 Abstract Stefanos Zafeiriadis Effect of Two Different Anaerobic Exercises on Redox Status of Male Swimmers (Under the supervision of Associate Professor Dimitrios Loupos) The effects of exercise on redox status are highly mentioned in the early literature. The two most selected types of physical exercise are swimming and resistance exercise. The fact that high intensity exercises elevate oxidative stress, conclude that anaerobic exercise could affect more the redox status. Nevertheless, recent research deal with the impact of aerobic swimming training on redox status, making evident the lack of multitude research on anaerobic training and oxidative stress. The aim of the present thesis was to study and compare the effects of two types of anaerobic exercise, anaerobic set of swimming training and resistance exercises, on male ex-swimmers redox status. Fourteen male students, exswimmers, of mean age 21,8 years took part in the study, following an anaerobic swimming training set (6 x 50 m maximal freestyle swimming every 5 min.) and a resistance programme (5 resistance exercises on 80% RM, 3 x 10 repeats on a 90 break). The two selected types of anaerobic exercise protocols are recommended in the literature, completed on different days with one week gap between the sessions. Three venous blood samples were obtained (pre-exercise, immediately (10 min) post-exercise, and 1h postexercise) for markers determination of oxidative stress and antioxidant capacity. Additionally, capillary blood samples were obtained pre and post-exercise for the lactate determination. Due to the results, MDA showed higher values on swimming set than the resistance exercise in all three measurements (0,21±0,078 vs 0,34±0,12 μm 1 st measurement, 0,22±0,077 vs 0,33±0,13 μm 2 nd measurement, 0,24±0,094 vs 0,34±0,09 μm 3 rd measurement, for swimming set and resistance exercise respectively). For the antioxidant capacity markers, GSH was reduced immediately post-exercise (4,18±0,78 vs 3,42±1,06 mmol/g Hb, for the 1 st and 2 nd measurement respectively) and then elevated 1h post the swimming set (3,42±1,06 vs 3,75±0,81 mmol/g Hb, for the 2 nd and 3 rd measurement respectively). CAT peaked immediately post swimming set, compared to resistance exercise (208,53±40,51 vs 168,21±41,38 U/mg Hb, for swimming and resistance exercise respectively). No significant differences were found in PC and TAC. In conclusion, markers of oxidative stress and antioxidant capacity could be altered, due to

10 10 the acute effect of stimuli. Additionally, it was confirmed that some markers are more sensitive to the acute effect of free radical species. The alterations of GSH demonstrate the acute antioxidant response to oxidative stress, although the variations are more obvious at the recovery. Keywords: swimming, oxidative stress, antioxidant capacity, glutathione, anaerobic capacity

11 11 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΣΕΛ. Πίνακας 1. Το σύνολο των δραστικών ειδών οξυγόνου/αζώτου 6 Πίνακας 2. Σωματομετρικά χαρακτηριστικά των συμμετεχόντων 61 Πίνακας 3. Επίδραση των πρωτοκόλλων άσκησης στη συγκέντρωση του γαλακτικού οξέος 62 Πίνακας 4. Συγκέντρωση γαλακτικού οξέως σε mmol/l αίματος των συμμετεχόντων 63 Πίνακας 5. Καρδιακή συχνότητα και αρτηριακή πίεση των συμμετεχόντων μετά από τις ασκήσεις αντιστάσεων 65 Πίνακας 6. Καρδιακή συχνότητα και αρτηριακή πίεση των συμμετεχόντων μετά από την κολυμβητική άσκηση 65

12 12 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ ΣΕΛ. Γράφημα 1. Η συγκέντρωση του γαλακτικού οξέος πριν και μετά (7 λεπτά) και στα δύο πρωτόκολλα άσκησης 64 Γράφημα 2. Οι τιμές της αρτηριακής πίεσης του αίματος (συστολική και διαστολική) πριν, αμέσως μετά (7 λεπτά) καθώς και μία ώρα μετά την άσκηση και στα δύο πρωτόκολλα άσκησης 66 Γράφημα 3. Η καρδιακή συχνότητα πριν, αμέσως μετά (7 λεπτά), καθώς και μία ώρα μετά και στα δύο πρωτόκολλα άσκησης 67 Γράφημα 4. Μεταβολές της συγκέντρωσης της γλουταθειόνης (GSH) στις δύο μορφές αναερόβιας άσκησης πριν, αμέσως μετά και 1 ώρα μετά την άσκηση 68 Γράφημα 5. Μεταβολές της μηλονικής διαλδεϋδης (MDA) στις δύο μορφές αναερόβιας άσκησης πριν, αμέσως μετά και 1 ώρα μετά (3) την άσκηση 69 Γράφημα 6. Μεταβολές της συγκέντρωσης της καταλάσης στις δύο μορφές αναερόβιας άσκησης πριν, αμέσως μετά και 1 ώρα μετά την άσκηση 71 Γράφημα 7. Μεταβολές της ολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (TAC) στις δύο μορφές αναερόβιας άσκησης πριν, αμέσως μετά και 1 ώρα μετά την άσκηση 72 Γράφημα 8. Συγκέντρωση των πρωτεϊνικών καρβονυλίων (Pr. Carbs) στις δύο μορφές αναερόβιας άσκησης πριν, αμέσως μετά και 1 ώρα μετά την άσκηση 73

13 13 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΕΥΣΕΩΝ CAT: Καταλάση GSH: Ανηγμένη Γλουταθειόνη Hb: Αιμοσφαιρίνη MDA: Μηλονική Διαλδεΰδη PC: Πρωτεϊνικά Καρβονύλια RM: Μέγιστη Επανάληψη RNS: Δραστικά Είδη Αζώτου RONS: Δραστικά Είδη Οξυγόνου-Αζώτου ROS: Δραστικά Είδη Οξυγόνου TAC: Ολική Αντιοξειδωτική Ικανότητα ΔΜΣ: Δείκτης Μάζας Σώματος

14 14 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κατά την πάροδο των τελευταίων δεκαετιών, έχει αποδειχτεί ότι η άσκηση μπορεί να προκαλέσει οξειδωτικό στρες. Η οξειδοαναγωγική ισορροπία, δηλαδή η δράση των μορίων που προκαλούν οξείδωση και των αντιοξειδωτικών μορίων, είναι πολύ σημαντική για τον ανθρώπινο οργανισμό, γεγονός που αναδεικνύει τον καθοριστικό ρόλο της άσκησης στην υγεία (Longo, Olivia, Denaro & Maffulli, 2008). Συνήθως σε υπομέγιστη άσκηση και γενικά σε ενέργειες οι οποίες πραγματοποιούνται σε μέτρια ένταση, οι ελεύθερες ρίζες παίζουν τον ρόλο της διατήρησης της ομοιόστασης στην οξειδοαναγωγική ισορροπία και παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη διαδικασία μετάδοσης του σήματος στους νευρώνες (Fittipaldi, Dimauro, Mercatelli & Caporossi, 2014). Για τη φυσιολογική λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού όσον αφορά στην οξειδοαναγωγική κατάσταση, θα πρέπει να υπάρχει ομοιόσταση μεταξύ της οξειδωτικής και αντιοξειδωτικής δράσης. Ως οξειδωτικό στρες ορίζεται η διαταραχή στην ισορροπία μεταξύ των οξειδωτικών μορίων και των αντιοξειδωτικών υπέρ των πρώτων (Sies, 1986; 1991; 1997). Τα οξειδωτικά μόρια αποτελούνται από τις ελεύθερες ρίζες και τα δραστικά είδη οξυγόνου ή αζώτου, ενώ αντιοξειδωτικές θεωρούνται όσες ουσίες καθυστερούν ή αναστέλλουν την οξείδωση του υποστρώματος. Παρακάτω αναλύονται οι όροι του οξειδωτικού στρες και της αντιοξειδωτικής ικανότητας, ενώ στη συνέχεια παρατίθεται βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετική με την άσκηση και την επίδραση στην οξειδωτική και αντιοξειδωτική δράση.

15 15 ΕΛΕΥΘΕΡΕΣ ΡΙΖΕΣ Με τον όρο ελεύθερη ρίζα ορίζεται κάθε είδος μορίου ή ατόμου, ικανό για ανεξάρτητη ύπαρξη, το οποίο περιέχει ένα ή και περισσότερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια στην εξωτερική του τροχιά. Οι ελεύθερες ρίζες είναι ασταθείς ενώσεις, οι οποίες τείνουν να αποσπάσουν ηλεκτρόνια από άλλα μόρια ή άτομα, με σκοπό να συμπληρώσουν την εξωτερική τους στοιβάδα, αντιδρούν με αυτά και προκαλούν την οξείδωσή τους (El-Bahr, 2013; Gutteridge & Halliwell, 2000; Halliwell,1991; 2012; Powers, DeRuisseau, Quindry & Hamilton, 2004). Οι ελεύθερες ρίζες διακρίνονται στις δραστικές μορφές οξυγόνου (Reactive oxygen species, ROS) και στις δραστικές μορφές αζώτου (Reactive nitrogen species, RNS). Τα ROS περιέχουν οξυγόνο και οφείλουν σε αυτό τη δραστικότητά τους, ενώ αντίστοιχα τα RNS οφείλουν τη δραστικότητά τους στο άζωτο. Τα δραστικά είδη οξυγόνου ή αζώτου (Reactive oxygen/nitrogen species, RONS) είναι τα κυριότερα δραστικά είδη και δεν περιλαμβάνουν μόνο ελεύθερες ρίζες αλλά και μόρια που δεν είναι ρίζες (Finaud, Lac & Filaire, 2006). Τα κυριότερα RONS παρουσιάζονται στον πίνακα 1. Παραγωγή ελευθέρων ριζών Οι ελεύθερες ρίζες αντιπροσωπεύουν ένα βασικό κομμάτι της αερόβιας ζωής και του ανθρώπινου μεταβολισμού, ενώ παράγονται τόσο ενδογενώς καθώς και από εξωτερικούς παράγοντες. Στους ενδογενείς παράγοντες παραγωγής ελευθέρων ριζών κυριότερο ρόλο παίζει η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων στα μιτοχόνδρια (Jenkins & Goldfarb, 1993). Κατά τη διάρκεια παραγωγής ATP, ηλεκτρόνια διαφεύγουν από την αναπνευστική αλυσίδα με αποτέλεσμα την παραγωγή ελευθέρων ριζών ως παραπροϊόντα. Επίσης σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν τα κύτταρα και τα διάφορα ένζυμα κατά τη δράση τους, όπως η οξειδάση της ξανθίνης, ενώ και οι ασθένειες και μεταπτώσεις του ανοσοποιητικού συστήματος μπορούν να παράξουν ελεύθερες ρίζες, κυρίως λόγω της έλλειψης μετάλλων και ιχνοστοιχείων. Στους εξωγενείς παράγοντες ανήκουν οι περιβαλλοντικοί παράγοντες και η διατροφή. Συγκεκριμένα, η υπεριώδης ακτινοβολία επηρεάζοντας το δέρμα και τα μάτια οδηγεί στην παραγωγή ελευθέρων ριζών, ενώ με την κακή διατροφή των ανθρώπων προσλαμβάνονται λιγότερες αντιοξειδωτικές ουσίες, προκαλώντας διαταραχή στη ομοιόσταση των οξειδωτικών και των αντιοξειδωτικών. Επίσης, το κάπνισμα, οι διάφορες τοξίνες και η κατανάλωση αλκοόλ, αποτελούν κάποιους από τους εξωγενείς παράγοντες (Gutteridge & Halliwell, 2000).

16 16 Πίνακας 1. Το σύνολο των δραστικών ειδών οξυγόνου/αζώτου. Δραστικά είδη οξυγόνου/αζώτου (RONS) O. 2 - Ανιόν Υπεροξειδίου OH. Υδροξυλική Ρίζα ROO. Οργανική Υπεροξειδική Ρίζα RO. Αλκοξειδική Ρίζα HO 2. H 2 O 2 HOCl O 3 Υδροϋπεροξειδική Ρίζα Υπεροξείδιο του Υδρογόνου Υποχλωριώδες Οξύ Όζον 1 O 2 Μονήρες Οξυγόνο NO. ONOO- NO 2. Ρίζα Οξειδίου του Αζώτου Υπεροξυνιτρώδες Ρίζα διοξειδίου του αζώτου

17 17 ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ Τα αντιοξειδωτικά είναι ουσίες που περιορίζουν την οξειδωτική καταστροφή είτε μέσω της αναστολής της παραγωγής των ελευθέρων ριζών, είτε μέσω της αδρανοποίησής τους. Τα αντιοξειδωτικά βρίσκονται στον οργανισμό σε μικρή συγκέντρωση σε σύγκριση με την ουσία που οξειδώνεται, έχουν μικρό μοριακό βάρος και είτε παράγονται ενδογενώς από τον οργανισμό είτε προσλαμβάνονται μέσω της διατροφής κατά κύριο λόγο. Διακρίνονται σε ενζυμικά αντιοξειδωτικά και υποστρώματα (μη ενζυμικά). Τα κυριότερα ενζυμικά αντιοξειδωτικά είναι τα εξής (Gutteridge & Halliwell, 2000; Halliwell & Gutteridge, 2007; Powers, Ji & Leeuwenburgh, 1999): Η δισμουτάση του υπεροξειδίου (superoxide dismoutase, SOD) υπάρχει σε όλους τους αερόβιους οργανισμούς και καταλύει τη μετατροπή του υπεροξειδίου σε υπεροξείδιο του υδρογόνου και οξυγόνο. Παρουσιάζεται σε τρεις μορφές CuSOD, ZnSOD και MnSOD για το κυτταρόπλασμα και τα μιτοχόνδρια αντίστοιχα. Η καταλάση (catalase, CAT) η οποία είναι παρούσα σε όλα τα κύτταρα και κυρίως στα ερυθροκύτταρα και στο ήπαρ. Καταλύει τη μετατροπή του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο 2. Η SOD και η CAT έχουν συσχετιστεί με την αύξηση της διάρκειας ζωής των θηλαστικών. Η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (glutathione peroxidase, GPx) είναι παρούσα στο κυτταρόπλασμα και στα μιτοχόνδρια και καταλύει την αναγωγή του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και αλκοόλη, παρουσία της ανηγμένης γλουταθειόνης (reduced glutathione, GSH). Στην κατηγορία των υποστρωμάτων τον κυριότερο ρόλο παίζει η γλουταθειόνη (reduced glutathione, GSH). Είναι η αφθονότερη θειόλη στον οργανισμό και εντοπίζεται στο κυτταρόπλασμα, τον πυρήνα και τα μιτοχόνδρια. Αποτελείται από τα αμινοξέα κυστεΐνη, γλουταμικό οξύ και γλυκίνη και το ενεργό αντιοξειδωτικό της τμήμα είναι η σουλφυδρυλομάδα (-SH) της κυστεΐνης (Gutteridge & Halliwell, 2000; Halliwell & Gutteridge, 2007). Η GSH συναντάται κυρίως στην ανηγμένη της μορφή (reduced glutathione, GSH) και βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία με την οξειδωμένη της μορφή (oxidized glutathione, GSSG), η οποία είναι και το κυριότερο από τα προϊόντα της οξείδωσής της. Ο λόγος της ανηγμένης προς την οξειδωμένη μορφή της γλουταθειόνης ορίζεται ως μια ένδειξη της παρουσίας οξειδωτικού στρες (Elokda, Shields & Nielsen, 2005; Pastore, Federici, Bertini & Piemonte, 2003; Sies, 1997; 1999). Επίσης σημαντικό

18 18 ρόλο παίζει το ουρικό οξύ (Becker, 1993), προϊόν του μεταβολισμού των πουρινών που συνδέεται άμεσα με την οξειδάση της ξανθίνης κατά τη διάρκεια της άσκησης, καθώς εξουδετερώνει τα RONS και έχει την ιδιότητα να διεισδύει στις κυτταρικές μεμβράνες και να προσεγγίζει τον στόχο προλαμβάνοντας τις αντιδράσεις παραγωγής ελευθέρων ριζών, παίζοντας προληπτικό ρόλο (Glantzounis, Tsimoyannis, Kappas & Galaris, 2005; Urso & Clarkson, 2003). Η βιταμίνη Ε, εκφραζόμενη ως α-τοκοφερόλη, έχει τις ίδιες ιδιότητες με το ουρικό οξύ, καθώς λειτουργεί ως διασπαστής της αλυσίδας ενός λιποδιαλυτού περιβάλλοντος αποτρέποντας την παραγωγή ελευθέρων ριζών (Fucks et al., 2003; Sacheck & Blumberg, 2001; Viitala & Newhouse, 2004; Viitala, Newhouse, LaVoie & Gottardo, 2004). Εκτός από τη GSH, το ουρικό οξύ και τη βιταμίνη Ε, υπάρχουν και άλλα μη ενζυμικά αντιοξειδωτικά, όπως η ουβικινόνη (συνένζυμο Q), το λιποϊκό οξύ, η βιταμίνη C (ασκορβικό οξύ) και η βιταμίνη Α (καροτένια). Χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, στα λιποδιαλυτά και στα υδατοδιαλυτά, με τη βιταμίνη C, τη γλουταθειόνη, το λιποϊκό και το ουρικό οξύ να ανήκουν στα υδατοδιαλυτά, ενώ οι βιταμίνες Α και Ε και το συνένζυμο Q να ανήκουν στα λιποδιαλυτά. Τα υδατοδιαλυτά αντιοξειδωτικά αντιδρούν με τα οξειδωτικά στο κυτταρόπλασμα και στο πλάσμα του αίματος, ενώ τα λιποδιαλυτά προστατεύουν τις κυτταρικές μεμβράνες από τη λιπιδική υπεροξείδωση (Kahl & Hildebrandt, 1986; Sies, 1997). Τέλος, υπάρχει και η κατηγορία που εντάσσονται οι πολυφαινόλες, στις οποίες ανήκουν τα φλαβονοειδή, και απαντούν στους φυτικούς οργανισμούς (Hellsten, 2000; Pietta, 2000; Sies, 1997). Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, η λήψη συμπληρωμάτων πλούσιων σε πολυφαινόλες μπορεί να οδηγήσει σε καταστολή της δράσης των ελευθέρων ριζών, χωρίς όμως να διευκρινίζεται εάν υποβοηθάει τη βελτίωση της απόδοσης των ατόμων που τα λαμβάνουν. Επιπρόσθετα, παρόλη την αποδεδειγμένη αντιοξειδωτική δράση και την καταστολή των ελευθέρων ριζών, δεν είναι σαφές και παραμένει αδιευκρίνιστο εάν η λήψη συμπληρωμάτων πλούσια σε πολυφαινόλες μπορεί να επιδράσει αρνητικά στην πρόκληση οξειδωτικού στρες (Myburgh, 2014). Παρόλα αυτά υπάρχουν βιβλιογραφικές αναφορές που υποστηρίζουν τη λήψη συμπληρωμάτων για την ενίσχυση της αντιοξειδωτικής δράσης του οργανισμού, χωρίς όμως να έχει αποδειχθεί επαρκώς ότι η λήψη σκευασμάτων μπορεί να καταστεί ωφέλιμη για την αντιοξειδωτική άμυνα και ποια είναι αυτά που επιφέρουν ευεργετικά αποτελέσματα (Ji, 1995).

19 19 ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΣΤΡΕΣ Σύμφωνα με τον Sies (1986; 1991), ως οξειδωτικό στρες ορίζεται η ανισορροπία μεταξύ των ελευθέρων ριζών και των αντιοξειδωτικών μηχανισμών. Κάτω από φυσιολογικές συνθήκες, οι ελεύθερες ρίζες και τα αντιοξειδωτικά βρίσκονται σε ισορροπία, η διατάραξη της οποίας μπορεί να προέλθει είτε από την αυξημένη παραγωγή των ελευθέρων ριζών εξαιτίας της έκθεσης σε οξειδωτικούς παράγοντες, όπως είναι η άσκηση, είτε από τη μειωμένη δράση των αντιοξειδωτικών μηχανισμών, εξαιτίας διαφόρων μεταλλάξεων που μπορεί να προκληθούν είτε από στρεσογόνο ερέθισμα, όπως η άσκηση, είτε από περιβαλλοντικούς παράγοντες (Halliwell, 1991; Limon-Pacheco & Gonsebatt, 2009). Ωστόσο, η ενέργεια και η δράση των αντιοξειδωτικών δεν είναι τόσο καθορισμένες, όπως αυτή των ελευθέρων ριζών, καθώς αντιοξειδωτικό μπορεί να θεωρηθεί οποιαδήποτε ουσία η οποία, όταν υπάρχει σε χαμηλές συγκεντρώσεις σε σύγκριση με εκείνες ενός οξειδωμένου υποστρώματος, καθυστερεί ή εμποδίζει την οξείδωση του εν λόγω υποστρώματος (Halliwell, 1991). Το οξειδωτικό στρες έχει θεωρηθεί υπεύθυνο για πολλές ασθένειες όπως είναι ο καρκίνος, οι καρδιαγγειακές παθήσεις ακόμα και ο θάνατος (Halliwell & Gutteridge, 2007; Valko et al., 2007). Επιδράσεις του οξειδωτικού στρες Η ιδιότητα των ελευθέρων ριζών είναι να αποσπά ηλεκτρόνια από άλλα μόρια ή άτομα και κατά αυτόν τον τρόπο να τα οξειδώνει. Παρόλο που υπάρχουν βιβλιογραφικά δεδομένα που αναφέρουν ότι ο μηχανισμός παραγωγής οξειδωτικού στρες από τα RONS είναι ασαφής (Vollaard, Shearman & Cooper, 2005), εικάζεται ότι μέσω αυτής της οξείδωσης, μπορεί να προκληθεί οξειδωτικό στρες όταν υπάρξει ανισορροπία με την αντιοξειδωτική απάντηση του οργανισμού. Οι πρωτεΐνες, λόγω της μεγάλης συγκέντρωσής τους στον ανθρώπινο οργανισμό, είναι από τους κύριους στόχους των ελευθέρων ριζών προκαλώντας την υπεροξείδωσή τους. Επίσης, τα λιπίδια λόγω της ευαισθησίας τους στην οξειδωτική καταστροφή, αποτελούν επίσης στόχο των ελευθέρων ριζών και χρήζουν ευρείας διερεύνησης από τους μελετητές. Τέλος, οι ελεύθερες ρίζες επιδρούν αρνητικά και στο DNA, προκαλώντας εγκοπές στις αλυσίδες του και βλάβες στον μηχανισμό επιδιόρθωσης των βάσεών του (Halliwell & Gutteridge, 2007; Hellsten, 2000; Valko et al., 2007). Για τον προσδιορισμό της επίδρασης των ελευθέρων ριζών στις πρωτεΐνες, στα λιπίδια και στο DNA, αλλά και της αντιοξειδωτικής απάντησης του οργανισμού, χρησιμοποιείται ο όρος οξειδοαναγωγική κατάσταση, που ορίζεται ως η

20 20 αναλογία μεταξύ των οξειδωμένων και των ανηγμένων μορίων. Ο προσδιορισμός της οξειδοαναγωγικής κατάστασης μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά κύριο λόγο στο αίμα και στα συστατικά του (πλάσμα, ερυθροκύτταρα, λευκοκύτταρα, ορός), αλλά και στα ούρα, στον μυϊκό ιστό (Ji, 2008) και στον εκπνεόμενο αέρα (Bloomer, 2008; Fisher-Wellman & Bloomer, 2009). Επίσης είναι πολύ σημαντική η χρονική στιγμή κατά την οποία πραγματοποιούνται οι μετρήσεις (Michailidis et al., 2007), καθώς δεν υπάρχει κανένα πρωτόκολλο που να αποδεικνύει την εκδήλωση του οξειδωτικού στρες καθ όλη τη διάρκεια, παρά μόνο στην οξεία φάση. Έτσι πρέπει να γίνονται επαναλαμβανόμενες μετρήσεις για πολλές ώρες ή/και για μέρες, καθώς η περιορισμένη δειγματοληψία μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένα συμπεράσματα, λόγω της απουσίας του οξειδωτικού στρες μια δεδομένη στιγμή είτε λόγω της καθυστερημένης ενεργοποίησης του αντιοξειδωτικού μηχανισμού (Bloomer, 2008). Υπεροξείδωση των πρωτεϊνών Κατά την υπεροξείδωση των πρωτεϊνών προκαλείται αλλαγή της διαμόρφωσής τους καθώς και τροποποίηση ή παύση της λειτουργίας τους (Halliwell & Gutteridge, 2007; Hellsten, 2000). Οι ελεύθερες ρίζες προκαλούν οξείδωση με τον σχηματισμό των καρβονυλιομάδων σε ευπαθή προς οξείδωση αμινοξέα όπως είναι η αργινίνη, η λυσίνη, η προλίνη και η ιστιδίνη. Επίσης οι θειολικές ομάδες οξειδώνονται σχηματίζοντας θειολικές ρίζες. Ο κυριότερος δείκτης της πρωτεϊνικής υπεροξείδωσης είναι τα πρωτεϊνικά καρβονύλια (Protein carbonyls, PCs), τα οποία παράγονται με τον τρόπο που αναφέρθηκε παραπάνω. Επίσης, η υπεροξείδωση των πρωτεϊνών μπορεί να προσδιοριστεί μέσω μεμονωμένων αμινοξέων που έχουν οξειδωθεί αλλά και μέσω της οξείδωσης της τυροσίνης (Dalle-Donne, Rossi, Giustarini, Milzani & Colombo, 2003).

21 21 Λιπιδική Υπεροξείδωση Η λιπιδική υπεροξείδωση αυξάνει τη ρευστότητα και τη διαπερατότητα των μεμβρανών με αποτέλεσμα τον κυτταρικό θάνατο. Λαμβάνει χώρα κυρίως στις κυτταρικές μεμβράνες, οι οποίες είναι πλούσιες σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα (PUFA), τα οποία οξειδώνονται από τις ελεύθερες ρίζες. Η οξείδωση των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων οδηγεί στην παραγωγή λιπιδικής ρίζας, η οποία όταν ενώνεται με το οξυγόνο σχηματίζει λιποϋπεροξειδική ρίζα (LOO ). Η μηλονική διαλδεϋδη (MDA) είναι ο πλέον χρησιμοποιούμενος δείκτης της λιπιδικής υπεροξείδωσης και σχηματίζεται μέσω της οξείδωσης των πολυακόρεστων λιπαρών οξέων από τις ρίζες που προαναφέρθηκαν (Del Rio, Stewart & Pellegrini, 2005). Επίσης εξετάζονται και τα ισοπροστάνια (F2- ισοπροστάνια), τα οποία συντίθενται από τα εστεροποιημένα πολυακόρεστα, όπως και τα συζευγμένα διένια (conjugated dienes) τα οποία σχηματίζονται από την διάσπαση των λιπιδικών υδροϋπεροξειδίων (LOOH) (Basu, 2004; Nikolaidis, Kyparos & Vrabas, 2011; Valko et al., 2007). Ο δείκτης που συναντάται περισσότερο στη βιβλιογραφική ανασκόπηση είναι αυτός των ενώσεων που αντιδρούν με το θειοβαρβιτουρικό οξύ (thiobarbituric acid reactive substances, TBARS). Παρόλη την ευρεία χρησιμοποίησή του, σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα των Sachdev & Davies (2008), ο συγκεκριμένος δείκτης μπορεί να επηρεάζεται και από άλλες καταστάσεις και δεν έχει την κατάλληλη εξειδίκευση όπως οι παραπάνω (Bloomer, 2008). Καταστροφή της αλυσίδας/βλάβη του DNA Από τη βλάβη και την καταστροφή των αλυσίδων του DNA από τις ελεύθερες ρίζες, προκύπτει ένα προϊόν, η 8-υδροξυ-2-δεοξυγουανοσίνη (8-OHdG), η οποία σχηματίζεται από την οξείδωση της γουανίνης από την ρίζα του υδροξυλίου (Valko et al., 2007). Η ένωση αυτή προκαλεί μεταλλάξεις και τελικά την αντικατάσταση της γουανίνης από τη θυμίνη. Οι μεταλλάξεις αυτές είναι πολύ πιθανόν να οδηγήσουν σε καρκινογένεση και γήρανση (Radak, Pucsok, Mecseki, Csont & Ferdinandy, 1999).

22 22 Ενεργοποίηση της αντιοξειδωτικής δράσης Η απάντηση του ανοσοποιητικού συστήματος στη βλάβη που προκαλούν οι ελεύθερες ρίζες και στο οξειδωτικό στρες είναι ο αντιοξειδωτικός μηχανισμός, ο οποίος είτε προλαμβάνει είτε καταστέλλει τη δράση των ελευθέρων ριζών (Halliwell & Gutteridge, 1990). Για να αναφερθούμε στον προσδιορισμό της οξειδοαναγωγικής κατάστασης πρέπει να λάβουμε υπόψη την οξείδωση αλλά και την αντιοξειδωτική ικανότητα (Bloomer, 2008; Finaud et al., 2006). Ο σημαντικότερος δείκτης της αντιοξειδωτικής ικανότητας είναι η γλουταθειόνη (GSH). Ειδικότερα εάν προσδιοριστεί και η οξειδωμένη μορφή της (GSSG), τότε μπορούμε να αναφερθούμε στη μέτρηση του κύκλου της γλουταθειόνης και του λόγου της ανηγμένης προς την οξειδωμένη μορφή που μας προσφέρει πλήρη εικόνα για την οξειδοαναγωγική ισορροπία της (Bloomer, 2008; Monostori, Wittman, Karg & Túri, 2009). Παρόλα αυτά, ο προσδιορισμός και άλλων δεικτών της αντιοξειδωτικής ικανότητας όπως έχουν αναφερθεί παραπάνω, μπορεί να μας προσφέρει μια συνολική άποψη σχετικά με την αντιοξειδωτική κατάσταση του οργανισμού, καθώς το ουρικό οξύ, η καταλάση, αλλά και οι αντιοξειδωτικές βιταμίνες A, E και C είναι σημαντικοί δείκτες της αντιοξειδωτικής ικανότητας (Finaud et al., 2006; Urso & Clarkson, 2003). Βέβαια λόγω της πληθώρας των αντιοξειδωτικών δεικτών και των μεθόδων προσδιορισμού τους (Trolox equivalent antioxidant capacity, TEAC, Oxygen radical absorbance capacity, ORAC, Ferric reducing ability of plasma, FRAP & Total radical trapping antioxidant parameter, TRAP) είναι δύσκολο έως αδύνατον να διερευνηθούν όλες οι παράμετροι της αντιοξειδωτικής ικανότητας σε συγκεκριμένες συνθήκες. Για τον λόγο αυτό έχει προταθεί μια συγκεκριμένη μέτρηση, της ολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας στο αίμα (total antioxidant capacity, TAC) (Bartosz, 2003), η οποία προσφέρει μια σφαιρική εικόνα των αντιοξειδωτικών και κυρίως αυτών που βρίσκονται σε μεγάλη συγκέντρωση στον οργανισμό, όπως είναι και το ουρικό οξύ (Bloomer, 2008).

23 23 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ Η πρόσφατη έρευνα έχει αναδείξει την καθοριστική σημασία της ισορροπίας της οξειδοαναγωγικής κατάστασης στην υγεία των αθλητών και κατ επέκταση και στην απόδοσή τους (Fisher-Wellman & Bloomer, 2009). Έχει επισημανθεί η σημαντικότητα των διεργασιών που πραγματοποιούνται στο σώμα των αθλητών κατά την εφηβική ηλικία σε συνάρτηση με την αυξημένη συμμετοχή στην προπονητική διαδικασία, με αποτέλεσμα η προσοχή των ερευνητών να εστιαστεί στη διερεύνηση της οξειδοαναγωγικής κατάστασης εφήβων αθλητών, όμως μέχρι σήμερα δεν έχουν μελετηθεί συνδυαστικά δύο μορφές ασκήσεων. Επίσης, η επίδραση της άσκησης σε μέγιστη ένταση επιφέρει θετικές μεταβολές στην υγεία των αθλουμένων μετά από μικρό χρονικό διάστημα (Barker, Day, Smith, Bond & Williams, 2014), ενώ μπορεί να επηρεάσει την οξειδοαναγωγική κατάσταση των συμμετεχόντων σε αυτή (Bloomer, 2008), και να βελτιώσει την αντιοξειδωτική ικανότητα είτε άμεσα είτε μακροχρόνια (Bogdanis et al., 2013; Parker et al., 2014). Παρόλα αυτά οι ερευνητές έχουν εστιάσει την προσοχή τους στις ασκήσεις αερόβιας μορφής, που μεταβάλουν την οξειδοαναγωγική κατάσταση των συμμετεχόντων, με διαφορετικές διεργασίες από αυτές της αναερόβιας άσκησης (Bloomer, 2008; Fisher- Wellman & Bloomer, 2009). Το ερευνητικό πεδίο για την επίδραση της αναερόβιας άσκησης στην οξειδοαναγωγική ισορροπία, αλλά και οι διεργασίες που πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια έντονης αναερόβιας άσκησης είναι ελλιπή. Παρακάτω γίνεται προσπάθεια ομαδοποίησης των ειδών άσκησης και των αποτελεσμάτων τους στην οξειδοαναγωγική ισορροπία, πάντα με γνώμονα αποκλειστικά την επίδραση της αναερόβιας άσκησης. Οξειδωτικό στρες και άσκηση (Σχέση με την απόδοση και τη λειτουργία των μυών) Είναι ευρέως αποδεκτό από την ερευνητική κοινότητα, ότι η άσκηση μπορεί να προκαλέσει οξειδωτικό στρες με ποικίλους τρόπους ενεργοποίησης των ελευθέρων ριζών. Σύμφωνα με τα βιβλιογραφικά δεδομένα, όσο εντονότερη είναι η άσκηση τόσο μεγαλύτερη είναι η παραγωγή ελευθέρων ριζών, άρα και οξειδωτικού στρες, αλλά και η ενεργοποίηση του αντιοξειδωτικού μηχανισμού. Για να γίνει κατανοητός όμως ο μηχανισμός, πρέπει να αποσαφηνιστεί η δράση των RONS κατά την άσκηση. Εργασίες

24 24 που έχουν πραγματοποιηθεί σε ζώα παρουσιάζουν μειωμένη συσταλτή λειτουργία και παραγωγή δύναμης καθώς και μεγαλύτερη κόπωση στο μυϊκό σύστημα λόγω της αυξημένης πρόκλησης οξειδωτικού στρες, χωρίς όμως αυτό να έχει αποδειχθεί και στον άνθρωπο (Palazzetti, Richard, Favier & Margaritis, 2003). Το γεγονός αυτό βρίσκει ιδιαίτερη εφαρμογή στις πρωτεΐνες, κατά κύριο λόγο στη μυοσίνη λόγω της οξείδωσης των θειολών που αναφέρθηκαν και παραπάνω, και των πρωτεϊνικών ενζύμων που οξειδώνονται από τα RONS και μπορούν να οδηγήσουν σε προβλήματα διέγερσης των μυών (Bloomer, Fry, Falvo & Moore, 2007b; Powers & Jackson, 2008). Επίσης η οξείδωση επηρεάζει και τα μιτοχονδριακά ένζυμα, στα οποία δίνεται το νευρικό σήμα για τις λειτουργίες και την παραγωγή ενέργειας, καθώς μειώνεται η επαναπρόσληψη του ασβεστίου από το σαρκόπλασμα γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στη μείωση της συσταλτικότητας του μυός (Bloomer, 2008). Η παραγωγή οξειδωτικού στρες μετά από έντονη άσκηση έχει καταγραφεί στη βιβλιογραφία και συχνά τη συνδέουν με τη μειωμένη απόδοση (Reid, 2001), χωρίς όμως να μπορεί να αποδειχθεί άμεσα. Παρόλα αυτά υπάρχουν και ερευνητικά δεδομένα τα οποία παρουσιάζουν μειωμένη οξειδωτική βλάβη ακόμα και μετά από άσκηση σε μέγιστη ένταση, όταν αυτή η άσκηση έχει επαναληφθεί στο παρελθόν και έχει δημιουργηθεί μία ομοιόσταση όσον αφορά στην παραγωγή του οξειδωτικού στρες και της αντιοξειδωτικής απάντησης (Ji, Radak & Goto, 2008). Σημαντικό ρόλο σε αυτό το πεδίο παίζουν οι πηγές των RONS που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια της άσκησης. Η ενεργοποίηση μπορεί να προέλθει είτε από την άμεση παραγωγή των RONS κατά την άσκηση, είτε ως αποτέλεσμα του είδους της άσκησης και της βλάβης που έχει προκαλέσει αυτοτελώς. Σύμφωνα με τους Marzatico, Pansarasa, Bertorelli, Somenzini και Della Valle (1997), ανεξάρτητα από ποιο ενεργειακό σύστημα (αερόβιο ή αναερόβιο) παραγωγής ενέργειας προέρχεται η άσκηση, εφόσον το ερέθισμα είναι έντονο, είναι ικανή να ξεπεράσει την αντιοξειδωτική άμυνα του οργανισμού προκαλώντας έτσι οξειδωτικό στρες. Η κύρια πηγή παραγωγής ελευθέρων ριζών είναι η μεταφορά του οξυγόνου για την παραγωγή ATP. Ένα μικρό μέρος από αυτό (1-5%) μπορεί να προκαλέσει υπεροξείδωση, μέσω της υπεροξείδωσης του υδρογόνου είτε μέσω παραγωγής της ρίζας υδροξυλίου, εξαιτίας της συμμετοχής της ουβικινόνης, του συνένζυμου Q δηλαδή, από το οποίο παίρνει το ασύζευκτο ηλεκτρόνιο με το οξυγόνο που οδηγεί στην υπεροξείδωση (Bentinger, Brismar & Dallner, 2007). Τα μιτοχόνδρια παράγουν επίσης το μονοξείδιο του αζώτου (NO), το οποίο λόγω της υπεροξείδωσης μετατρέπεται σε ένα πολύ ισχυρό οξειδωτικό το υπεροξυνιτρώδες ανιόν (ONOO-). Παρόλο που είναι προστατευμένα, λόγω της παρουσίας της δισμουτάσης (SOD), η έντονη

25 25 και για μεγάλη χρονική διάρκεια άσκηση μπορεί να προκαλέσει σημαντική βλάβη. Επίσης ένας μηχανισμός ενεργοποίησης των RONS είναι μέσω της παραγωγής προσταγλανδινών. Τα συγκεκριμένα ακόρεστα λιπαρά οξέα παράγονται κατά τη διάρκεια της άσκησης όπως και η αυτό-οξείδωση των κατεχολαμινών που προκαλείται κατά τη διάρκεια της άσκησης (Bloomer, Davis, Consitt & Wideman, 2007a). Ο ρόλος της οξειδάσης της ξανθίνης είναι σημαντικός και πολυσύνθετος, καθώς σχετίζεται άμεσα με την αναερόβια άσκηση (Hellsten, 2000; Tekin, 2010). Σε συνθήκες ηρεμίας, η αφυδρογονάση της ξανθίνης, οξειδώνει την υποξανθίνη σε ξανθίνη, μέσω της οποίας παράγεται το ουρικό οξύ. Όταν όμως παρουσιάζονται μειωμένα επίπεδα του ATP, κυρίως κατά την ισχαιμία μετά από έντονη άσκηση, η αφυδρογονάση της ξανθίνης μετατρέπεται σε οξειδάση της ξανθίνης, παρουσία της υποξανθίνης η οποία παράγεται παρουσία των νουκλεοτιδίων NAD στους μυς. Η παραγωγή ελευθέρων ριζών όμως μπορεί να προκύψει και από τη μυϊκή καταπόνηση και καταστροφή. Συγκεκριμένα, τα ουδετερόφιλα, τα εωσινόφιλα και τα μακροφάγα που δρουν για την ανοικοδόμηση των κατεστραμμένων ιστών μπορούν να προκαλέσουν την παραγωγή O 2.- και H 2 O 2, τα οποία συμμετέχουν στην οξειδωτική βλάβη (Bloomer et al., 2007b; Hellsten, 2000; Sachdev & Davies, 2008; Tekin, 2010). Τα ερυθροκύτταρα και η μυοσφαιρίνη, γνωστά για την περιεκτικότητά τους σε σίδηρο, μπορούν να διασπαστούν από την έντονη άσκηση, η οποία προκαλεί μυϊκή καταστροφή, και να οδηγήσουν σε ενίσχυση της παραγωγής των RONS μέσω της ελεύθερης παροχής σιδήρου, ενώ η παραγωγή γαλακτικού οξέος κατά την έντονη άσκηση σε συνδυασμό με τον σίδηρο, μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή της ρίζας του υδροξυλίου. Επικίνδυνα οξειδωτικά μπορούν να δημιουργήσουν τόσο η αιμοσφαιρίνη όσο και η μυοσφαιρίνη μέσω της αυτό-οξείδωσής τους (Brantley, Smerton, Wilkinson, Singleton & Olson, 1993; Cooper, Vollaard, Choueiri & Wilson, 2002; Wallace, Houtchens, Maxwell & Caughey, 1982).

26 26 Κολύμβηση & Οξειδωτικό Στρες Η κολύμβηση θεωρείται άθλημα στο οποίο ενεργοποιείται κατεξοχήν ο αερόβιος μηχανισμός παραγωγής ενέργειας, λόγω της άσκησης πάνω από 90 δευτερόλεπτα (Maglischo, 2003; Mougios, 2006). Παρόλα αυτά ο αναερόβιος γλυκολυτικός μηχανισμός διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην απόδοση των κολυμβητών, καθώς το μεγαλύτερο μέρος των αγωνισμάτων απαρτίζονται από μέτρα και ανάλογα παρουσιάζεται μεγαλύτερη ή μικρότερη συμμετοχή του γλυκολυτικού μηχανισμού σε αυτά (Seifert, Chollet & Mujika, 2011). Για τη βελτίωση της απόδοσης των κολυμβητών χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι προπόνησης, κατά κύριο λόγο η διαλειμματική, οι οποίες χρησιμοποιούν και τον αερόβιο μηχανισμό, που αποτελεί τη βασική προπόνηση των κολυμβητών, αλλά και τον αναερόβιο μηχανισμό παραγωγής ενέργειας, που αποτελεί την ειδική μορφή προπόνησης (Hannula & Thornton, 2001; Maglischo, 2003). Από τη βιβλιογραφία, είναι εμφανές ότι η οξειδοαναγωγική κατάσταση των αθλητών επηρεάζεται και από τις δύο μορφές άσκησης, ενεργοποιώντας διαφορετικούς μηχανισμούς οξείδωσης κάθε φορά (Bloomer, 2008). Οι μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί στην κολύμβηση και αφορούν στο οξειδωτικό στρες δεν είναι αρκετές ώστε να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα για τον μηχανισμό ενεργοποίησης του οξειδωτικού στρες και της μεταβολής της οξειδοαναγωγικής ισορροπίας των κολυμβητών, καθώς επίσης έχουν επεκταθεί και στις δύο μορφές άσκησης, χωρίς να παρουσιάζονται σαφείς ενδείξεις και για τα δύο ενεργειακά συστήματα. Το γεγονός αυτό χρίζει σημαντικής μελέτης της οξειδοαναγωγικής κατάστασης των κολυμβητών, με σκοπό την προάσπιση της υγείας τους και κατ επέκταση τη συμμετοχή τους στην προπονητική διαδικασία. Η πρώτη μελέτη εκτίμησης της οξειδωτικής βλάβης μετά από κολυμβητική άσκηση έγινε από τους Inoue, Mu, Sumikawa, Adachi και Okochi (1993), οι οποίοι μελέτησαν την υπεροξείδωση του DNA (DNA Damage) μέσω του δείκτη (8-OHdG) μετά από διαλειμματική άσκηση κολύμβησης 90 min. Συγκεκριμένα έγινε σύγκριση της κολυμβητικής με τη δρομική άσκηση, έχοντας ως δείγμα 9 ενήλικους κολυμβητές και 9 ενήλικους αθλητές στίβου. Η διαλειμματική άσκηση κολύμβησης διήρκησε περίπου 90 min και καλύφθηκε απόσταση 1500 m, ενώ οι δρομείς κάλυψαν απόσταση περίπου 15 km διάρκειας 70 min. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, υπήρξε αύξηση των λεμφοκυττάρων, ενώ επίσης η μείωση της συγκέντρωσης της 8-OHdG ήταν στατιστικά σημαντική μετά από την κολυμβητική άσκηση σε σύγκριση με τη δρομική άσκηση. Επίσης τα αποτελέσματα για την 8-OHdG παρουσίασαν συσχέτιση εκφραζόμενα στη συγκέντρωση

27 27 στα λεμφοκύτταρα και στα ούρα. Τέλος, όσον αφορά στις πουρίνες που μελετήθηκαν (ξανθίνη, υποξανθίνη και ουρικό οξύ) παρουσιάστηκε αύξηση των συγκεντρώσεών τους στο αίμα μετά και από τα δύο είδη άσκησης, ενώ μόνο η ξανθίνη αυξήθηκε μελετώντας τη συγκέντρωση στα ούρα, καθώς η υποξανθίνη και το ουρικό οξύ μειώθηκαν. Σε μελέτη τους οι Gonenc, Acigkoz, Semin και Ozgonul (2000) προσπάθησαν να διερευνήσουν την επίδραση ενός προγράμματος κολυμβητικής άσκησης διάρκειας 4 εβδομάδων στη συγκέντρωση διάφορων αντιοξειδωτικών ενζύμων και στη λιπιδική υπεροξείδωση. Το δείγμα της έρευνας αποτέλεσαν 12 απροπόνητα παιδιά περίπου 8 ετών, τα οποία συμμετείχαν σε πρόγραμμα εκμάθησης κολύμβησης δύο φορές την εβδομάδα για ένα διάστημα τεσσάρων εβδομάδων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, παρουσιάστηκε ενεργοποίηση των αντιοξειδωτικών μετά το πέρας του προγράμματος κολύμβησης, αλλά μόνο η συγκέντρωση της δισμουτάσης του υπεροξειδίου (SOD) αυξήθηκε σημαντικά, καθώς η αύξηση της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης (GPx) δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Η επίδραση της άσκησης στην λιπιδική υπεροξείδωση ήταν επίσης σημαντική, καθώς η συγκέντρωση των ενώσεων που αντιδρούν με το θειοβαρβιτουρικό οξύ (TBARS) παρουσίασε μείωση, γεγονός που καταδεικνύει τη μειωμένη οξειδωτική βλάβη εκφραζόμενη μέσω της λιπιδικής υπεροξείδωσης και τις ευεργετικές δράσεις της κολυμβητικής άσκησης σε παιδιά προεφηβικής ηλικίας. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, η κολύμβηση θεωρείται άθλημα αντοχής καθώς ενεργοποιείται κυρίως ο αερόβιος μηχανισμός παραγωγής ενέργειας λόγω της διάρκειας της άσκησης. Παρόλα αυτά τα αγωνίσματα στα οποία καλούνται να συμμετέχουν οι αθλητές στις αγωνιστικές τους δραστηριότητες ενεργοποιούν και τον αναερόβιο γλυκολυτικό μηχανισμό. Βασιζόμενοι πάνω σε αυτήν την ιδιαιτερότητα της κολύμβησης, ερευνητές προσπάθησαν να μελετήσουν την επίδραση της αναερόβιας και αερόβιας άσκησης, χρησιμοποιώντας ως πρωτόκολλο άσκησης εκτέλεση συγκεκριμένης απόστασης ικανής να ενεργοποιήσει τον κάθε μηχανισμό ανάλογα με τη διάρκεια και την ένταση της επιβάρυνσης (Inal, Akyüz, Turgut & Getsfrid, 2001). Συγκεκριμένα εννέα αθλητές (5 αγόρια και 4 κορίτσια) εκτέλεσαν μέγιστη προσπάθεια στα 100 m ελεύθερης κολύμβησης, ενεργοποιώντας τον αναερόβιο μηχανισμό παραγωγής ενέργειας, και δέκα αθλητές (6 αγόρια και 4 κορίτσια) κολύμπησαν 800 m μέγιστης προσπάθειας, ενεργοποιώντας τον αερόβιο μηχανισμό παραγωγής ενέργειας. Δείγματα αίματος λήφθηκαν πριν από την προσπάθεια, καθώς και μετά από 1 min, 20 min και 40 min, με σκοπό να προσδιοριστεί η συγκέντρωση του γαλακτικού οξέος και η δράση των αντιοξειδωτικών ενζύμων καταλάση

28 28 (CAT) και υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (GPx), καθώς και το αντιοξειδωτικό υπόστρωμα ανηγμένη μορφή της γλουταθειόνης (GSH). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η συγκέντρωση των αντιοξειδωτικών ενζύμων CAT και GPx αυξήθηκε μετά και από τις δύο μορφές άσκησης, με σημαντικότερη αυτή μετά από την προσπάθεια στα 100 m και υψηλότερη τιμή 1 min μετά την άσκηση, επιστρέφοντας η συγκέντρωση προς τις τιμές ηρεμίας στα 40 min για την προσπάθεια των 800 m. Όσον αφορά στο αντιοξειδωτικό υπόστρωμα GSH, η συγκέντρωσή του παρουσίασε σημαντική μείωση 1 min μετά και από τις δύο μορφές άσκησης. Παρόλο που η συγκέντρωσή της επέστρεψε στις τιμές ηρεμίας 40 min μετά από τα 800 m κολύμβησης, δεν παρουσιάστηκε η ίδια δραστηριότητα μετά την προσπάθεια των 100 m. Η συγκέντρωσή της ήταν σημαντικά χαμηλότερη στα 20 min μετά την προσπάθεια των 100 m σε σύγκριση με αυτή των 800 m, παρόλο που υπήρχε ανοδική τάση των τιμών της, ενώ επίσης δεν επέστρεψε στις τιμές ηρεμίας 40 min μετά την άσκηση, όπως πραγματοποιήθηκε για την προσπάθεια των 800 m. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τις τιμές των αντιοξειδωτικών ενζύμων 40 min μετά από την προσπάθεια των 100 m, οδήγησε τους συγγραφείς στο συμπέρασμα ότι η παραγωγή των ελευθέρων ριζών (ROS) ήταν μεγαλύτερη της αντιοξειδωτικής ικανότητας, προσφερόμενη από τα αντιοξειδωτικά ένζυμα και υποστρώματα, μετά από την αναερόβια άσκηση. Επίσης επισημαίνεται ότι η υπεροχή της δράσης των αντιοξειδωτικών μετά από την αερόβια άσκηση είναι πιθανόν να αποκτήθηκε λόγω της προπόνησης που πραγματοποιούσαν οι κολυμβητές. Οι Santos-Silva και συν. (2001) με εργασία τους βασισμένη σε εφήβους, προσπάθησαν να διερευνήσουν τη διαφοροποίηση της αντιοξειδωτικής κατάστασης κολυμβητών και μη αθλουμένων. Το δείγμα της έρευνας αποτέλεσαν 40 κολυμβητές εφηβικής ηλικίας με τουλάχιστον 20 ώρες προπόνησης κάθε εβδομάδα, καθώς επίσης και 42 μαθητές με φυσική δραστηριότητα 2-4 ωρών κάθε εβδομάδα στο πλαίσιο του προγράμματος φυσικής αγωγής, γεγονός που υποδηλώνει τη μεγάλη διαφοροποίηση στη φυσική δραστηριότητα των δύο ομάδων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, οι αθλητές κολύμβησης ήταν περισσότερο εκτεθειμένοι στην οξειδωτική βλάβη και συγκεκριμένα στη λιπιδική υπεροξείδωση, καθώς τα επίπεδα των TBARS των κολυμβητών ήταν περισσότερο αυξημένα σε σχέση με αυτά των ασκουμένων με το πρόγραμμα γυμναστικής, ενώ η ολική αντιοξειδωτική ικανότητα (TAC) κυμάνθηκε σε παρόμοια επίπεδα και για τις δύο ομάδες. Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξαν ήταν ότι οι έφηβοι κολυμβητές ήταν περισσότερο εκτεθειμένοι στο οξειδωτικό στρες λόγω της παραγωγής ROS κατά την έντονη άσκηση

29 29 που πραγματοποιούσαν με το κολυμβητικό πρόγραμμα, γεγονός που επηρέαζε την οξειδοαναγωγική ισορροπία. Εκτός από το είδος και το επίπεδο της προπόνησης, έχει γίνει προσπάθεια από ερευνητές να μελετήσουν και την επίδραση του περιβάλλοντος και των ερεθισμάτων του στην οξειδοαναγωγική κατάσταση κολυμβητών (Varraso et al., 2002). Μελετώντας τα σημαντικότερα αντιοξειδωτικά ένζυμα όπως η CAT, η SOD και η GSH-Px, καθώς και της ολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας στο πλάσμα του αίματος και η απάντησή τους μετά από έκθεση σε χλωριωμένο περιβάλλον σε συνδυασμό με την προπονητική διαδικασία, διαπιστώθηκε ότι υπήρξε αύξηση της συγκέντρωσης δύο εκ των τριών αντιοξειδωτικών ενζύμων (GSH-Px και SOD), από τα οποία μόνο η μεταβολή στη συγκέντρωση της SOD σχετίστηκε και με την έκθεση σε χλωριωμένο περιβάλλον και με την προπονητική διαδικασία. Το συμπέρασμα της συγκεκριμένης μελέτης ήταν και η προπόνηση αλλά και η έκθεση σε χλωριωμένο περιβάλλον αποτελούν οξειδωτικό ερέθισμα για τον οργανισμό των αθλητών. Την ευεργετική δράση της άσκησης απέδειξαν με εργασία τους οι Ookawara και συν. (2003), καθώς μελέτησαν την επίδραση της κολύμβησης και του τρεξίματος σε τρεις διαφορετικές μορφές της SOD. Στην έρευνα συμμετείχαν 18 άτομα (9 κολύμβηση & 9 τρέξιμο) ηλικίας ετών και το πρωτόκολλο που ακολουθούσαν αποτελούνταν από 2 ώρες καθημερινή προπόνηση με συχνότητα 5 ημέρες ανά εβδομάδα για διάστημα τριών μηνών σε ένταση περίπου 80-90% της μέγιστης καρδιακής συχνότητας. Η μελέτη της προπονητικής επιβάρυνσης και της βελτίωσης που προήλθε από αυτή, ελέγχθηκε μέσω ενός πρωτοκόλλου κόπωσης αυξανόμενης επιβάρυνσης και έντασης σε κυκλοεργόμετρο, πριν από την προπονητική διαδικασία των τριών μηνών και μετά από αυτή. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα και τα δύο προπονητικά προγράμματα βελτίωσαν τη μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (VO 2 max), αύξησαν τη συγκέντρωση του πλάσματος και του αιματοκρίτη, καθώς επίσης αύξησαν και τη μέγιστη καρδιακή συχνότητα. Όσον αφορά στην αντιοξειδωτική ικανότητα των αθλητών, εκτός από τις τρεις μορφές της SOD, μελετήθηκε και η συγκέντρωση της μηλονικής διαλδεϋδης (MDA), ως δείκτης της λιπιδικής υπεροξείδωσης, η οποία βρέθηκε να είναι σημαντικά αυξημένη μετά τον έλεγχο του δεύτερου τεστ κοπώσεως, σε σύγκριση με την αρχική της τιμή. Τα αποτελέσματα για τις τρεις μορφές της SOD παρουσίασαν διαφοροποιήσεις ως προς την απόκρισή τους. Ενώ για την CuZn-SOD δε διαπιστώθηκε σημαντική μεταβολή πριν και μετά το προπονητικό πρόγραμμα, η Mn-SOD αυξήθηκε σημαντικά κατά τη μέτρηση του πρωτοκόλλου

30 30 κόπωσης που πραγματοποιήθηκε έπειτα από την προπονητική διαδικασία, γεγονός που δεν εμφανίστηκε πριν από την προπονητική διαδικασία. Ωστόσο, η συγκέντρωση της EC-SOD παρουσίασε σημαντικότερες διαφοροποιήσεις. Η αρχική της συγκέντρωση, πριν το δεύτερο πρωτόκολλο κόπωσης, ήταν μειωμένη σε σύγκριση με την αρχική τιμή του πρώτου πρωτοκόλλου κόπωσης, καθώς επίσης εμφάνισε αυξημένη συγκέντρωση μετά το πέρας του δεύτερου πρωτοκόλλου κόπωσης σε σύγκριση με την αρχική της τιμή. Τα παραπάνω αποτελέσματα για τις συγκεντρώσεις των τριών μορφών της SOD σε συνδυασμό με τη μειωμένη δραστηριότητα ενός σημαντικού οξειδωτικού, του ανιόντος.- του υπεροξειδίου (O 2 ), μετά από το πέρας του δευτέρου πρωτοκόλλου κόπωσης, οδήγησαν τους ερευνητές στο συμπέρασμα ότι το πρόγραμμα βελτίωσης της αερόβιας ικανότητας μπορεί να προσφέρει προστασία στον οργανισμό των αθλουμένων από την οξειδωτική βλάβη. Τα παραπάνω αποτελέσματα δε βρίσκουν την ίδια απάντηση σε όλες τις μελέτες που ασχολούνται με την κολύμβηση και το οξειδωτικό στρες. Συγκεκριμένα, οι Cavas & Tarhan (2004) μελέτησαν την επίδραση της λήψης αντιοξειδωτικών βιταμινών στην οξειδοαναγωγική κατάσταση προέφηβων κολυμβητών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά τους, οι κολυμβητές που ακολούθησαν προπονητικό πρόγραμμα μέτριας έντασης για ένα μήνα (4 προπονήσεις ανά εβδομάδα και περίπου 2,5 km ανά προπόνηση) και δε λάμβαναν τα συμπληρώματα βιταμινών, παρουσίασαν οξειδωτική βλάβη εκφραζόμενη μέσω της λιπιδικής υπεροξείδωσης, καθώς η συγκέντρωση της MDA ήταν υψηλότερη σε σύγκριση με αυτούς που λάμβαναν τα συμπληρώματα. Επιπρόσθετα, η συγκέντρωση των αντιοξειδωτικών ενζύμων SOD και GSH-Px ήταν σημαντικά χαμηλότερη μετά από την προπονητική διαδικασία σε αυτούς που δε λάμβαναν τις βιταμίνες, οδηγώντας τους ερευνητές στο συμπέρασμα ότι προπονητική διαδικασία μέτριας έντασης μπορεί να προκαλέσει οξειδωτική βλάβη σε προέφηβους κολυμβητές εάν δε λαμβάνουν τα απαραίτητα συμπληρώματα βιταμινών. Μειωμένη δράση των αντιοξειδωτικών ενζύμων και πρωτεϊνών μετά από έντονη κολυμβητική άσκηση, βρέθηκε μετά από μελέτη των Koury και συν. (2004). Στη συγκεκριμένη έρευνα μελετήθηκαν δείγματα αίματος τα οποία λήφθηκαν περίπου ώρες μετά από αγωνιστική επιβάρυνση των αθλητών, στα αγωνίσματα της ειδίκευσής τους. Η σύγκριση έγινε μεταξύ τριαθλητών, οι οποίοι πραγματοποίησαν αγώνα υψηλής αερόβιας επιβάρυνσης, αθλητών στίβου και κολύμβησης με ειδίκευση στις ταχύτητες (υψηλής και χαμηλής αναερόβιας επιβάρυνσης αντίστοιχα). Σύμφωνα με τα