Αθλητική Διατροφή Βιταμίνες, Ανόργανα Συστατικά, Ιχνοστοιχεία & Άσκηση Βασίλειος Σπ. Τράνακας ΜSc Διαιτολόγος- Διατροφολόγος, Καθ. Φυσικής Αγωγής & Αθλητισμού, Επιστ. συνεργάτης ΤΕΙ Κρήτης
Ρόλος βιταμινών - Ανόργανων συστατικών Οι βιταμίνες και τα ανόργανα συστατικά παίζουν σπουδαίο ρόλο στην: παραγωγή ενέργειας, νευρομυϊκή λειτουργία, σύνθεση αιμοσφαιρίνης, διατήρηση της ανάπτυξης και υγείας των οστών, επαρκή λειτουργία του ανοσοποιητικού, προστασία των ιστών του σώματος από οξειδωτικές φθορές, δόμηση και επιδιόρθωση των μυϊκών ιστών, κυρίως μετά την άσκηση, σύνθεση ορμονών
Συνοπτική παρουσίαση της επίδρασης των βιταμινών στις σχετικές με την αθλητική απόδοση λειτουργίες του οργανισμού Συνένζυµα Ενεργειακού Μεταβολισµού Νευρική Λειτουργία Σύνθεση αιµοσφαιρίνης Ανοσολογική λειτουργία Αντιοξειδωτική λειτουργία Μεταβολισµός οστών Θειαµίνη x x Ριβοφλαβίνη x x (x) Νιασίνη x x Πυριδοξίνη Β6 x x x x Φυλλικό x x Βιταµίνη Β12 x x Παντοθενικό οξύ Βιοτίνη x x Βιταµίνη C (x) x x Βιταµίνη Α x x Βιταµίνη D x Βιταµίνη E x x
Ρόλος βιταμινών - Ανόργανων συστατικών
Συνοπτική παρουσίαση της επίδρασης των βιταμινών στις σχετικές με την αθλητική απόδοση λειτουργίες του οργανισμού
Επίδραση της άσκησης στις απαιτήσεις βιταμινών- ιχνοστοιχείων Η άσκηση εντείνει πολλά από τα μεταβολικά μονοπάτια στα οποία οι βιταμίνες παίζουν σημαντικό ρόλο Η άσκηση πιθανόν να αυξάνει τις απώλειες Αυξημένες ανάγκες για επιδιόρθωση και διατήρηση των ιστών
Λειτουργούν ως «ενεργοποιητές» ενζύμων, όπως πχ. στην περίπτωση του πυροσταφυλικού. Ένα ένζυμο και μια βιταμίνη ενώνονται για να σχηματίσουν την ενεργοποιημένη μορφή του ενζύμου. Το ενεργοποιημένο ένζυμο δέχεται το υπόστρωμα και το διαιρεί σε δύο τμήματα, απελευθερώνοντας το ένζυμο και το συνένζυμο Βιταμίνες δράση
DRI s - Επάρκεια Τα DRI s καλύπτουν τους αθλητές εκτός εάν: παρουσιάζουν ανεπάρκειες - εμφανίζουν χαμηλές τιμές στις αποθήκες περιορίζουν την ενεργειακή πρόσληψη χρησιμοποιούν δραστικές μεθόδους απώλειας βάρους αποκλείουν από το διαιτολόγιο τους μια ή περισσότερες ομάδες τροφίμων πάσχουν από διατροφικές διαταραχές
Ανεπάρκεια βιταμινών Η διάγνωση έλλειψης ανεπάρκειας κάποιας βιταμίνης πραγματοποιείται με το συνδυασμό των παρακάτω: Εκτίμηση διαιτητικής πρόσληψης Βιοχημικές αιματολογικές μετρήσεις Αξιολόγηση κλινικών συμπτωμάτων Η πιθανότητα εκδήλωσης βιταμινικής ανεπάρκειας σε αθλητές αυξάνεται όταν η διαιτητική πρόσληψη είναι περιορισμένη.
Συμπληρώματα βιταμινών Τα συμπληρώματα βιταμινών χρησιμοποιούνται κυρίως ως πρακτική ασφαλείας. Συνήθως ακίνδυνη πρακτική* Οικονομικό κόστος *Υπερβολική πρόσληψη λιποδιαλυτών για μεγάλο χρονικό διάστημα Τοξικότητα.
Συμπληρώματα βιταμινών - Ανόργανων στοιχείων Δεν συνιστάται η χρήση μεμονωμένων ουσιών εκτός εάν συντρέχουν ειδικοί λόγοι (πχ Fe, φυλλικό) Γενικά δεν είναι χρήσιμα σε αθλητές που ακολουθούν ισορροπημένο διαιτολόγιο Βελτιώνουν την απόδοση σε αθλητές που παρουσιάζουν ανεπάρκειες Προτείνονται σε άτομα που δεν τους καλύπτει το RDA Υπερβολική πρόσληψη λιποδιαλυτών βιταμινών - τοξικότητα Παρατεταμένη υπερβολική πρόσληψη υδατοδιαλυτών βιταμινών μπορεί να είναι βλαβερή και να επιφέρει διατροφικές ανισορροπίες Προσοχή στις επιλογές τροφών και όχι σε συγκεκριμένα συμπληρώματα
Αντιοξειδωτικές βιταμίνες Βιταμίνη C, E, β- καροτένιο Προστατεύουν τις κυτταρικές μεμβράνες από οξειδωτικές βλάβες Χρόνια άσκηση: οξειδωτικό στρες λόγω αυξημένης κατανάλωσης Ο 2, όμως Βελτιώνει το αντιοξειδωτικό σύστημα Διφορούμενα τα αποτελέσματα ερευνών
Αντιοξειδωτικές βιταμίνες Τα μόρια οξείδωσης έχουν σημαντικό ρόλο όπως στο ανθρώπινο σώμα κυρίως σαν: σήματα προώθησης προσαρμοστικών μεταβολών συστατικά του ανοσοποιητικού συστήματος Η χορήγηση θα πρέπει να γίνεται με προσοχή ώστε να μην καταστέλλεται πιθανή ευεργετική δράση τους. Πιθανότατα είναι περισσότερο δικαιολογημένη κατά την απότομη αύξηση του stress (αύξηση όγκου προπόνησης)
Βιταμίνη C και άσκηση Χορήγηση βιταμίνης C (2 ώρες πριν από την άσκηση) δεν επηρεάζει τα επίπεδα δεικτών μυϊκής καταστροφής, καθυστερημένου μυϊκού πόνου, και υπεροξείδωσης των λιπιδίων (Thompson et al. 2001). H συμπληρωματική λήψη βιταμίνης C μπορεί να μειώσει τα επίπεδα καθυστερημένου μυϊκού πόνου (Clarkson & Thompson 2000) και την αποκατάσταση μετά από αερόβια άσκηση (90 λεπτά) (Thompson et al. 2001). Αποτελέσματα αρκετών ερευνών συγκλίνουν στην άποψη, πως η συμπληρωματική λήψη βιταμίνης C δεν αυξάνει την απόδοση.
Θεωρούμενα εργογόνα βοηθήματα ως συμπληρώματα Βιτ.- Ιχν. Βασιλικός πολτός - Δεν έχει εργογόνο αποτέλεσμα Συνένζυμο Q10 - θεωρήθηκε ότι καθυστερεί τη κόπωση - Δεν έχει αποδεδειγμένα εργογόνο αποτέλεσμα Gingeng - θεωρήθηκε ότι αναπτύσσει αντίσταση στο στρες, αυξάνει την απόδοση και επιταχύνει την αποκατάσταση - Δεν έχει εργογόνο αποτέλεσμα
Συμπερασματικά Η συμπληρωματική λήψη αντιοξειδωτικών ουσιών μπορεί να μειώσει τη δημιουργία ελευθέρων ριζών μετά από άσκηση που προκαλεί μυϊκή βλάβη. Ωστόσο, δεν είναι σαφές εάν αυτό αποτελεί σωστή πρακτική εξαιτίας των προσαρμογών που μπορεί να προκληθούν λόγω του οξειδωτικού στρες. Η συμπληρωματική λήψη αντιοξειδωτικών ουσιών δε βελτιώνει την απόδοση.
Ανόργανα στοιχεία - Ηλεκτρολύτες Κάλιο Νάτριο Χλώριο Σημαντικό ρόλο στο ισοζύγιο νερού καθώς και στην κατανομή του Μεταφορά συστατικών (αντλία Νa) Μεταφορά νευρικής ώσης Αγγειοδιαστολή αιμάτωση (Κ)
Ανόργανα στοιχεία - Ca Κυριότερες λειτουργίες: Μεταβολισμός οστών Πήξη αίματος Μεταφορά νευρικών ώσεων Μυϊκή συστολή- χαλάρωση Διατήρηση λειτουργικότητα κυτταρικών μεμβρανών Ενεργοποίηση ενζυματικών αντιδράσεων
Ομοιόσταση Ca Τα επίπεδα ασβεστίου στο πλάσμα καθορίζονται από την : Παραθορμόνη Βιταμίνη D Καλσιτονίνη Πρόσληψη σύμφωνα με τα DRI s (σε μερικές περιπτώσεις αυξημένη αλλά να μη ξεπερνά τις UL τιμές)
Οστική πυκνότητα Τριαδικό Σύνδρομο Γυναίκες αθλήτριες συνήθως παρουσιάζουν χαμηλή οστική πυκνότητα λόγω: Περιορισμού ενεργειακής πρόσληψης Διαταραγμένης διατροφικής συμπεριφοράς Δυσλειτουργίας κύκλου έμμηνου ρύσης Εμφάνιση καταγμάτων λόγω μηχανικής καταπόνησης
Απορρόφηση Ca Παρεμποδίζουν Φωσφόρος φωσφορικά άλατα Καφεΐνη Φυτικές ίνες - οξαλικά Προάγουν Βιταμίνη D Βιταμίνη C Γλυκόζη, λακτόζη Υψηλή πρόσληψη πρωτεΐνης Υψηλή πρόσληψη νατρίου
Απορρόφηση Ca Οιστρογόνα Τα οιστρογόνα αυξάνουν την εντερική απορρόφηση ασβεστίου Μειώνουν την απέκκριση Ca από τους νεφρούς (ούρα) Εμποδίζουν την επαναρρόφηση Ca από τα οστά
Ανόργανα στοιχεία - Fe Κύριες μορφές σιδήρου Φερριτίνη αιμοσιδηρίνη (αποθηκευμένος Fe σε σπλήνα, ήπαρ, μυελό οστών) Τρανσφερίνη Fe αίματος Αιμοσφαιρίνη μυοσφαιρίνη (αίμα- μυς) Πολύτιμο μέταλλο καλά προστατευμένο. Συνεχής ανακύκλωση του σιδήρου στο σώμα μικρές απώλειες (αθλητές διπλάσια) μικρή πρόσληψη
Ανόργανα στοιχεία - Fe
Ανόργανα στοιχεία - Fe Κυριότερες λειτουργίες: Σύνθεση αιμοσφαιρίνης- μυοσφαιρίνης - Μεταφορά οξυγόνου σε αίμα- μυς Συστατικό ενζυμικών συστημάτων αλυσίδα μεταφοράς e - - σύνθεση DNA Κατάλυση παραγωγής ελευθέρων ριζών Ο 2
Αθλητική (ψευδής) αναιμία Οι αθλητές (κυρίως αντοχής) είναι πιθανόν να παρουσιάζουν χαμηλά επίπεδα αιμοσφαιρίνης. Αυτό όμως συμβαίνει, λόγω: αύξησης του όγκου πλάσματος μετά από αερόβια έντονη προπόνηση αυξημένων απωλειών σιδήρου, καταστροφή των ερυθρών αιμοσφαιρίων Δεν θεωρείται παθολογική κατάσταση* *Προσοχή πιθανή ανεπάρκεια Β12, Φυλλικού οξέος. Προτείνεται περιοδικός βιοχημικός έλεγχος
Μέτρια έλλειψη Fe Η μέτρια έλλειψη σιδήρου συνήθως δεν προκαλεί σαφείς μεταβολές της αιματολογικής εικόνας. Ειδικότερα, διαπιστώνεται: περιεκτικότητας των σκελετικών μυών σε μυοσφαιρίνη δραστηριότητας σιδηρούχων ενζύμων οξειδωτικού μεταβολισμού αερόβιου μυϊκού μεταβολισμού
Αίτια έλλειψης Fe 1. Μειωμένη παροχή σιδήρου Ανεπαρκής πρόσληψη σιδήρου με την τροφή Μειωμένη εντερική απορρόφηση σιδήρου 2. Αυξημένες απώλειες σιδήρου Ούρα Τρανσφερίνη Μη- αθλητές (απώλεια σιδήρου 0,1 mg) Δρομείς αποστάσεων (απώλεια σιδήρου 0,2mg) Καταστροφή ερυθρών αιμοσφαιρίων Μηχανικός τραυματισμός κυτταρικής μεμβράνης Αφυδάτωση αιμοσυμπύκνωση Υπεροξείδωση μεμβράνης ερυθροκυττάρων (μείωση πλαστικότητας κυτταρικής μεμβράνης) Μυοσφαιρίνη Ιδρώτας Κόπρανα Εμμηνορρυσία 3. Διαταραχές της ερυθροποίησης στο μυελό των οστών
Εκτίμηση επιπέδων Fe Δύσκολη η εκτίμησης της συνολικής κατάστασης του Fe Διακυμάνσεις στις τιμές που δεν αντανακλούν την πραγματικά εικόνα παραμέτρων κατά την αφυδάτωση κατά την αύξηση όγκου πλάσματος Φερριτίνη σε καταστάσεις στρες (ασθένεια)
Σιδηροπενία στον αθλητισμό Μη- αναιμική έλλειψη σιδήρου - αυξημένη συχνότητα εμφάνισης σε αθλητές, ενώ η συχνότητα έκδηλης σιδηροπενικής αναιμίας είναι σαφώς μικρότερη. Ιδιαίτερα επιρρεπείς στην ανάπτυξη σιδηροπενικής κατάστασης είναι: οι δρομείς μεγάλων αποστάσεων και γενικότερα οι αθλητές που προπονούνται πολύωρα και συστηματικά Η συχνότητα εκδήλωσης σιδηροπενίας αλλά και η σοβαρότητά της είναι σαφώς αυξημένες στις αθλήτριες (έμμηνος ρύση) καθώς και κατά την εφηβεία. Ο βαθμός σιδηροπενίας των αθλητών αυξάνεται προοδευτικά κατά τη διάρκεια της ετήσιας προπονητικής και αγωνιστικής περιόδου και αντίστροφα βελτιώνεται κατά τη μεταβατική προπονητική περίοδο.
Κλινικά συμπτώματα σιδηροπενικής αναιμίας ευερεθιστικότητα πονοκέφαλος καταβολή ταχυκαρδία αίσθημα παλμών εύκολη κόπωση υπνηλία διαταραχή συγκέντρωσης στηθάγχη δύσπνοια ξηροδερμία ατροφική γαστρίτιδα εύθραυστα νύχια
Απορρόφηση Fe Προάγουν Βιταμίνη C Κιτρικό, ταρταρικό οξύ Πρωτεϊνικός παράγοντας κρέατος (MPF) Τρόφιμα με χαμηλό ph (οξέα) Παρεμποδίζουν Φυτικό οξύ πολυφαινόλες ασβέστιο Πεπτίδια φυτικής προέλευσης (σόγια)
Απορρόφηση Fe
Fe - Συμπλήρωμα Σε διαγνωσμένη αναιμία- ανεπάρκεια Fe Ferrus sulfate (Fe ++ ) η πιο διαδεδομένη μορφή συμπληρώματος σιδήρου 60mg (στοιχειακού Fe*) / ημέρα ανάμεσα από τα γεύματα (+ βιταμίνη C) 300 mg θειικού σιδήρου - Ferrus sulfate (Fe ++ )
Υπερβολική λήψη Fe Αιμοχρωμάτωση (χαλκόχρωμος διαβήτης) Χρόνια χορήγηση σε υψηλές δόσεις οδηγεί σε υπερφόρτιση Fe και συσσώρευσή του στους ιστούς Η κατάσταση είναι γνωστή ως αιμοχρωμάτωση ή αιμοσιδήρωση Μειωμένη απορρόφηση Zn, Cu
Αύξηση αιμοσφαιρίνης Προπόνηση σε μεγάλο υψόμετρο διέγερση της παραγωγής αιμοσφαιρίνης (αμφίβολα οφέλη) Γενετική ιδιομορφία Χρήση φαρμακευτικών μεθόδων πχ. ερυθροποιητίνης
Ανόργανα στοιχεία - Μg Ρύθμιση ενεργειακού μεταβολισμού (ενεργοποίηση ενζύμων ως συμπαράγοντας) Μεταβολισμός ασβεστίου Oμαλή ηλεκτροχημική λειτουργία μυϊκών- νευρικών μεμβρανών Μεγάλες απώλειες μέσω εφίδρωσης (θερμό περιβάλλον) Έλλειψη πιθανή αιτία εμφάνισης μυϊκών κραμπών
Ανόργανα στοιχεία - Zn Προαγωγή ιστικής ανάπλασης μετά από βλάβη Ανοσοποιητική λειτουργία Συμπαράγοντας σε ενζυμικές αντιδράσεις Η άσκηση αυξάνει τις απώλειες κυρίως μέσω των ούρων ωστόσο η απώλεια αυτή δεν οδηγεί σε έλλειψη.
Ανόργανα στοιχεία - Cu Τροποποίηση ενεργότητας ενζύμων Σύνθεση αιμοσφαιρίνης Σύνθεση κατεχολαμινών πεπτιδικών ορμονών Σπάνια παρουσιάζεται έλλειψη εμπεριέχεται σε μεγάλη ποικιλία τροφίμων
Ανόργανα στοιχεία Se - Ι Σελήνιο Αντιοξειδωτική λειτουργία (τμήμα ενζυμικού συστήματος GPX) Ιώδιο Σύνθεση θυρεοειδικών ορμονών Τ3, Τ4
Οξειδωτικό στρες Η θεωρία του οξειδωτικού στρες υποστηρίζεται από μελέτες που έχουν εντοπίσει μια ανισορροπία στην οξειδοαναγωγική κατάσταση (redox) του οργανισμού Ανισορροπία μεταξύ της δημιουργίας ειδών αντιδρώντος οξυγόνου και αζώτου και της εξουδετέρωσής τους από τα αντιοξειδωτικά συστήματα Τα είδη αντιδρώντος οξυγόνου και αζώτου είναι γνωστά και ως ελεύθερες ρίζες
Αντιοξειδωτική δράση
Αντιοξειδωτική δράση- βιταμίνης C
Αντιοξειδωτική δράση- βιταμίνης Ε
Ελεύθερες ρίζες (ROS- reac ve oxygen species) Χημικά μόρια τα οποία έχουν ένα αζευγάρωτο ηλεκτρόνιο στην εξωτερική τους στιβάδα Τα αζευγάρωτα ηλεκτρόνια είναι εξαιρετικά ασταθή και αντιδρούν πολύ εύκολα με άλλα άτομα ή μόρια. Είναι πολύ επικίνδυνα για δομικές ουσίες του σώματος, όπως τα λιπίδια, οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες και το DNA. Προκαλούν βλάβη στις μυϊκές ίνες
Επίδραση ROS στα βιομόρια
Ελεύθερες ρίζες (ROS- reac ve oxygen species) Ανιόν υπεροξειδίου - superoxide radical (O 2- ). Υπεροξείδιο του υδρογόνου - hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), το οποίο παράγεται από το ανιόν του υπεροξειδίου. Ρίζες υδροξυλίου - hydroxyl radical (OH - ). Ρίζες νιτρικού οξέος ή nitric oxide (NO - )
Παράγοντες δημιουργίας ελευθέρων ριζών
Άσκηση Αιτίες αυξημένης παραγωγής ελευθέρων ριζών 1. Αποβολή των ηλεκτρονίων της αναπνευστικής αλυσίδας στο επίπεδο των κυτοχρωμάτων. Μία ποσότητα 4-5% του Ο 2 το οποίο προσλαμβάνουμε δεν ανάγεται σε νερό αλλά δημιουργεί ελεύθερες ρίζες. 2. Μεταβολή στην αιματική ροή των μυών και στην απελευθέρωση Ο 2, (underperfusion - reperfusion).
Άσκηση Αιτίες αυξημένης παραγωγή ελευθέρων ριζών 3. Μακροφάγα και λευκά αιμοσφαίρια κατά τη διαδικασία αποκατάστασης βλαβών (που προκαλεί η άσκηση με αντιστάσεις) απελευθερώνουν ROS 4. Οξείδωση αιμοσφαιρίνης, μυοσφαιρίνης και κατεχολαμινών
Ελεύθερες ρίζες και αντιοξειδωτικά Η παρατεταμένη άσκηση λόγω του υψηλού ρυθμού του οξειδωτικού μεταβολισμού, και των φλεγμονωδών αντιδράσεων που επιφέρει, οδηγεί στην παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων ελεύθερων ριζών Προσβολή λιπιδίων κυτταρικής μεμβράνης διάσπαση (υπεροξείδωση) Ωστόσο, ο οργανισμός παράλληλα με την παραγωγή ελεύθερων ριζών, παράγει και μια σειρά αντιοξειδωτικών ενζύμων που προλαμβάνουν τις κυτταρικές βλάβες.
Ενζυμικό Αντιοξειδωτικό Σύστημα Δισμουτάση του υπεροξειδίου (SOD) Καταλάση Υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (GPX)
Μη ενζυμικό αντιοξειδωτικό σύστημα Βιταμίνη Ε Βιταμίνη C Β- καροτένιο Σελήνιο Συνένζυμο Q10 Πρωτεΐνες θερμικού σοκ Φεριτίνη Αλβουμίνη Χολερυθρίνη Φλαβονοειδή Ουρικό οξύ Γλουταθειόνη
Συμπερασματικά Το ανθρώπινο σώμα έχει εξελιχθεί ώστε να εκτελεί υψηλής έντασης άσκηση Η αυξημένη παραγωγή ελευθέρων ριζών προκαλεί την αντίδραση και προσαρμογή των αντιοξειδωτικών μηχανισμών Τα προπονημένα άτομα παρουσιάζουν υψηλότερες συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών ενζύμων και μορίων Η υπεροξείδωση λιπιδίων μετά την άσκηση είναι μικρότερη σε προπονημένα άτομα
Βιβλιογραφία American College of Sports Medicine 2007. Posi on Stand: The Female Athlete Triad Ahmadi A, Enaya zadeh N, Akbarzadeh M, Asadi S, Tabatabaee SH. (2010)Iron status in female athletes par cipa ng in team ball- sports. Pak J Biol Sci. 15;13(2):93-6. Cesari M et al (2004) An oxidants and physical performance in elderly persons. Am J Clin Nutr 79:289-294. Dunford M. 2006. Sport Nutri on. A prac cal manual for professionals. American Diete c Associa on. Fogelholm M. Vitamins: Metabolic Func ons In: Nutri on in sport, R.J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp.266-280 Food and Nutri on Board, Ins tute of Medicine, Dietary Reference Intakes for vitamin A, vitamin K, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc. Washington, DC: Na onal Academy of Sciences, 2005. Henry L. Vitamin and mineral status: effects on physical performance. Nutri on, 2004;20(7-8):632-644. Maughan R. 2000. Nutri on in sport. Edit. Blackwell Science Ltd. Μούγιος Β. 2010. Βιοχημεία της Άσκησης. Εκδόσεις Πασχαλίδη. Lukaski H, et al. Copper, zinc, and iron status of female swimmers.nutri on Research, 1989;9(5): 493-502. Powers S. et al 2010. Experimental Guidelines for Studies Designed to Inves gate the Impact of An oxidant Supplementa on on Exercise Performance Int J Sport Nutr Exerc Metab. 20(1): 2 14. Raven et al. Φυσιολογία της Άσκησης Μια ολιστική προσέγγιση. Ιατρικές Εκδόσεις Λαγός Δημήτριος, Αθήνα 2013. Wilmore HJ, Cos ll LD. Φυσιολογία της άσκησης, Ιατρικές Εκδόσεις Πασχαλίδη, 2006. Γεωργάτσος Ι. Εισαγωγή στη βιοχημεία. Εκδόσεις Γιαχούδη, 2001. Παύλου Κ. Διατροφή Φυσιολογία και Άθληση. Εθνικό Κέντρο Αθλητικών ερευνών. Αθήνα 1992.