ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας Διατροφής Π.Μ.Σ. Εφαρμοσμένης Διαιτολογίας- Διατροφής

ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας Διατροφής Π.Μ.Σ. Εφαρμοσμένης Διαιτολογίας- Διατροφής Μεταπτυχιακή Διατριβή Σιδερής Ανδρέας «Επίδραση διατροφικής πρόσληψης κατά τη διάρκεια προετοιμασίας μεταβατικής περιόδου εφήβων ποδοσφαιριστών σε δείκτες οξειδωτικού στρες» Τριμελής επιτροπή Νομικός Τζώρτζης Αντωνοπούλου Σμαραγδή Σωτηρόπουλος Αριστομένης Επίκουρος Καθηγητής Καθηγήτρια Αναπληρωτής Καθηγητής (Επιβλέπων) Αθήνα 2014

Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας Διατροφής Π.Μ.Σ. Εφαρμοσμένης Διαιτολογίας- Διατροφής Μεταπτυχιακή Διατριβή Σιδερής Ανδρέας «Επίδραση διατροφικής πρόσληψης κατά τη διάρκεια προετοιμασίας μεταβατικής περιόδου εφήβων ποδοσφαιριστών σε δείκτες οξειδωτικού στρες» Τριμελής επιτροπή Νομικός Τζώρτζης Αντωνοπούλου Σμαραγδή Σωτηρόπουλος Αριστομένης Επίκουρος Καθηγητής Καθηγήτρια Αναπληρωτής Καθηγητής (Επιβλέπων) Αθήνα 2014 [2]

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω τον κ. Νομικό Τζώρτζη για την πολύτιμη καθοδήγηση και στήριξη που μου παρείχε σε όλη τη διάρκεια της εκπόνησης της μεταπτυχιακής μου διατριβής. Τον ευχαριστώ πάρα πολύ για τη συνέπεια του, το ήθος του καθώς και το σεβασμό προς το φοιτητή που έδειξε στο πρόσωπο μου και πράγματι πιστεύω ανεπιφύλακτα ότι τέτοιου είδους Πανεπιστημιακοί δάσκαλοι κοσμούν το Ελληνικό Πανεπιστήμιο. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω την κα. Αντωνοπούλου Σμαραγδή για τις γνώσεις που μου μετέδωσε κατά τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών καθώς επίσης και τον κ. Σωτηρόπουλο Αριστομένη για τις γνώσεις που μου μετέδωσε στα χρόνια των προπτυχιακών μου σπουδών στο Τ.Ε.Φ.Α.Α. Αθηνών. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τον υποψήφιο διδάκτορα κ. Κωτσή Ιωάννη, τον κ. Μαλαγάρη Ιωάννη και το μεταπτυχιακό φοιτητή κ. Λάμπρου Κωνσταντίνο για τη βοήθεια τους στη συλλογή των ανθρωπομετρικών και διατροφικών δεδομένων της μελέτης. [3]

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ευχαριστίες... 3 Λίστα πινάκων... 7 Λίστα σχημάτων... 9 Συντμήσεις... 10 Περίληψη... 13 Abstract... 15 1. Εισαγωγή... 16 1.1. Οξειδωτικό στρες... 16 1.1.1. Ορισμός οξειδωτικού στρες... 16 1.1.2. Περιγραφή οξειδωτικού στρες... 16 1.1.3. Δημιουργία ελευθέρων ριζών... 17 1.1.4. Βιολογικές δράσεις ελευθέρων ριζών... 18 1.1.5. Οξείδωση λιποειδών... 18 1.1.6. Οξείδωση πρωτεϊνών... 19 1.1.7. Οξείδωση νουκλεϊκών οξέων... 19 1.2. Αντιοξειδωτικά συστήματα... 20 1.2.1. Ενζυμικά αντιοξειδωτικά... 20 1.2.2. Μη ενζυμικά αντιοξειδωτικά... 22 1.2.3. Διαιτητικά αντιοξειδωτικά... 24 1.3. Μηχανισμοί άσκησης που προκαλούν το οξειδωτικό στρες... 26 1.3.1. Αυξημένη κατανάλωση οξυγόνου... 26 1.3.2. Γαλακτικό οξύ... 26 1.3.3. Οξείδωση κατεχολαμινών... 26 [4]

1.3.4. Μυϊκή βλάβη... 26 1.3.5. Ενεργοποίηση ασβεστίου... 27 1.4. Οξειδωτικό στρες και μυϊκή βλάβη... 28 1.5. Οξειδωτικό στρες και ασκησιογενείς προσαρμογές... 29 1.6. Διατροφικοί παράγοντες και οξειδωτικό στρες της άσκησης... 30 1.7. Διατροφή σε ποδοσφαιριστές... 33 2. Σκοπός μελέτης... 36 3. Μεθοδολογία... 37 3.1 Πρωτόκολλο μελέτης... 37 3.2. Πρόγραμμα άσκησης εθελοντών... 37 3.3. Εκτίμηση διατροφικών συνηθειών εθελοντών... 38 3.3.1. Ανάκληση εικοσιτετραώρου... 38 3.3.2. Ερωτηματολόγιο συχνότητας κατανάλωσης τροφίμων... 39 3.3.3. Υπολογισμός σκορ Μεσογειακής Διατροφής... 39 3.4. Επεξεργασία αίματος... 42 3.4.1 Απομόνωση ορού και πλάσματος από το αίμα... 42 3.4.2 Παραλαβή ερυθροκυττάρων... 42 3.5. Πρωτόκολλο ουρικού οξέος... 43 3.6. Πρωτόκολλο οξείδωσης ορού... 44 3.7. Μέτρηση δραστικότητας GPX-3... 45 3.8. Στατιστική ανάλυση... 47 4. Αποτελέσματα... 49 4.1. Περιγραφικά χαρακτηριστικά πληθυσμού της μελέτης... 49 [5]

4.2. Διατροφικά χαρακτηριστικά συμμετεχόντων συνολικά και στα 2 camps ποδοσφαίρου... 51 4.3. Μεταβολές δεικτών οξειδωτικού στρες κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας... 57 4.4. Συσχετίσεις δεικτών οξειδωτικού στρες με βιοχημικούς δείκτες πριν την έναρξη της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας... 59 4.5 Συσχετίσεις δεικτών οξειδωτικού στρες με δείκτες διατροφικής πρόσληψης πριν την έναρξη της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας... 59 4.6. Επίδραση της διατροφικής πρόσληψης στις μεταβολές των δεικτών οξειδωτικού στρες κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας... 61 5. Συζήτηση... 64 6. Βιβλιογραφία... 72 7. Παράρτημα... 86 [6]

ΛΙΣΤΑ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 3.1. Υπολογισμός της συχνότητας κατανάλωσης των 11 συγκεκριμένων ομάδων τροφίμων καθώς και οι τιμές που προκύπτουν για τον υπολογισμό του MedDietScore Πίνακας 3.2. Παρασκευή μίγματος αντίδρασης για GPX3 Πίνακας 3.3. Εισαγωγή διαλυμάτων για μέτρηση δραστικότητας GPX3 Πίνακας 4.1. Οι εθελοντές της μελέτης (συνολικά) Πίνακας 4.2. Ανθρωπομετρικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά δείγματος πριν από την έναρξη των 2 camps ποδοσφαίρου. Πίνακας 4.3. Ανθρωπομετρικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά δείγματος για κάθε camp ξεχωριστά ( Γλυφάδα, Κηφισιά ) πριν από την έναρξη της προετοιμασίας Πίνακας 4.4. Συχνότητα κατανάλωσης των τροφίμων (σε μερίδες/εβδομάδα) του ερωτηματολογίου συχνότητας κατανάλωσης τροφίμων των συμμετεχόντων στη μελέτη. Πίνακας 4.5. Συχνότητα κατανάλωσης βασικών ομάδων τροφίμων (σε μερίδες/εβδομάδα) των συμμετεχόντων στη μελέτη Πίνακας 4.6. Ημερήσιες προσλήψεις μακροθρεπτικών και μικροθρεπτικών συστατικών, όπως υπολογίστηκαν από τις ανακλήσεις 24ώρου για τους εθελοντές του camp της Γλυφάδας Πίνακας 4.7. Μεταβολές δεικτών οξειδωτικού στρες στο σύνολο των εθελοντών Πίνακας 4.8. Μεταβολές δεικτών οξειδωτικού στρες για τους εθελοντές που συμμετείχαν στο camp της Γλυφάδας Πίνακας 4.9. Μεταβολές δεικτών οξειδωτικού στρες για τους εθελοντές που συμμετείχαν στο camp της Κηφισιάς Πίνακας 4.10. Σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ δεικτών οξειδωτικού στρες και βιοχημικών δεικτών πριν την έναρξη της περιόδου προετοιμασίας Πίνακας 4.11. Συσχετίσεις δεικτών οξειδωτικού στρες με τρόφιμα πριν την έναρξη της προετοιμασίας Πίνακας 4.12. Συσχετίσεις δεικτών οξειδωτικού στρες με ομάδες τροφίμων διατροφικής πρόσληψης ποδοσφαιριστών πριν την έναρξη της προετοιμασίας [7]

Πίνακας 4.13. Συσχέτιση δεικτών οξειδωτικού στρες με μακροθρεπτικά και μικροθρεπτικά συστατικά όπως προέκυψαν από τις ανακλήσεις 24ώρου πριν από την έναρξη της περιόδου προετοιμασίας Πίνακας 4.14. Επίδραση ομάδων τροφίμων στις μεταβολές των δεικτών οξειδωτικού στρες Πίνακας 4.15. Επίδραση μακροθρεπτικών και μικροθρεπτικών συστατικών στις μεταβολές των δεικτών οξειδωτικού στρες [8]

ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 1.1 : Πιθανοί μηχανισμοί αυξημένης παραγωγής RONS σε σχέση με μια οξεία συνεδρία άσκησης Σχήμα 1.2 : Ασκησιογενής μυϊκή βλάβη και φλεγμονώδης απόκριση Σχήμα 4.1: Διάγραμμα αρνητικής συσχέτισης GPX3 (%) Λακτόζη Σχήμα 4.2: Διάγραμμα αρνητικής συσχέτισης GPX3 (%) Ασβέστιο Σχήμα 4.3: Διάγραμμα αρνητικής συσχέτισης GPX3 (%) Παντοθενικό οξύ Σχήμα 4.4: Διάγραμμα αρνητικής συσχέτισης Ουρικόυ οξέος (%) Λυκοπένιο [9]

ΣΥΝΤΜΗΣΕΙΣ ΑΤP ΑDP Τριφωσφορική αδενοσίνη Διφωσφορική αδενοσίνη α- ΤΟΗ Α-τοκοφερόλη Cu CRP CK CAT Co-Q10 Ca DNA Elisa Fe CuSO 4 GPX GSH GRX GR GSSG H 2 O 2 HOCl HO H 2 O HDL Χαλκός C-αντιδρώσα πρωτεΐνη Κρεατινική κινάση Καταλάση Συνένζυμο Q10 Ασβέστιο Δεοξυριβοζονουκλεϊνικό οξύ Ανοσοενζυμική μέθοδος προσρόφησης Σίδηρος Θειικός χαλκός Υπεροξειδάση γλουταθειόνης Γλουταθειόνη Γλουταρεδοξίνη Αναγωγάση γλουταθειόνης Δισουλφίδιο γλουταθειόνης οξειδωμένη γλουταθειόνη Υπεροξείδιο υδρογόνου Υποχλωριώδες οξύ Ρίζα υδροξυλίου Νερό Υψηλής πυκνότητας λιποπρωτεϊνη [10]

IL ICAM K Lagtime LDL MedDietScore Mn MPO MDA MUFA Mg NO Na NAD(P)H NOS Ιντερλευκίνη Μόριο διακυτταρικής προσκόλλησης Κάλιο Χρόνος αντίστασης του ορού στην οξείδωση Χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεΐνη Σκορ δείκτη προσκόλλησης στη Μεσογειακή διατροφή Μαγγάνιο Μυελοπεροξειδάση Μηλονοδιαλδεΰδη Μονοακόρεστο λιπαρό οξύ Μαγνήσιο Μονοξείδιο αζώτου Νάτριο Νικοτιναμίδο αδενίνο (φωσφορικό) δινουκλεοτίδιο Συνθάση οξειδίου του αζώτου 1 Ο Μονήρες οξυγόνο ONOO O 2 Ο 2 Υπεροξυνιτρώδες Ρίζα ανιόντος υπεροξειδίου Μοριακό οξυγόνο PDGF PRX PUFA ROS Αυξητικός παράγοντας αιμοπεταλίων Υπεροξυρεδοξίνη Πολυακόρεστο λιπαρό οξύ Δραστικές μορφές οξυγόνου RNS Δραστικές μορφές αζώτου [11]

RONS ROOH ROH SOD S Se TNF-a TRX TO VCAM VO 2 max XDH XOD Zn Δραστικές μορφές οξυγόνου-αζώτου Οργανικό υδροϋπεροξείδιο Αλκοόλη Δισμουτάση υπεροξειδίου Θείο Σελήνιο Παράγοντας νέκρωσης όγκων άλφα Θειορεδοξίνη Ρίζα τοκοφερόλης Μόριο αγγειακής κυτταρικής προσκόλλησης Μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου Αφυδρογονάση της ξανθίνης Οξειδάση της ξανθίνης Ψευδάργυρος [12]

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Εισαγωγή: Η καθημερινή προπόνηση που απαιτείται για ένα ομαδικό άθλημα παρατεταμένης διάρκειας και υψηλής έντασης όπως είναι αυτό του ποδοσφαίρου απαιτεί αυξημένη πρόσληψη ενέργειας και μάκρο-, μικροθρεπτικών συστατικών, τα οποία είναι απαραίτητα για την ομαλή ανάπτυξη του έφηβου αθλουμένου. Λίγες είναι οι μελέτες που έχουν εξετάσει την επίδραση των διατροφικών συνηθειών και σε άλλες παραμέτρους που συνοδεύουν την έντονη καθημερινή άσκηση και προπόνηση, όπως είναι το οξειδωτικό στρες, το οποίο αν και είναι φυσιολογική παράμετρος της άσκησης, όταν αυξηθεί υπερβολικά μπορεί να επηρεάσει την απόδοση του αθλουμένου. Σκοπός : Στη συγκεκριμένη μελέτη εκτιμήθηκε η διατροφική πρόσληψη Ελλήνων εφήβων αθλητών του ποδοσφαίρου, εξετάστηκε η επίδραση της σωματικής άσκησης κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας σε δείκτες οξειδωτικού στρες καθώς και η επίδραση της διατροφικής πρόσληψης στις μεταβολές των δεικτών οξειδωτικού στρες κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας. Μέθοδος: Το δείγμα της συγκεκριμένης μελέτης αποτελούσαν 56 έφηβοι αθλητές του ποδοσφαίρου, ηλικίας 16.8 + 2.7 έτη, οι οποίοι συμμετείχαν σε 2 διαφορετικά camps ποδοσφαίρου κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας. Στους δοκιμαζόμενους έγιναν λήψεις αίματος πριν την έναρξη και στο τέλος της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας για τον προσδιορισμό συγκεκριμένων δεικτών οξειδοαναγωγικής κατάστασης, όπως η δραστικότητα του ενζύμου υπεροξειδάση της γλουταθειόνης, του ουρικού οξέος και η αντίσταση του ορού στην οξείδωση. Για την αξιολόγηση της διατροφικής τους πρόσληψης οι έφηβοι ποδοσφαιριστές συμπλήρωσαν ερωτηματολόγιο συχνότητας κατανάλωσης τροφίμων καθώς και διατροφικές ανακλήσεις 24ώρου 5 ημερών. Αποτελέσματα: Η σωματική άσκηση κατά τη διάρκεια της μεταβατικής περιόδου προετοιμασίας δεν επέφερε μεταβολές στους δείκτες οξειδωτικού στρες. Η ενεργειακή πρόσληψη των έφηβων ποδοσφαιριστών ήταν χαμηλότερη από τις συστάσεις, η πρόσληψη πρωτεϊνών (18 % της συνολικής ενεργειακής πρόσληψης, 1.9 γρ. /κιλό σωματικού βάρους ) και των λιπών (36 %, 1.8 γρ. /κιλό σωματικού βάρους) ήταν πάνω από τις συστάσεις, ενώ η πρόσληψη υδατανθράκων (46 %, 5.3 γρ. / κιλό σωματικού βάρους ) ήταν χαμηλότερη από τις διεθνείς συστάσεις. Ο δείκτης προσκόλλησης στη Μεσογειακή Δίαιτα, MedDietScore, ήταν 29+4.5. Συμπεράσματα: Η πρόσληψη τροφίμων πλούσιων σε αντιοξειδωτικό περιεχόμενο όπως το ελαιόλαδο και τα λαχανικά αντιστέκεται στην αύξηση της GPX3 κατά τη διάρκεια της περιόδου [13]

προετοιμασίας ενώ το ίδιο παρατηρείται μεταξύ πρόσληψης λυκοπενίου και αύξησης ουρικού οξέος υποδεικνύοντας πιθανότατα ότι η πρόσληψη τροφίμων με ικανότητα δέσμευσης ελευθέρων ριζών μπορεί να αναστείλει την επαγόμενη από αυτές ενεργοποίηση αντιοξειδωτικών μηχανισμών κατά την περίοδο έντονης άσκησης. [14]

ABSTRACT Introduction: The daily training which required for a team sport prolonged duration and high intensity such soccer requires increased energy intake and macro-, micronutrients, which are essential for the normal development of the adolescent participant. Few studies have examined the effect of dietary habits and other parameters that accompany the intense daily exercise and training, such as oxidative stress, which is normal exercise parameter but when increase significantly can affect the participants performance. Purpose: In this study evaluated the nutritional intake of Greek adolescent soccer athletes, the effect of physical activity during the transition period οn markers of oxidative stress and the effect of dietary intake on changes in markers of oxidative stress during the transition period. Methods: The sample of the study consisted of 56 adolescent soccer athletes, aged 16.8 + 2.7 years, who participated in two different football camps during the transition period. Blood samples were collected before and after the end of transition period for the assessment of specific markers redox state, such as the activity of the enzyme glutathione peroxidase (GPX), uric acid (UA) and the resistance to oxidation of serum (lagtime). For the assessment of their nutritional intake adolescent soccer players completed a food frequency questionnaire and 24-hours dietary recalls for five days. Results : Physical activity during the transition period did not change the markers of oxidative stress. The energy intake of adolescent soccer players was lower than recommendations, protein intake (18 % of total energy intake, 1.9 g. / kg body weight ) and fat ( 36 %, 1.8 g. / kg body weight ) was above recommendations, while carbohydrate intake ( 46 %, 5.3 g. / kg body weight) was lower than the international recommendations. The index of adherence to Mediterranean Diet, MedDietScore, was 29 + 4.5. Conclusions: Food intake rich in antioxidant content such as olive oil and vegetables resists GPX3 increase during the preparation period and the same is observed between lycopene intake and increase of uric acid probably indicating that food intake with capacity to scavenge free radicals can inhibit the induced activation of these antioxidant mechanisms during intense exercise. [15]

1. Εισαγωγή 1.1. Οξειδωτικό στρες 1.1.1. Ορισμός οξειδωτικού στρες Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει ένας κοινά αποδεκτός ορισμός για το τι είναι οξειδωτικό στρες. Αρχικά για πρώτη φορά το 1985 το οξειδωτικό στρες ορίστηκε ως η διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ των οξειδωτικών και αντιοξειδωτικών μηχανισμών εις βάρος των τελευταίων με επακόλουθο την αυξημένη παραγωγή ελευθέρων ριζών (1). Στη συνέχεια το 2006 το οξειδωτικό στρες παρουσιάστηκε ως μία διαταραχή του οξειδοαναγωγικού ελέγχου και στη βιβλιογραφία χρησιμοποιήθηκε ο όρος οξειδοαναγωγικό στρες (2). Η παρουσία οξειδοαναγωγικού στρες υποδηλώνει μεγάλη αύξηση αναγωγικών μορίων όπως π.χ. υπερπαραγωγή αναγωγικών ισοδυνάμων NAD(P)H (νικοτιναμίδο- αδενίνο- (φώσφο) δινουκλεοτίδιο) τα οποία μέσα από επαναλαμβανόμενους κύκλους οξείδωσης και αναγωγής οδηγούν σε παραγωγή ριζών ανιόντος υπεροξειδίου ( Ο 2 ) και άλλων προ-οξειδωτικών μορίων (3). Ένα εξίσου σημαντικό χαρακτηριστικό του οξειδωτικού στρες είναι ότι δημιουργεί πρόβλημα στη λειτουργία των κυττάρων μέσω της οξείδωσης λιπιδίων, πρωτεϊνών και του DNA (4). Είναι γνωστό ότι κάτω από συνθήκες φυσιολογικής κυτταρικής λειτουργίας το ενδογενές αντιοξειδωτικό σύστημα σε συνδυασμό με τα εξωγενή αντιοξειδωτικά τα οποία προέρχονται από τη διατροφή προστατεύουν μικρομόρια και μακρομόρια από την οξειδωτική καταστροφή και τροποποίηση τους, εν αντιθέσει με καταστάσεις αυξημένου οξειδωτικού στρες όπου παρατηρείται κυτταρική καταστροφή και απόπτωση (5). Επομένως σε μακροχρόνιο επίπεδο αυτό το όποιο είναι πολύ σημαντικό να τονισθεί είναι ότι όταν πράγματι παρατηρείται καταστροφή αντιοξειδωτικών στοιχείων, για τα οποία θα αναφερθούμε στη συνέχεια, τότε μπορούμε με περισσότερη βεβαιότητα να μιλάμε για συνθήκες οξειδωτικού στρες. 1.1.2. Περιγραφή οξειδωτικού στρες Το οξειδωτικό στρες προκαλείται από την εμφάνιση ελευθέρων ριζών. Τα περισσότερα βιολογικά μόρια περιλαμβάνουν ζεύγη ηλεκτρονίων και για αυτό το λόγο θεωρούνται ως μη ρίζες (7). Ως ελεύθερη ρίζα ονομάζεται οποιαδήποτε ένωση με ένα ή περισσότερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια η οποία μπορεί να δράσει ως ανεξάρτητη ύπαρξη μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό. Επίσης οι ελεύθερες ρίζες έχουν πολύ υψηλή χημική δραστικότητα με αποτέλεσμα να μπορούν να συμμετέχουν σε πολλές οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις και να αντιδρούν με άλλα βιομόρια δεσμεύοντας από αυτά ηλεκτρόνια (από μόρια μη - ρίζες) και έτσι να επιτυγχάνουν επιπλέον δημιουργία ελευθέρων ριζών (6). [16]

Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία οι ελεύθερες ρίζες είναι δραστικές μορφές οξυγόνου (ROS) και δραστικές μορφές αζώτου (RNS) (7). Οι αρχικές ελεύθερες ρίζες που παράγονται από τα κύτταρα είναι το ανιόν υπέρ-υπεροξειδίου (Ο 2 ) και το μονοξείδιο του αζώτου ( ΝΟ ) (8). Συνολικά στην κατηγορία των ROS ανήκουν: η ρίζα ανιόντος υπεροξειδίου (Ο 2 ), η ρίζα υδροξυλίου ( ΗΟ ), η ρίζα λιποξυλίου (LO ), η ρίζα αλκοξειδίου (RO ), το όζον (Ο 3 ), το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η 2 Ο 2 ), το υδροϋπεροξείδιο (ROOH), η υδροϋπεροξειδική ρίζα (ΗΟΟ ), το λιποειδικό υδροϋπεροξείδιο (LOOH), το υποχλωριώδες οξύ (HOCΙ), η υπεροξειδική ρίζα (ROO ), η λιποειδική υπεροξειδική ρίζα (LOO ) και το μονήρες οξυγόνο ( 1 Ο) (9,10). Εκτός από τις ROS οξειδωτικό στρες προκαλούν και οι RNS. Ως νιτρωσικό στρες ορίζεται η αύξηση των S-νιτρωμένων ενώσεων, η οποία αύξηση ακολουθείται από μείωση των ενδοκυττάριων θειολών (- SH ). Η νίτρωση βιολογικών μορίων όπως είναι οι πρωτεΐνες και το DNA είναι μία φυσιολογική διαδικασία η οποία μπορεί να έχει ωφέλιμες αλλά και καταστροφικές επιδράσεις στη λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού. Από χημικής άποψης πρόκειται για μια ομοιοπολική τροποποίηση των μορίων στόχων η οποία μπορεί να οδηγήσει στην ενίσχυση ή στην απώλεια της λειτουργικότητας τους. Τα μόρια που επιφέρουν την παραπάνω διεργασία ονομάζονται δραστικές μορφές αζώτου (RNS). Στις RNS περιλαμβάνονται ενώσεις όπως : το + νιτρώδες ανιόν ( NO 2 ), το κατιόν νιτρονίου (NO 2 ), το οξείδιο του αζώτου (ΝΟ ), το διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ 2 ), το κατιόν νιτροσονίου (ΝΟ + ), το τριοξείδιο του αζώτου (Ν 2 Ο 3 ), το νιτροξύλιο (ΗΝΟ), το χλωρίδιο νιτρυλίου (CINO 2 ), οι S-νιτροσοθειόλες (RSNOs), το υπεροξυνιτρώδες (ΟΝΟΟ ) και το νιτροσοϋπεροξυκαρβονικό ανιόν (ΟΝΟΟCO 2 ). Επομένως η συσχέτιση μεταξύ ROS και RNS μέσω χημικής αντίδρασης ή λειτουργικής αλληλεπίδρασης είναι πολύ πιθανή και μπορεί να επιδεινώσει τις ήδη καταστροφικές επιδράσεις που προκαλούνται από τις δύο αυτές ομάδες ενώσεων ξεχωριστά. Επειδή λοιπόν σε πολλές περιπτώσεις το οξειδωτικό στρες σχετίζεται με το νιτρωσικό στρες στη βιβλιογραφία συνηθίζεται και η χρήση του όρου RONS (11). 1.1.3. Δημιουργία ελευθέρων ριζών Οι ελεύθερες ρίζες αποτελούν προϊόντα του φυσιολογικού κυτταρικού μεταβολισμού. Ανάλογα με το ρυθμό παραγωγής και απομάκρυνσης τους από τον ανθρώπινο οργανισμό μπορεί να είναι είτε ευεργετικές, είτε επιβλαβείς για την κυτταρική λειτουργία (14). Όσον αφορά την ευεργετική δράση των ROS αυτή παρατηρείται σε χαμηλές ή μέτριες συγκεντρώσεις τους, όπως σε περιπτώσεις κυτταρικού πολλαπλασιασμού, φλεγμονής, φαγοκυττάρωσης, μεταγραφής γονιδίων και κυτταρικής διαφοροποίησης. Από την άλλη πλευρά οι βλαβερές δράσεις των ROS [17]

μπορούν να επιφέρουν ιστική και κυτταρική βλάβη σε λιπίδια, πρωτεΐνες και νουκλεϊνικά οξέα και επίσης να επιτύχουν την αναστολή λειτουργίας ενζύμων που έχουν ενεργή συμμετοχή στη μεταφορά ηλεκτρονίων στη μιτοχονδριακή αλυσίδα με συνεπακόλουθο αποτέλεσμα την προβληματική λειτουργία της μιτοχονδριακής αναπνοής (15). Όσον αφορά τις αντιδράσεις των RNS, το ΝΟ είναι η δραστικότερη RNS που παράγεται από τα κύτταρα (11). Από τη μία πλευρά είναι απαραίτητος μεσολαβητής για τη σωστή λειτουργία του ενδοθηλίου αλλά σε πολλές περιπτώσεις εξαιτίας της υψηλής δραστικότητας του ως προς άλλες ελεύθερες ρίζες το ΝΟ μπορεί να καταστεί εξαιρετικά επικίνδυνο (12). To NO παράγεται από τη συνθάση του ΝΟ (ΝΟS) μέσω της οξείδωσης της L-αργινίνης σε L- κιτρουλίνη και έχει την ικανότητα της γρήγορης διάχυσης μέσω των κυτταρικών μεμβρανών στο εσωτερικό του κυττάρου (13). 1.1.4. Βιολογικές δράσεις ελευθέρων ριζών Έχει παρατηρηθεί ότι οι RONS οδηγούν σε δυσλειτουργία του ενδοθηλίου (16). Ο σχηματισμός ROS οδηγεί σε οξείδωση της LDL, φλεγμονή και τελικά ρήξη της στιβάδας του ενδοθηλίου (17). Επίσης οι ROS συμβάλλουν στην αύξηση της έκφρασης των προ-φλεγμονωδών κυτταροκίνων, όπως οι IL-6, IL-8, IL-1 και TNF-a. Επίσης η αύξηση της ενδοκυττάριας παραγωγής ROS επηρεάζεται από την αύξηση της έκφρασης μορίων προσκόλλησης των λευκοκυττάρων (VCAM-1 και ICAM-1) (18). Ακόμα οι ROS εμπλέκονται και στη δημιουργία θρόμβων μέσω της δυνατότητας που έχουν να τροποποιούν συστατικά της πήξης του αίματος και να ενεργοποιούν τα αιμοπετάλια. Τέλος οι αυξημένες συγκεντρώσεις RONS καταστρέφουν λιποειδή, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα και σάκχαρα (3,19) με αποτέλεσμα να επηρεάζουν αρνητικά τη ρευστότητα των κυτταρικών μεμβρανών, τη μεταφορά ιόντων, την ενζυμική δραστικότητα και τις διασυνδέσεις των πρωτεϊνών μεταξύ τους. 1.1.5. Οξείδωση λιποειδών Τα λιποειδή και συγκεκριμένα οι διπλοί δεσμοί πάνω σε αυτά αποτελούν το συχνότερο και βασικότερο στόχο των ελευθέρων ριζών (9). Η διαδικασία αυτή ονομάζεται λιποειδική υπεροξείδωση και συμβάλλει στην καταστροφή της λειτουργίας των κυττάρων του ανθρώπινου οργανισμού. Ειδικότερα προκαλούνται αλλαγές στη ρευστότητα και τη διαπερατότητα των κυτταρικών μεμβρανών και με αυτό τον τρόπο τροποποιούνται αρνητικά οι δράσεις πρωτεϊνών και ενζύμων που βρίσκονται σε αυτές (19,21). Οι παραπάνω αλλαγές της φυσιολογικής [18]

λειτουργίας των κυτταρικών μεμβρανών οδηγεί σε ρήξη τους και σε διάχυση του κυτταρικού περιεχομένου (20). Εκτός από τα πολυακόρεστα λιπαρά οξέα (PUFA) των βιολογικών μεμβρανών και η χοληστερόλη των LDL μπορεί να υποστεί οξειδωτική τροποποίηση, σε αντίθεση με τις LDL που περιέχουν μεγάλες ποσότητες μονοακόρεστων λιπαρών οξέων (MUFA) οι οποίες είναι πιο δύσκολο να οξειδωθούν (22). 1.1.6. Οξείδωση πρωτεϊνών Οι ROS μπορούν να οδηγήσουν στη διάσπαση των πρωτεϊνών με αποτέλεσμα το σχηματισμό διαφοροποιημένων αμινοξέων (19). Σημαντικός στόχος των ROS είναι οι ομάδες θειόλης των πρωτεϊνών (3). Συγκεκριμένα, το H 2 O 2 που είναι ένα είδος ελεύθερης ρίζας οξυγόνου στοχεύει στις θειόλες που βρίσκονται στο ενεργό κέντρο των ενζύμων και με αυτόν τον τρόπο επιφέρει την οξείδωση τους. Επίσης το Η 2 Ο 2 αντιδρά με πρωτεΐνες που περιέχουν αίμη, όπως είναι η μυοσφαιρίνη, με αποτέλεσμα την απελευθέρωση σιδήρου (Fe) και το σχηματισμό αιμοσιδηρίνης έχοντας ως επακόλουθο την αύξηση του ρυθμού οξείδωσης. Το HOCI που είναι ένα προ-οξειδωτικό μόριο οξειδώνει τα κατάλοιπα λυσίνης, κυστεΐνης, τυροσίνης. τρυπτοφάνης και φαινυλαλανίνης (3). Από την άλλη πλευρά οι RNS έχουν το χαρακτηριστικό της καταστροφής του DNA και επιφέρουν απόπτωση και αστάθεια του γονιδιώματος. Όσον αφορά τις πρωτεΐνες στόχους των RNS, οι πρωτεΐνες του κυτταρικού σκελετού και οι πρωτεΐνες του πλάσματος, όπως η αλβουμίνη, είναι οι βασικότεροι στόχοι τους. 1.1.7. Οξείδωση νουκλεϊκών οξέων Η δημιουργία ελευθέρων ριζών μπορεί να καταστρέψει το DNA μέσω αλληλεπίδρασης των ROS με την αλυσίδα του DNA. Η ΗΟ έχει ισχυρή οξειδωτική δράση (20,24) διότι έχει την ικανότητα σύνδεσης στις νουκλεοτιδικές βάσεις με αποτέλεσμα την αποσύνθεση της αλυσίδας του DNA (20,25). Επίσης, η γουανίνη μία από τις βάσεις του DNA μπορεί να οξειδωθεί από το μονήρες οξυγόνο 1 Ο, το Η 2 Ο 2 και τη ρίζα ΗΟ, η οποία ρίζα επιφέρει οξείδωση του DNA. Οι παραπάνω τροποποιήσεις του DNA μπορούν να επιφέρουν μεταλλάξεις στον κυτταρικό κύκλο διότι κατά τη διάρκεια της μίτωσης οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης να μην μπορούν να αναστρέψουν τη λανθασμένη αντιγραφή του οξειδωτικά τροποποιημένου μορίου του DNA με αποτέλεσμα την αύξηση της πιθανότητας εμφάνισης χρόνιων παθήσεων και ασθενειών στο μέλλον (25). [19]

Συμπερασματικά ενώ οι ROS έχουν συγκεκριμένες βλαβερές επιδράσεις όπως προαναφέραμε, από την άλλη πλευρά η παραγωγή τους έχει και οφέλη στη λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού. Συγκεκριμένα ο σχηματισμός ROS είναι απαραίτητος για τη διατήρηση της ομοιόστασης του οξυγόνου και της φυσιολογικής λειτουργίας του αερόβιου μεταβολισμού (18,25). Ακόμα η παραγωγή ROS από τα φαγοκύτταρα μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται μικροβιακή φαγοκυττάρωση ενισχύει τη σωστή λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος και επιφέρει την καταστροφή διάφορων μικροβιακών μικροοργανισμών. Επομένως όταν οι ROS βρίσκονται στις κατάλληλες συγκεντρώσεις ενεργοποιούν και συνεισφέρουν σε πολλά μονοπάτια μεταφοράς σημάτων μέσα στο κύτταρο (5,17,26). 1.2. Αντιοξειδωτικά συστήματα Εξαιτίας της αυξημένης παραγωγής ελευθέρων ριζών ο ανθρώπινος οργανισμός έχει αναπτύξει κάποια αντιοξειδωτικά συστήματα δηλαδή κάποιους εσωτερικούς μηχανισμούς απέναντι στις βλαβερές επιπτώσεις του οξειδωτικού στρες. Οι μηχανισμοί αυτοί διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: 1. Ενζυμικά αντιοξειδωτικά ( υπεροξειδικές δισμουτάσες - SOD, υπεροξειδάσες της γλουταθειόνης - GPXs, καταλάση - CAT, θειορεδοξίνη - TRX, γλουταρεδοξίνη - GRX, υπεροξυρεδοξίνη - PRX ) 2. Μη ενζυμικά αντιοξειδωτικά ( γλουταθειόνη GSH, ουρικό οξύ, συνένζυμο Q10, χολερυθρίνη ) 3. Διαιτητικά αντιοξειδωτικά ( βιταμίνη Ε, βιταμίνη C, β-καροτένιο ) 1.2.1. Ενζυμικά αντιοξειδωτικά Τα σημαντικότερα ένζυμα που συμμετέχουν σε ενδογενείς αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς στον ανθρώπινο οργανισμό είναι: α) Δισμουτάση του υπεροξειδίου (SOD) Η δισμουτάση του υπεροξειδίου αποτελεί την πρώτη γραμμή άμυνας απέναντι στις ρίζες υπεροξειδίου έχοντας την ικανότητα μετατροπής των Ο σε Η 2 Ο 2 και Ο 2. Η μετατροπή αυτή είναι πολύ σημαντική διότι οι Ο συμμετέχουν στο σχηματισμό των ΗΟ και επίσης αντιδρούν με το ΝΟ για το σχηματισμό ΟΝΟΟ (27). [20]

Οι δισμουτάσες του υπεροξειδίου υπάρχουν σε τρεις μορφές στα θηλαστικά. Οι SOD1 και SOD2 που βρίσκονται μέσα στο κύτταρο και η SOD3 που βρίσκεται στον εξωκυττάριο χώρο (28). Οι SOD είναι επίσης ένζυμα τα οποία περιέχουν μέταλλα στο ενεργό τους κέντρο έτσι ώστε να μπορούν να ολοκληρώνουν την καταλυτική διάσπαση των ριζών υπεροξειδίου. Η SOD1 βρίσκεται στο κυτοσόλιο και στην εσωτερική μεμβράνη του μιτοχονδρίου και χρειάζεται χαλκό (Cu) και ψευδάργυρο (Zn) ως συμπαράγοντες. H SOD2 βρίσκεται στη μήτρα του μιτοχονδρίου και χρησιμοποιεί μαγγάνιο (Μn) ως συμπαράγοντα, ενώ η SOD3 βρίσκεται στον εξωκυττάριο χώρο και χρειάζεται Zn και Cu ως συμπαράγοντες για να δράσουν έναντι των Ο. β) Υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (GPX) Μέχρι σήμερα έχουν εντοπιστεί πέντε είδη υπεροξειδασών της γλουταθειόνης στα θηλαστικά (GPX1-5) (29,30). Όλες αυτές οι μορφές των GPXs συμμετέχουν στο να καταλύουν την αναγωγή του H 2 O 2 ή του ROOH σε Η 2 Ο και ROH αντίστοιχα, χρησιμοποιώντας τη GSH ή σε ορισμένες περιπτώσεις τη TRX ή τη GRX ως δότη ηλεκτρονίων (31-33). Στην περίπτωση που η GSH είναι ο δότης του ηλεκτρονίου δίνει ένα ζευγάρι ιόντων υδρογόνου και μετατρέπεται σε GSSG. Η κάθε μία από τις μορφές των GPXs διαφέρει από τις άλλες όσον αφορά την ειδικότητα του υποστρώματος (π.χ. διαφορετικά είδη υδροϋπεροξειδίων) για να δράσουν και στη θέση τους εντός του κυττάρου (π.χ. κυτοσόλιο έναντι μιτοχόνδρια) (34). Επομένως με βάση το γεγονός ότι οι GPXs ανάγουν ένα μεγάλο φάσμα υδροϋπεροξειδίων (από το Η 2 Ο 2 μέχρι και σύνθετα οργανικά υδροϋπεροξείδια) καθιστούν την GPX ένα πολύ σημαντικό αντιοξειδωτικό του κυττάρου, η οποία μπορεί να προστατέψει το κύτταρο από την καταστροφή των μεμβρανικών λιπιδίων, πρωτεϊνών και νουκλεϊνικών οξέων που επιφέρουν οι ROS. γ) Καταλάση (CAT) H CAT συμμετέχει σε πολλές βιοχημικές διεργασίες αλλά ο κύριος ρόλος της είναι να μετατρέπει το H 2 O 2 σε Η 2 Ο και Ο 2. Η CAT βρίσκεται εντός του κυττάρου (35) και στο ενεργό κέντρο της ο Fe είναι ένας απαραίτητος συμπαράγοντας για τη δράση της (36,37). Παρά το γεγονός ότι η CAT και η GPX μοιράζονται κοινά υποστρώματα, η CAT έχει μια πολύ χαμηλότερη συγγένεια για το H 2 O 2 σε χαμηλές συγκεντρώσεις συγκριτικά με την GPX (35). δ) Θειορεδοξίνη (TRX) Γλουταρεδοξίνη (GRX) Η TRX στα θηλαστικά βρίσκεται σε 2 ισομορφές, αυτή που βρίσκεται στο κυτοσόλιο (TRX1) και αυτή που βρίσκεται στα μιτοχόνδρια (TRX2) (38). H TRX προστατεύει τον [21]

οργανισμό απέναντι στο οξειδωτικό στρες και ελέγχει την απόπτωση των κυττάρων. Το αντιοξειδωτικό σύστημα της TRX περιλαμβάνει τη TRX και την αναγωγάση της TRX (39). Επίσης η αναγωγάση της TRX σχετίζεται και με την ανακύκλωση της βιταμίνης C και επίσης η TRX προστατεύει τις πρωτεΐνες του ανθρώπινου οργανισμού από την οξειδωτική τους τροποποίηση. Η GRX στα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού βρίσκεται σε 3 διαφορετικές μορφές, στη GRX1, GRX2 και GRX5. Η GRX2 και GRX5 βρίσκονται στο χώρο των μιτοχονδρίων ενώ η GRX1 βρίσκεται στο κυτοσόλιο (40,41). Σε περιόδους οξειδωτικού στρες η GRX επιτελεί την προστασία και επιδιόρθωση των πρωτεϊνικών και μη θειολών (42). ε) Υπεροξυρεδοξίνη (PRX) Στα θηλαστικά υπάρχουν έξι ισομορφές της PRX (PRX1-6). H τοποθεσία τους μέσα στον κυτταρικό χώρο διαφέρει. Συγκεκριμένα οι PRX1, PRX2 και PRX6 βρίσκονται στο κυτοσόλιο, η PRX3 στα μιτοχόνδρια, η PRX4 στον εξωκυττάριο χώρο και η PRX5 στα μιτοχόνδρια και στα υπεροξυσώματα (43). Η PRX είναι μια υπεροξειδάση και έχει την ικανότητα αναγωγής των υδροϋπεροξειδίων και του ΟΝΟΟ με τη χρησιμοποίηση ηλεκτρονίων από θειόλες όπως η TRX (44). 1.2.2. Μη ενζυμικά αντιοξειδωτικά Μέσα στα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού υπάρχουν αρκετά μη ενζυμικά αντιοξειδωτικά τα οποία έχουν τη δυνατότητα να επιτελούν σημαντικές λειτουργίες. Ορισμένα από αυτά τα αντιοξειδωτικά είναι η GSH, το α-λιποϊκό οξύ, το ουρικό οξύ, η χολερυθρίνη, η αλβουμίνη και το συνένζυμο Q10 (45-47). α) Γλουταθειόνη (GSH), H GSH είναι ένα τριπεπτίδιο και είναι η πιο μεγάλη μη πρωτεϊνική θειόλη στα κύτταρα του ανθρώπινου οργανισμού (48). Η σύνθεση της GSH γίνεται στο ήπαρ και μέσω της κυκλοφορίας μεταφέρεται σε όλους τους ιστούς. Η συγκέντρωση της στα κύτταρα διαφέρει ανάλογα με το όργανο και την έκθεση του σε οξειδωτικά ή μη. Δηλαδή σε όργανα τα οποία είναι πιο ευάλωτα σε έκθεση από οξειδωτικά όπως π.χ. τα μάτια και το ήπαρ η συγκέντρωση της GSH είναι υψηλή ή επίσης στις μυϊκές ίνες τύπου Ι υπάρχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις της GSH κατά 400-600 % σε σύγκριση με τις ίνες τύπου ΙΙb (49). Η αντιοξειδωτική της δράση εκδηλώνεται είτε δρώντας ως δότης ατόμων υδρογόνου (50) και επομένως συμβάλλει στην αναγωγή των ROS, είτε μέσω της λειτουργίας της ως υπόστρωμα για την GPX επιφέροντας μείωση των H 2 O 2 και άλλων [22]

υπεροξειδίων (48). Μία ακόμη σημαντική δράση της GSH είναι ότι έχει τη δυνατότητα αναγωγής των βιταμινών C και Ε. Συγκεκριμένα η GSH μπορεί να επιφέρει μείωση της ρίζας της βιταμίνης C που προέρχεται από την ανακύκλωση της βιταμίνης Ε (51). β) Α-λιποϊκό οξύ Το α-λιποϊκό οξύ είναι ένα συστατικό του κυττάρου το οποίο έχει και αντιοξειδωτική λειτουργία. Το α-λιποϊκό οξύ είναι ένα φυσικό συστατικό το οποίο μπορεί να αποκτηθεί σε ικανοποιητικές ποσότητες μέσω της διατροφικής πρόσληψης από πολλές ομάδες τροφίμων (52,53). Το α-λιποϊκό οξύ συμμετέχει στις αντιδράσεις μεταφοράς θείου-οξυγόνου (S-O) και παρόλο τις μικρές ποσότητες συγκέντρωσης του στον ανθρώπινο οργανισμό έχει σημαντική αντιοξειδωτική δράση και παίζει πρωταρχικό ρόλο στη διαδικασία ανακύκλωσης της βιταμίνης C (54). γ) Ουρικό οξύ Η αντιοξειδωτική δράση του ουρικού οξέος καταγράφηκε για πρώτη φορά το 1960 και η ισχύς του ως αντιοξειδωτικό ενισχύθηκε από μελέτες που έγιναν από το 1980 και έπειτα. Τα ερευνητικά αποτελέσματα κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το ουρικό οξύ λειτουργεί ως δότης ηλεκτρονίων και επομένως αποτελεί έναν σημαντικό εκκαθαριστή HO και 1 O (55,56). Το ουρικό οξύ είναι ένα υποπροϊόν του μεταβολισμού των πουρινών και έχει την ικανότητα δέσμευσης ιόντων μετάλλων όπως ο Fe και ο Cu και να τα εμποδίζει στο να καταλύσουν τις ΟΗ μέσω της αντίδρασης του Fenton (57). Επίσης το ουρικό οξύ έχει την ικανότητα δέσμευσης και άλλων ιόντων μετάλλων που σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την υπεροξείδωση λιποειδών της LDL στο τοιχώματα των αγγείων (3). δ) Χολερυθρίνη Πρόκειται για ένα πολύ σημαντικό αναγωγικό παράγοντα ο οποίος θεωρείται ένα από τα ενδογενή αντιοξειδωτικά της λειτουργίας του ανθρώπινου οργανισμού. Στους ανθρώπους η χολερυθρίνη αποτελεί το τελικό προϊόν της διάσπασης της αίμης. Η χολερυθρίνη στα εξωκυττάρια υγρά είναι δεσμευμένη με την αλβουμίνη και μέσω αυτής της δέσμευσης της σε συνθήκες εργαστηρίου μπορεί να προστατέψει την οξειδωτική καταστροφή των πρωτεϊνών. Η χολερυθρίνη επίσης βρίσκεται σε δύο μορφές, στην ελεύθερη και στη συζευγμένη της μορφή. Οι δύο αυτές μορφές της χολερυθρίνης έχουν την ικανότητα αναγωγής της α-τοκοφερόλης (α-τοh) και με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνουν την αναστολή της λιποειδικής υπεροξείδωσης των LDL. Τέλος όταν η χολερυθρίνη βρίσκεται σε χαμηλές συγκεντρώσεις μέσα στο κύτταρο ασκεί την [23]

αντιοξειδωτική της δράση εν αντιθέσει με υψηλές συγκεντρώσεις της όπου την κάνουν τοξική για τον οργανισμό (3). ε) Αλβουμίνη Η αλβουμίνη είναι μία πρωτεΐνη που βρίσκεται στο πλάσμα και μαζί με άλλες πρωτεΐνες που βρίσκονται στο πλάσμα όπως π.χ. η τρανσφερίνη, η φερριτίνη και η σερουλοπλασμίνη εμπλέκονται στην απομάκρυνση και μεταφορά οξειδωτικών μετάλλων όπως π.χ. Cu και Fe, ενισχύοντας με αυτόν τον τρόπο την αντιοξειδωτική προστασία του οργανισμού. Επίσης η αλβουμίνη μεταφέρει το Cu που προσλαμβάνεται μέσω της διατροφής στο ήπαρ και από εκεί με τη βοήθεια της σερουλοπλασμίνης διαχέεται στους διάφορους ιστούς. Ακόμα η αλβουμίνη προστατεύει τον οργανισμό από ROS που δεν αποτελούν ρίζες όπως το HOCI (3). στ) Συνένζυμο Q10 H σύνθεση του συνένζυμου Q10 (ουβικινόνη) γίνεται στα κύτταρα και η παρουσία του είναι απαραίτητη στη διαδικασία της μεταφοράς ηλεκτρονίων στα μιτοχόνδρια (57). Σε συνθήκες αυστηρά εργαστηριακές το συνένζυμο Q10 λειτουργεί σαν μη ενζυμικό αντιοξειδωτικό εκκαθαρίζοντας ρίζες υπεροξειδίου και αναστέλλοντας την υπεροξείδωση των λιπιδίων (58). 1.2.3. Διαιτητικά αντιοξειδωτικά α) Βιταμίνη Α Η βιταμίνη Α ή αλλιώς ρετινόλη, είναι γνωστή για την αντιοξειδωτική της δράση. Πρόκειται για μια λιποδιαλυτή βιταμίνη που επιτελεί τις παρακάτω λειτουργίες στον ανθρώπινο οργανισμό. Προστατεύει τη λειτουργία των επιθηλιακών κυττάρων, είναι απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος και επίσης συμμετέχει στη καλή λειτουργία της όρασης. β) Βιταμίνη Ε Η βιταμίνη Ε ή αλλιώς α-τοκοφερόλη (α-τοη) είναι γνωστή για την αντιοξειδωτική της δράση (59). Πρόκειται για έναν ισχυρό εκκαθαριστή ριζών υπεροξειδίου και ιδιαίτερα προστατεύει τα πολυακόρεστα λιπαρά οξέα (PUFAs) και τις LDL από τη λιπιδική υπεροξείδωση τους (61). Μόρια της βιταμίνης Ε μπορούν να εντοπιστούν κυρίως στις διπλοστιβάδες φωσφολιποειδών και των κυτταρικών μεμβρανών. Η τοκοφερόλη (ΤΟΗ) επίσης έχει την ικανότητα δέσμευσης της LOO με αποτέλεσμα το σχηματισμό της ρίζας τοκοφερόλης (TO ). Με την παραπάνω μετατροπή της τοκοφερόλης σε ρίζα δεν σημαίνει ότι η τοκοφερόλη [24]

αχρηστεύτηκε αλλά αντιθέτως μπορεί να αναχθεί από άλλες αντιοξειδωτικές-αναγωγικές ουσίες όπως είναι η βιταμίνη C (ασκορβικό οξύ) που προσλαμβάνεται σε μεγάλο βαθμό από τη διατροφή, τη GSH που ανήκει στην αναγωγική ομάδα των θειολών, με τελικό αποτέλεσμα τον επανασχηματισμό του μορίου της τοκοφερόλης (ΤΟΗ) και τη συνέχεια της αντιοξειδωτικής του δράσης (60). Επίσης η βιταμίνη Ε παίζει κεντρικό ρόλο στη σύνθεση της αιμοσφαιρίνης και είναι υπεύθυνη για την ενεργοποίηση ενζύμων στα μιτοχόνδρια που βελτιώνουν την κατανάλωση οξυγόνου. γ) Βιταμίνη C H βιταμίνη C είναι μια υδατοδιαλυτή βιταμίνη η οποία έχει αντιοξειδωτική δράση λειτουργώντας ως εκκαθαριστής ελευθέρων ριζών και προστατεύει τη κυτταρική λειτουργία (62). Η βιταμίνη C παίζει σημαντικό ρόλο στο μεταβολισμό της γλυκόζης διότι είναι απαραίτητη για τη μετατροπή του πυροσταφυλικού οξέος σε ακέτυλο-coa. Η βιταμίνη C είναι σημαντική για τη φυσιολογική λειτουργία του νευρικού συστήματος και διευκολύνει την παραγωγή ενέργειας από το μυϊκό γλυκογόνο. Επίσης η βιταμίνη C συμβάλλει στην ανακύκλωση της βιταμίνης Ε ενισχύοντας έτσι την αντιοξειδωτική άμυνα του οργανισμού (63). Η βιταμίνη C επίσης προστατεύει τις LDL από την οξειδωτική τους τροποποίηση (64). δ) Σελήνιο (Se) Το Se είναι ένα απαραίτητο ιχνοστοιχείο το οποίο αποτελεί μέρος τουλάχιστον 25 σεληνοπρωτεϊνών όπως η GRX, η οποία όπως έχουμε προαναφέρει είναι ένα σημαντικό αντιοξειδωτικό ένζυμο το οποίο έχει την ικανότητα να εξουδετερώνει τις ROS (62). Σε περίπτωση όπου υπάρχει έλλειψη Se ή άλλων παραγόντων που επιφέρουν τη μείωση της προστατευτικής του δράσης, ROS κάνουν την εμφάνιση τους με αποτέλεσμα την εκκίνηση ενός καταρράκτη αντιδράσεων με αρνητικές επιπτώσεις στη φυσιολογική λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού (65). ε) Καροτενοειδή Τα καροτενοειδή ( α-καροτένιο, β-καροτένιο, λυκοπένιο, β-κρυπτοξανθίνη, λουτεΐνη ) συνεισφέρουν στην εκκαθάριση ROS και σε συνδυασμό με άλλες αντιοξειδωτικές βιταμίνες όπως η βιταμίνη C και Ε παίζουν κυρίαρχο ρόλο στην ενίσχυση της αντιοξειδωτικής άμυνας του ανθρώπινου οργανισμού (66). [25]

1.3. Μηχανισμοί άσκησης που προκαλούν το οξειδωτικό στρες 1.3.1. Αυξημένη κατανάλωση οξυγόνου Οι αυξημένες ενεργειακές ανάγκες κατά τη διάρκεια της άσκησης απαιτούν πολύ μεγαλύτερη κατανάλωση O 2 σε σύγκριση με καταστάσεις σωματικής ηρεμίας. Η διαρροή ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια της αναπνευστικής αλυσίδας έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία Ο 2 (67). H κατανάλωση O 2 σε ασκήσεις υψηλής έντασης μπορεί να είναι και κατά 20 φορές μεγαλύτερη απ ότι στην κατάσταση ηρεμίας. Eχει παρατηρηθεί ότι η παραγωγή ROS ενισχύεται σε συνθήκες χαμηλότερου ρυθμού πρόσληψης O 2 και μικρότερης παραγωγής ΑΤP σε σύγκριση με συνθήκες υψηλού ρυθμού κατανάλωσης O 2 και υψηλής παραγωγής ΑΤP. Επομένως η παραγωγή ROS ίσως να είναι μειωμένη σε συνθήκες υψηλής έντασης σωματικής άσκησης σε σύγκριση με καταστάσεις χαμηλότερου δυναμικού ενέργειας. 1.3.2. Γαλακτικό οξύ Η άσκηση και ιδιαίτερα όταν αυτή γίνεται σε εντάσεις που αντιστοιχούν πάνω από το αναερόβιο κατώφλι προκαλούν μεγάλη παραγωγή και συσσώρευση γαλακτικού οξέος. Το γαλακτικό οξύ που είναι το προϊόν που προέρχεται από την αναερόβια διάσπαση του γλυκογόνου και προκαλείται κάτω από συνθήκες υποξίας του ανθρώπινου οργανισμού έχει σημαντική αντιοξειδωτική δράση λειτουργώντας ως εκκαθαριστής των Ο 2 και ΟΗ (68). 1.3.3. Οξείδωση κατεχολαμινών Οι συγκεντρώσεις των κατεχολαμινών ( επινεφρίνης, νορεπινεφρίνης) κατά τη διάρκεια της άσκησης είναι αυξημένες και ως αποτέλεσμα του υψηλού ρυθμού οξείδωσης τους παρατηρείται αύξηση των ROS (69). 1.3.4. Μυϊκή βλάβη Η άσκηση ανάλογα με την ένταση, διάρκεια και συχνότητα εκτέλεσης της επιφέρει καταστροφή των ιστών με αποτέλεσμα την ενεργοποίηση φλεγμονωδών κυττάρων όπως είναι τα φαγοκύτταρα. Η είσοδος των φαγοκυττάρων στον τραυματισμένο ιστό παράγει ROS όπως το H 2 O 2 και έτσι προκαλείται καταστροφή του ιστού ώστε να ξεκινήσει η διαδικασία αναδιαμόρφωσης του (70). H άσκηση επίσης που επιφέρει μυϊκή βλάβη οδηγεί πολλές φορές σε καταστροφή πρωτεϊνών που περιέχουν Fe όπως είναι η αιμοσφαιρίνη με αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσης ελεύθερου Fe στην κυκλοφορία που ευνοεί το σχηματισμό ROS (71). [26]

1.3.5. Ενεργοποίηση ασβεστίου Η διαταραχή της ομοιόστασης του ασβεστίου (Ca) που συμβαίνει σε συνθήκες έντονης άσκησης όπου υπάρχει μικρή ποσότητα ΑΤP και υψηλές συγκεντρώσεις ADP έχει ως συνέπεια τη μετατροπή της αφυδρογονάσης της ξανθίνης ( ΧDH) σε οξειδάση της ξανθίνης (XOD). H XOD με τη σειρά της κατά τη διάρκεια της αποκατάστασης του οργανισμού μετά το τέλος της άσκησης αυξάνει την παραγωγή O2 (72). Κατά τη διάρκεια άσκησης VO 2 Μιτοχονδριακής μεταφοράς ηλεκτρονίων Κατεχολαμινών Προστανοειδών Ισχαιμίας/ επανα-οξυγόνωσης Οξειδάσης της ξανθίνης Εκτεταμένο τραύμα Διαταραχή πρωτεϊνών που περιέχουν σίδηρο Μετά την άσκηση Τραυματισμός μυϊκής ίνας Προστανοειδών Πρωτεόλυση Φλεγμονή Διαταραχή ομοιόστασης ασβεστίου Σχήμα 1: Πιθανοί μηχανισμοί αυξημένης παραγωγής RONS σε σχέση με μια οξεία συνεδρία άσκησης (8) [27]

1.4. Οξειδωτικό στρες και μυϊκή βλάβη Είναι γνωστό ότι κατά τη διάρκεια της μυϊκής βλάβης αυξάνεται κατά πολύ η παραγωγή ROS (73). Η αυξημένη κατανάλωση O 2 κατά τη διάρκεια υψηλής έντασης αερόβιας άσκησης κάνει την παραγωγή ROS στον ανθρώπινο οργανισμό αναπόφευκτη. Επίσης το 2-5 % του O 2 που καταναλώνεται στα μιτοχόνδρια δεν ανάγεται πλήρως με αποτέλεσμα την αύξηση της παραγωγής O 2 (74). Επομένως η διαρροή των O 2 υπάρχει και όταν τα μιτοχόνδρια βρίσκονται στη βασική τους κατάσταση και κατά τη διάρκεια της άσκησης (75). Επιπρόσθετα η μιτοχονδριακή παραγωγή ελευθέρων ριζών κατά τη διάρκεια της άσκησης δεν αποτελεί την κυριότερη αιτία της μυϊκής βλάβης και του καθυστερημένου μυϊκού πόνου διότι οι πλειομετρικές ασκήσεις που επιφέρουν μεγαλύτερη μυϊκή βλάβη είναι λιγότερο απαιτητικές σε οξυγόνο σε σύγκριση με τις ομόκεντρες συστολές που απαιτούν μεγαλύτερη κατανάλωση O 2 κατά την εκτέλεση τους (74). Το οξειδωτικό στρες που επιφέρει η υψηλής έντασης σωματική άσκηση μπορεί να οδηγήσει σε οίδημα, δυσλειτουργία των αγγείων και να αυξήσει κατά πολύ τη μυϊκή κόπωση. Οι μηχανικές φορτίσεις στο μυϊκό ιστό επιφέρουν φλεγμονώδη αντίδραση. Ταυτόχρονα με την πρόκληση ασκησιογενούς μυϊκής βλάβης το ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπινου οργανισμού αντιδρά άμεσα καθώς στην τραυματισμένη περιοχή αρχίζουν να εμφανίζονται αρχικά ουδετερόφιλα και στη συνέχεια μακροφάγα κύτταρα (77). Η δράση των παραπάνω κυττάρων είναι εξαιρετικά σημαντική διότι επιτυγχάνουν την έναρξη της διαδικασίας αποκατάστασης και επούλωσης του προσβεβλημένου μυϊκού ιστού (76). Η είσοδος των φαγοκυττάρων στον τραυματισμένο μυϊκό ιστό αυξάνει την παραγωγή ROS στη συγκεκριμένη περιοχή. Συνεπώς παρατηρείται αύξηση των ROS (H 2 O 2, O 2 ), οι οποίες ενισχύουν τη διάσπαση του τραυματισμένου ιστού έτσι ώστε να αρχίσει στη συνέχεια η διαδικασία αποκατάστασης του. Η συγκέντρωση των λευκοκυττάρων είναι μεγαλύτερη μετά από πλειομετρικές μυϊκές συστολές οι οποίες προκαλούν ασκησιογενή μυϊκή βλάβη (78). Ο τραυματισμένος μυϊκός ιστός επάγει την αύξηση στην κυκλοφορία του αίματος του αιμοπεταλιακού αυξητικού παράγοντα (PDGF) με αποτέλεσμα την ταχύτερη είσοδο των λευκοκυττάρων στο σημείο της μυϊκής βλάβης. Επίσης εξαιτίας της αυξημένης δραστικότητας των κυτταροκίνων IL-1, IL-8 και TNF-α έχουμε μεγαλύτερη εισχώρηση των ουδετερόφιλων στον προσβεβλημένο μυϊκό ιστό. Με την είσοδο των ουδετερόφιλων στον τραυματισμένο μυϊκό ιστό, τα ουδετερόφιλα αυξάνουν την κατανάλωση τους σε O 2. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την έναρξη της [28]

φαγοκυτταρικής δράσης των ουδετερόφιλων μέσω της ενεργοποίησης της οξειδάσης του NADP(H) των ουδετερόφιλων, με αποτέλεσμα το O 2 να μετατρέπεται αρχικά σε O 2 και στη συνέχεια σε H 2 O 2 (102). Καθώς όμως αυτές οι δύο μορφές O 2 δεν είναι ιδιαίτερα δραστικές για τον τραυματισμένο μυϊκό ιστό τα ουδετερόφιλα προκαλούν την ενεργοποίηση του ενζύμου μυελοπεροξειδάση (ΜPO). Η MPO συμβάλλει στη μετατροπή του H 2 O 2 σε HOCl, το οποίο έχει αυξημένη οξειδωτική δράση. Επομένως η είσοδος των ουδετερόφιλων ξεκινάει αμέσως μετά το τέλος της άσκησης και η οξειδωτική δράση των λευκοκυττάρων κορυφώνεται από τις πρώτες 24 ώρες και μέχρι τις 72 ώρες μετά τη λήξη αυτής. Στη συνέχεια κυριαρχεί η αντιφλεγμονώδης δράση των μακροφάγων που επιτυγχάνει την αύξηση της επούλωσης και της ανάπτυξης του προσβεβλημένου μυϊκού ιστού (101). Η αφαίρεση του τραυματισμένου ιστού επιτυγχάνεται μέσω της συνεργιστικής δράσης των ROS που παράγονται στην περιοχή του προσβεβλημένου ιστού και της αλληλεπίδρασης τους με τα ακόρεστα λιπαρά οξέα των κυτταρικών μεμβρανών που έχουν υποστεί τη μυϊκή βλάβη. Συνεπώς όσο περισσότερο καθυστερεί η παρεμπόδιση της ενεργοποίησης της δραστικότητας των ουδετερόφιλων και των μακροφάγων τόσο αναστέλλεται η διαδικασία επούλωσης και αποκατάστασης του μυϊκού ιστού (103). Σχήμα 2: Ασκησιογενής μυϊκή βλάβη και φλεγμονώδης απόκριση (109) 1.5. Οξειδωτικό στρες και ασκησιογενείς προσαρμογές Η σωματική άσκηση αφενός επιφέρει μια αύξηση της παραγωγής ROS αλλά αφετέρου προάγει πολύ σημαντικές ασκησιογενείς προσαρμογές ανάλογα με την ένταση, τη διάρκεια και τη συχνότητα εκτέλεσης της έχοντας ως απώτερο στόχο την ενίσχυση της άμυνας του ανθρώπινου [29]

οργανισμού και τη βελτίωση της αθλητικής απόδοσης. Προϊόντα υπεροξείδωσης λιπιδίων έχουν ανιχνευθεί στο αίμα αθλητών ύστερα από υψηλής έντασης σωματική άσκηση (104) καθώς επίσης και η αυξημένη παραγωγή ROS μετά από ένα μαραθώνιο δρόμο προκάλεσε οξειδωτικές τροποποιήσεις σε πρωτεΐνες, ένζυμα και νουκλεϊκά οξέα με αποτέλεσμα την ενίσχυση της βλάβης του DNA (105,106). Μία σημαντική προσαρμογή που επέφερε η άσκηση στους παραπάνω αθλητές είναι ότι μπορεί να εκθέσει τους ιστούς τους σε συνθήκες έντονου στρες με αποτέλεσμα τη δημιουργία μηχανισμών μείωσης των επιβλαβών συνεπειών των ROS (107). Για παράδειγμα οι πλειομετρικές συστολές που επιτυγχάνουν την αύξηση του μήκους των μυών επιφέρουν μεγαλύτερη μυϊκή βλάβη και μεγαλύτερη παραγωγή ROS σε σύγκριση με τις μειομετρικές και ισομετρικές συστολές. Η επιδιόρθωση της μυϊκής βλάβης στις ίνες αυτές τις κάνει πιο ανθεκτικές σε μελλοντικές προπονητικές επιβαρύνσεις με αποτέλεσμα λόγω των μεγαλύτερων αντοχών τους στην αύξηση τους μεγέθους τους και της δύναμης που μπορούν να ασκήσουν (108). Επίσης είναι καλά τεκμηριωμένο ότι η συχνή και επαναλαμβανόμενη έκθεση σε ερεθίσματα υψηλού δυναμικού ενέργειας επιφέρει μειωμένες τιμές των δεικτών και των συμπτωμάτων μυϊκής βλάβης σε σύγκριση με την αρχική έκθεση σε τέτοιου είδους προπονητικά ερεθίσματα (109,110). 1.6. Διατροφικοί παράγοντες και οξειδωτικό στρες της άσκησης Σε πάρα πολλές περιπτώσεις, αν όχι στην πλειονότητα τους, τα οφέλη στην υγεία που προέρχονται από την άσκηση ενισχύονται και από θετικές τροποποιήσεις στη διατροφική πρόσληψη. Η σχέση μεταξύ φλεγμονής και οξειδωτικού στρες έχει δημιουργήσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τα οφέλη των διατροφικών αντιοξειδωτικών στην υγεία και στην αθλητική απόδοση ως αποτέλεσμα των προσαρμογών της προπόνησης. Τα τελευταία χρόνια υπάρχει μια προσπάθεια να εξετασθεί η πιθανή επίδραση συγκεκριμένων αντιοξειδωτικών θρεπτικών συστατικών όπως π.χ. τροφές με βιταμίνη Ε, C πάνω στην επιρροή των RONS στη μυϊκή βλάβη, μυϊκή κόπωση, υπεροξείδωση λιπιδίων και γενικότερα στην κυτταρική βλάβη των πρωτεϊνών και του DNA κατά τη διάρκεια της άσκησης. Τα αποτελέσματα των μελετών είναι διφορούμενα καθώς δείχνουν ότι η χορήγηση αντιοξειδωτικών συμπληρωμάτων μπορεί ενδεχομένως να εξασθενήσει κάποια κυτταρικά σήματα τα οποία είναι ικανά να επιφέρουν σημαντικές προσαρμογές στον αγγειακό ιστό και στους σκελετικούς μύες (84,85). Επίσης αντί κάποιες θρεπτικές ουσίες να δρουν λόγω των ιδιοτήτων τους ως αντιοξειδωτικά σε υψηλές συγκεντρώσεις τους η α-τοκοφερόλη (βιταμίνη Ε) και το ασκορβικό οξύ (βιταμίνη C) δρουν ως προ-οξειδωτικά μόρια και με αυτόν τον τρόπο ενισχύουν παρά μειώνουν το σχηματισμό RONS (86). Τα αποτελέσματα των περισσότερων μελετών είναι αντικρουόμενα εξαιτίας των διαφορετικών πειραματικών σχεδιασμών των μελετών όσον αφορά [30]

τη διάρκεια και τη δοσολογία χορήγησης των διατροφικών αντιοξειδωτικών, τη διαφορετική διάρκεια και ένταση των διαφόρων προπονητικών προγραμμάτων, το είδος άσκησης των ασκουμένων καθώς και το διαφορετικό επίπεδο ασκουμένων σε κάθε μελέτη. H χορήγηση βιταμίνης C κατά τη διάρκεια δοκιμασίας άσκησης αντοχής με ένταση στο 60% της VO 2 max δεν επέφερε αλλαγές των συγκεντρώσεων των προ-φλεγμονωδών κυτταροκίνων IL-6 και των συγκεντρώσεων των τιμών της κορτιζόλης στο πλάσμα σε καλά προπονημένους άνδρες μετά το τέλος της άσκησης σε σύγκριση με όταν στα ίδια άτομα δεν είχε χορηγηθεί βιταμίνη C (87). H χορήγηση επίσης βιταμίνης C για 2 εβδομάδες σε ποσότητα 1000 mg/ημέρα πριν από άσκηση αντοχής, εντάσεως 60 % της VO 2 max, μετά το τέλος της δοκιμασίας άσκησης δεν επέφερε αλλαγές των τιμών της IL-6, μείωσε τις τιμές της κορτιζόλης και δεν επέφερε αλλαγές στις συγκεντρώσεις μηλονοδιαλδεΰδης (MDA) που είναι ένας ισχυρός δείκτης οξειδωτικού στρες (88). Σε μια άλλη μελέτη ο συνδυασμός 500 mg βιταμίνης C και 400 IU α- τοκοφερόλης κάθε ημέρα για 4 εβδομάδες πριν και 1 ημέρα μετά την άσκηση αντίστασης - δύναμης με ένταση που αντιστοιχούσε στο 50 % της μέγιστης παραγωγής έργου μείωσε τις τιμές της ΙL-6,ΙL-1, της C-αντιδρώσας πρωτεΐνης (CRP) καθώς και τις συγκεντρώσεις κορτιζόλης μετά το τέλος της άσκησης στα άτομα που τους είχε χορηγηθεί ο παραπάνω συνδυασμός διατροφικής πρόσληψης. Ως δείκτης οξειδωτικού στρες η συγκέντρωση στο πλάσμα των F2-ισοπροστάνων δεν άλλαξε σημαντικά μετά το τέλος της δοκιμασίας άσκησης στα παραπάνω άτομα ενώ αυξήθηκε σημαντικά στα άτομα που δεν τους είχε χορηγηθεί συνδυασμός βιταμίνης C και Ε (89). Επίσης η χορήγηση μέσω συμπληρωμάτων 250 mg βιταμίνης C, 10.000 IU β-καροτενοειδών, 200 IU α- τοκοφερόλης, 50 μg Se και 15 mg Zn, 3 εβδομάδες πριν από την εκτέλεση άσκησης διάρκειαςαντοχής με ένταση που αντιστοιχούσε στο 55% της VO 2 max σε μέτρια προπονημένους άνδρες δεν επέφερε αλλαγές στις συγκεντρώσεις των τιμών της IL-6, της CRP και του TNF-a μετά το τέλος της δοκιμασίας άσκησης (90). Κάποιες άλλες μελέτες εξέτασαν αν η επίδραση της χορήγησης βιταμίνης C και βιταμίνης Ε τροποποιεί τις αποκρίσεις των τιμών των κυτταροκίνων σε ασκήσεις τρεξίματος διότι ίσως με το τρέξιμο η αποτελεσματικότητα των διατροφικών αντιοξειδωτικών είναι διαφορετική εξαιτίας της αυξημένης δράσης των μιτοχονδρίων, της XOD και τις υψηλότερες τιμές μυϊκής βλάβης και RONS που απελευθερώνονται από τα μακροφάγα κύτταρα με το συγκεκριμένο αυτό είδος άσκησης. Σε μία από αυτές τις μελέτες η χορήγηση βιταμίνης C σε ποσότητες 400 mg/ ημέρα για 2 εβδομάδες πριν από διαλειμματική άσκηση τρεξίματος διάρκειας 1.5 ώρας μείωσε τις συγκεντρώσεις της IL-6 δύο ώρες μετά το τέλος της άσκησης ενώ δεν επέφερε αλλαγές των τιμών της CRP, της κορτιζόλης και της MDA (91). Επίσης μεγαλύτερη χορήγηση βιταμίνης C αλλά για μικρότερο χρονικό διάστημα, 1000 mg/ημέρα για 1 εβδομάδα πριν τη δοκιμασία 2.5 [31]

ωρών τρεξίματος στο 70 % της VO 2 max και 400 mg/ημέρα βιταμίνη C τρεις ημέρες μετά το τέλος της άσκησης, δεν επέφερε αλλαγές στις συγκεντρώσεις της IL-6, της κορτιζόλης και της MDA. Επίσης στην ίδια μελέτη δεν παρατηρήθηκε επίδραση της χορήγησης βιταμίνης C σε δείκτες μυϊκής βλάβης όπως ήταν η κρεατινική κινάση (CK) και η μυοσφαιρίνη μετά το τέλος της άσκησης τρεξίματος (92). Σε μια άλλη μελέτη εξετάστηκε η επίδραση της χορήγησης βιταμίνης Ε σε ποσότητα 400 IU/ ημέρα, 3 ημέρες πριν την εκτέλεση άσκησης τρεξίματος παρατεταμένης διάρκειας με ένταση στο 65-70 % της VO 2 max. Παρόλο που οι συγκεντρώσεις των προφλεγμονωδών IL-6 και της κορτιζόλης αυξήθηκαν κατά τη διάρκεια της άσκησης δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές σε σύγκριση με τα άτομα που δεν τους είχε χορηγηθεί βιταμίνη Ε, 3 ημέρες πριν τη δοκιμασία άσκησης (93). Συμπερασματικά μπορούμε να αναφέρουμε ότι η χορήγηση βιταμίνης C ή βιταμίνης Ε για 1 εβδομάδα ή λιγότερο δεν έχει κανένα αποτέλεσμα στο να μεταβάλλει τις φλεγμονώδεις αποκρίσεις που επιφέρει η άσκηση (92,93).Επίσης αποτελέσματα από κλινικές δοκιμές δείχνουν ότι η ελάχιστη περίοδος χορήγησης βιταμίνης C είναι 2 εβδομάδες, με ποσότητα χορήγησης 200mg/ ημέρα ώστε να υπάρξουν επαρκείς συγκεντρώσεις ασκορβικού οξέος στο πλάσμα (94). Επιπρόσθετα η βιοδιαθεσιμότητα της βιταμίνης C είναι σημαντικά μειωμένη σε δοσολογίες μεγαλύτερες από 200 mg/ ημέρα και για αυτό σε κάποιες μελέτες η χορήγηση μεγαλύτερων ποσοτήτων βιταμίνης C δεν επέφερε αλλαγές των αποκρίσεων των IL-6 και της κορτιζόλης ως επίδραση της άσκησης. Όσον αφορά τη χορήγηση βιταμίνης Ε, η χορήγηση της σε δόσεις των 400 IU είναι ανεπαρκής στο να επηρεάσει συγκεκριμένους δείκτες φλεγμονής και οξειδωτικού στρες ως αποτέλεσμα της άσκησης. Τα αποτελέσματα πολλών κλινικών δοκιμών υποστηρίζουν ότι ένα κατώφλι χορήγησης βιταμίνης Ε μεγαλύτερο από 600-800 IU είναι το πιο αποτελεσματικό στο να επιφέρει μείωση της φλεγμονής (95). Ακόμα η απορρόφηση της βιταμίνης Ε από τον ανθρώπινο οργανισμό είναι μεγαλύτερη όταν η διατροφική πρόσληψη είναι υψηλή σε διαιτητικό λίπος και για αυτό ίσως οι αθλητές αγωνισμάτων αντοχής εξαιτίας της χαμηλής σε λίπος διατροφικής τους πρόσληψης έχουν μειωμένη διαθεσιμότητα βιταμίνης Ε (96-98). Επομένως οι αθλητές ως ιδιαίτερη ομάδα του πληθυσμού λαμβάνοντας τις απαιτούμενες μέσω της φυσιολογικής διατροφικής τους πρόσληψης ποσότητες αντιοξειδωτικών θα έχουν οφέλη για τη βελτίωση της σωματικής και φυσικής τους κατάστασης διότι η χορήγηση μεγάλων δόσεων αντιοξειδωτικών βιταμινών C και Ε είναι αναποτελεσματική και σε πολλές περιπτώσεις βλαπτική για την υγεία τους (99,100). Συνεπώς περισσότερες και καλά σχεδιασμένες ερευνητικές μελέτες θα πρέπει να διενεργηθούν για να διαπιστωθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια εάν οι αθλητές [32]