MANAGING AUTHORITY OF THE OPERATIONAL PROGRAMME EDUCATION AND INITIAL VOCATIONAL TRAINING β-ενδορφίνη και άσκηση ΘΑΝΑΣΗΣ ΤΖΙΑΜΟΥΡΤΑΣ, Ph.D., C.S.C.S
β-ενδορφίνη Ενδογενές οπιοειδές το οποίο εκκρίνεται από την πρόσθια υπόφυση Τα ενδογενή οπιοειδή ανακαλύφθηκαν το 1975 Runners high, Second Wind, Exercise Dependency Half life = 20 λεπτά
Άσκηση Αυξανόμενης έντασης Η άσκηση αυξανόμενης έντασης επιφέρει αύξηση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης που κυμαίνονται μεταξύ 1.5-7 φορές των επιπέδων ηρεμίας Άσκηση 25% και 50% της VO2max δεν επέφερε αύξηση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης αλλά αυξήθηκαν κατά 1.5 και 4.4 φορές μετά από άσκηση στο 75% και 95% της VO2max 40% και 60% της VO2max δεν επέφερε αύξηση στη β-ενδορφίνη αλλά 80% και 100% παρουσίασε σημαντική μεταβολή στα επίπεδα της β- ενδορφίνης Σημαντική συσχέτιση με την αύξηση του γαλακτικού οξέος Σημαντική αύξηση της ACTH, που προέρχεται από το ίδιο πρόδρομο μόριο (propiomelanocortin, POMC) με τη β-ενδορφίνη
Fig. 1 (Warren & Constantini)
Αναερόβια άσκηση Έντονη άσκηση η οποία διαρκεί από λίγα δευτερόλεπτα μέχρι λίγα λεπτά (wingate test) επιφέρει διπλάσια αύξηση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης Πρωτόκολλα τα οποία αυξάνουν τα επίπεδα του γαλακτικού οξέος στα 12 έως 15 mm επιφέρουν διπλάσια αύξηση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης Σημαντική συσχέτιση της β-ενδορφίνης με την αύξηση των επιπέδων των κατεχολαμινών
Αερόβια άσκηση μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας (McMurray et al. 1987) 20 λεπτά 40, 60 και 80% VO2max Η αύξηση της β-ενδορφίνης παρουσιάστηκε σε εκείνη την ένταση που παρουσιάστηκε αύξηση των επιπέδων του γαλακτικού οξέος που υποδείκνυε ότι ξεπεράστηκε το αναερόβιο κατώφλι
Αερόβια άσκηση μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας (Goldfarb et al. 1990) 30 λεπτά 60, 70, 80% VO2max Η αύξηση της β-ενδορφίνης παρουσιάστηκε στις δύο τελευταίες εντάσεις όπου και παρουσιάστηκαν επίπεδα γαλακτικού οξέος που συνδέονται με τον αναερόβιο μεταβολισμό (4.2 και 9.5 mm)
Αερόβια άσκηση μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας (Schwarz & Kindermann 1989) 80 λεπτά 63% VO2max 100% IAT (Individual Anaerobic Threshold) Γ.Ο.. = 3.0 3.5 mm H αύξηση της β-ενδορφίνης παρουσιάστηκε περίπου 50-60 λεπτά μετά την έναρξη της άσκησης
Figure 2
Αερόβια άσκηση μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας (Heitkamp et al. 1993; 1996) Μαραθώνιος δρόμος Άνδρες (6.9 φορές αύξηση) Γυναίκες (1.4 φορές αύξηση)
Αερόβια άσκηση μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας (Kelso et al. 1984; Viru & Tendzegolskis 1995) Δύο ώρες ποδηλασία 50% VO2max Μη-σημαντικές μεταβολές στα επίπεδα της β-ενδορφίνης
Αερόβια άσκηση μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας Συγκεκριμένο επίπεδο έντασης για την αύξηση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης Πρέπει να ξεπεραστεί το αναερόβιο/γαλακτικό κατώφλι Γαλακτικό οξύ, και πιθανόν οι κατεχολαμίνες σε πολύ έντονες προσπάθειες, φαίνεται να επηρεάζουν την έκκριση της β-ενδορφίνης Μεγάλη χρονική διάρκεια (περίπου μετά από μια ώρα και ένταση που προσεγγίζει το 55-60% VO2max) αυξάνουν τα επίπεδα της β- ενδορφίνης Άλλοι παράγοντες, εκτός από το γαλακτικό οξύ, επηρεάζουν την έκκριση της β- ενδορφίνης
Άσκηση με βάρη (Pierce et al. 1993) Παίκτες του αμερικάνικου ράγκμπι Νεαρή ηλικία (20.5 ετών) 3 Χ 4 Χ 8 Χ 80% 1-ΜΕ1 3 λεπτά διάλειμμα Μέγιστη ΚΣ κατά την άσκηση = 157 χαλ Μέτρια επιβάρυνση με μεγάλο διάλειμμα Μη-σημαντική μεταβολή στα επίιπεδα της β-ενδορφίνης
Άσκηση με βάρη (Kraemer et al. 1992) 12 νεαροί αθλητές της άρσης βαρών (17 ετών) Μεγάλη ένταση, χαμηλός όγκος Μικρό διάλειμμα Σημαντική αύξηση στα επίπεδα της β- ενδορφίνης και του γαλακτικού οξέος Η προπονητική ηλικία (> 2 χρόνια) δεν επηρέασε την έκκριση της β- ενδορφίνης
Άσκηση με βάρη (Kraemer et al. 1996) 3 σετ Χ 10-ΜΕ Χαμηλός προπονητικός όγκος (21700 J) Αύξηση των επιπέδων RPE Αύξηση των επιπέδων γαλακτικού οξέος (8.54 mm) Μη-σημαντική αύξηση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης
Άσκηση με βάρη (Kraemer et al. 1993) Χαμηλή ένταση με μεγάλο διάλειμμα και χαμηλό προπονητικό όγκο (L5/3) Υψηλή ένταση με μικρό διάλειμμα και υψηλό προπονητικό όγκο (Η10/1) Αύξηση του Γ.Ο. μετά και από τις δύο επιβαρύνσεις. Μέγιστη στην Η10/1 Μεγαλύτερη έκκριση β-ενδορφίνης μόνο μετά από την Η10/1 Μεγάλη συσχέτιση του Γ.Ο. και της β-ενδορφίνης (r= r=0.82) στην Η10/1 Η παραγωγή δύναμης και ο χρόνος του διαλείμματος αποτελούν κλειδιά για την έκκριση της β-ενδορφίνης στο πλάσμα Μεταβολές στην ισορροπία βάσεων-οξέων που παρατηρούνται με τη μέγιστη ένταση και το χαμηλό διάλειμμα προδιαθέτουν για μεγαλύτερη έκκριση β-ενδορφίνης
Άσκηση με βάρη Μεταβολική και καρδιαγγειακή δοκιμασία παρά ο αριθμός των επαναλήψεων μπορεί να αποτελέσει καλύτερο παράγοντα πρόβλεψης της αυξημένης έκκρισης της β- ενδορφίνης Οι μηχανισμοί έκκρισης μπορεί να είναι οι ίδιοι όπως και στην περίπτωση της αερόβιας άσκησης αντοχής
Επίδραση της προπόνησης (Kraemer et al. 1989) 9) Διαλειμματική προπόνηση με σπριντ (ΔΠΣ) Αερόβια προπόνηση (ΑΠ) Συνδυασμός (Σ) Απόκριση σε μέγιστο τεστ μετά από προπόνηση διάρκειας 10 εβδομάδων Αύξηση της β-ενδορφίνης πριν και μετά την προπόνηση ως απόκριση του τεστ σε όλες τις ομάδες Η ΔΠΣ παρουσίασε αύξηση, η ΑΠ μη-σημαντική μεταβολή και η Σ μείωση στα επίπεδα της β- ενδορφίνης ως απόκριση του τεστ μετά από την προπόνηση Μεγάλη συσχέτιση της β-ενδορφίνης με το Γ.Ο.. (r( = 0.72)
Επίδραση της προπόνησης Αν και φαίνεται ότι η απόκριση της β- ενδορφίνης σε ένα τεστ μετά από αερόβια προπόνηση είναι μικρότερη θα πρέπει να λάβει κανείς υπ όψιν του την ένταση με τη σχετική ένταση με την οποία πραγματοποιείται το τεστ. Διαφορετική σε προπονημένους απ ότι σε απροπόνητους Μειώνεται στην ηρεμία Πολύ λίγα τα δεδομένα για την προπόνηση με βάρη για να βγάλει κανείς ουσιαστικά συμπεράσματα
Μηχανισμοί έκκρισης β-ενδορφίνης κατά την άσκηση Γαλακτικό οξύ/οξείδωση Κατεχολαμίνες Πόνος Ρύθμιση θρεπτικών στοιχείων
Γαλακτικό οξύ/οξείδωση (Taylor et al. 1994) Κατά τη διάρκεια αυξανόμενης έντασης άσκηση δείκτες οξείδωσης παρουσίασαν μια πολύ καλή συσχέτιση με τα επίπεδα της β-ενδορφίνης: ph (r = -0.94), PCO2 (r = -0.85), HCO3- (r = -0.88), base excess (r = -0.94), και Γ.Ο.. (r = 0.89). Ένα πολυπαραγοντικό μοντέλο έδειξε ότι τα επίπεδα της β-ενδορφίνης προβλέπονταν καλύτερα από τις αλλαγές στα επίπεδα των βάσεων (base excess). Όταν δόθηκε βασικό διάλειμμα (alkali loading) και εικονικό συμπλήρωμα διαπιστώθηκε ότι κατά τη διάρκεια άσκησης σταθερής έντασης στο 85% VO2max, το βασικό διάλειμμα διατήρησε τα επίεπδα του ph σταθερά πάνω από το 7.40 ενώ παρουσιάστηκε σημαντική μείωση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης (F = 3.07; P < 0.0001).
Κατεχολαμίνες Παρατηρείται μείωση της δραστηριότητας του ανδρενεργικού συστήματος στο κεντρικό νευρικό σύστημα με τη β-ενδορφίνη Έκχυση ισοπρεναλίνης (ανταγωνιστής αδρενεργικών υποδοχέων) οδήγησε σε αύξηση των επιπέδων της β-ενδορφίνης Σε πολύ έντονες προσπάθειες, φαίνεται να επηρεάζουν την έκκριση της β-ενδορφίνης
Πόνος Περιφερικοί υποδοχείς πόνου επηρεάζονται από τη β-ενδορφίνη στο πλάσμα Η ευφορία που αισθάνεται ο αθλητής με την άσκηση συνδέεται με την αύξηση στα επίπεδα της β-ενδορφίνης Το σύνδρομο του σταματήματος της προπόνησης συνδέεται με την έλλειψη έκκρισης σε β- ενδορφίνη Το second wind που αισθάνεται ο αθλητής κατά τη διάρκεια μεγάλων αποστάσεων συνδέεται με τη χρονική στιγμή της αυξημένης έκκρισης της β- ενδορφίνης (περίπου μετά από μια ώρα). Ανταμοιβή γι αν ασυνεχίσει την άσκηση ο αθλητής
Ρύθμιση θρεπτικών στοιχείων Η μεταβολή στην πρόσληψη θρεπτικών στοιχείων επηρεάζει τα επίπεδα της β- ενδορφίνης σε επίπεδο υποθαλάμου και πλάσματος Μείωση στην πρόσληψη υδατανθράκων επιφέρει αύξηση στα επίπεδα της β- ενδορφίνης σε επίπεδο υποθαλάμου και πλάσματος Επηρεάζονται και τα επίπεδα της ινσουλίνης
Ρύθμιση θρεπτικών στοιχείων Επηρεάζεται ο μεταβολισμός των λιπιδίων σε πειράματα in Vitro. Καλή συσχέτιση στη δημιουργία γλυκόζης από γαλακτικό οξύ σε πειράματα in Vitro. Ο μεταβολσιμός των λιπιδίων δε μεταβάλλεται σε πειράματα In Vivo Άμβλυνση της μείωσης των επιπέδων της γλυκόζης μετά από άσκηση 90 λεπτών
Ρύθμιση θρεπτικών στοιχείων Μεταβολή των επιπέδων της ινσουλίνης και της γλυκαγόνης σε συγκριτικά πειράματα έκχυσης β- ενδορφίνης και ναλοξόνης (ανταγωνιστής υποδοχέων β- ενδορφίνης) Δεν επηρεάζονται τα επίπεδα του μυϊκού και ηπατικού γλυκογόνου παρά την άμβλυνση των επιπέδων της γλυκόζης
Λιπόλυση Γλυκόλυση Γλυκογονόλυση Γλυκονεογένεση
Βιβλιογραφία Kraemer WJ, Fry AC, Warren BJ, Stone MH, Fleck SJ, Kearney JT, Conroy BP, Maresh CM, Weseman CA, Triplett NT, et al. Acute hormonal responses in elite junior weightlifters. Int J Sports Med. 1992 Feb;13(2):103-9. Kraemer RR, Acevedo EO, Dzewaltowski D, Kilgore JL, Kraemer GR, Castracane VD. Effects of low-volume resistive exercise on beta-endorphin endorphin and cortisol concentrations. Int J Sports Med.. 1996 Jan;17(1):12-16. 16. Kraemer WJ, Dziados JE, Marchitelli LJ, Gordon SE, Harman EA, Mello R, Fleck SJ, Frykman PN, Triplett NT. Effects of different heavy-resistance exercise protocols on plasma beta-endorphin endorphin concentrations.. J Appl Physiol.. 1993 Jan;74(1):450-9. Kraemer WJ, Fleck SJ, Callister R, Shealy M, Dudley GA, Maresh CM, Marchitelli L, Cruthirds C, Murray T, Falkel JE. Training responses of plasma beta-endorphin endorphin, adrenocorticotropin, and cortisol. Med Sci Sports Exerc.. 1989 Apr;21(2):146-53. Fatouros, I.G.,., Goldfarb, A.H.,., Jamurtas, A.Z.,., Angelopoulοs, T.J.,., Gao, J. Beta-endorphin endorphin infusion alters pancreatic hormone and glucose levels during exercise in rats. European Journal of Applied Physiology, 76, 203-208, 208, 1997. Jamurtas, A.Z., Goldfarb, A.H., Chung, S-C., S Hegde,, S., Marino, C. β-endorphin infusion during exercise in rats: blood metabolic effects. Medicine and Science in Sports and Exercise, 32 (9), 1570-1575, 1575, 2000. Goldfarb, A.H., Jamurtas, A.Z. Beta-endorphin endorphin response to exercise: an update. Sports Medicine, 24(1), 8-16, 8 1997.