Kaslarda Oksitlenmeden İleri Gelen Stres Ve Egzersiz
Transkript
Kaslarda Oksitlenmeden İleri Gelen Stres Ve Egzersiz
KASLARDA OKSİTLENMEDEN İLERİ GELEN STRES VE EGZERSİZ BOYUNCA ATLARIN DESTEKLENMESİ MYOSTEM Protec – Kas hücrelerinin korunması Bilimsel departman, AUDEVARD Labs, Ocak 2009 OKSİTLENME STRESİ: Vücuttaki serbest radikallerin oluşumu ve yok edilmesi arasındaki denge kaybından ötürü oksitlenme stresi oluşur. Serbest radikaller, çiftlenmemiş ve çiftleşmeye çalışan; bu nedenle de çevredeki molekülleri dengesiz kılan bir elektron ihtiva eden atom ya da moleküllerdir. Oksitlenme ve anti oksitlenme aktiviteleri arasındaki denge, hücresel hemostazın ayarlanması açısından önemlidir. Normal fizyolojik şartlarda, vücudun düzenli çalışması için oksidasyon stresinin temel oranda gerçekleşmesi gereklidir. Vücutta serbest radikallerin üç hedefi vardır: -Lipidler: Zar geçirgenliğinin değişken olduğu ve olası hücre ölümlerinin gerçekleştiği yer olan lipidlerdeki Lipoperoksidasyon -Proteinler: Enzimlerin etkisiz hale gelmesini, aminoasit oksidasyonunu ve polipeptid zincirlerinin kırılmasını arttırabildikleri yerlerdir. -DNA: Burası, mutasyonlara, dağılmalara ve DNA yapısındaki kırılmalara yol açan basit oksidasyon reaksiyonlarını arttırabildikleri yerdir. SERBEST RADİKALLER VE KAS HASARI Egzersiz boyunca serbest radikallerin üretiminin artması: Fiziksel egzersiz boyunca serbest radikallerin üretildiğine ait ilk bulgular 1980’lerdeki fareler üzerinde yapılan ve başka türler için de takip eden çalışmalar sonucu rapor edilmiştir. Egzersiz süresince: serbest radikallerin oluşumu esas olarak 2 mekanizmaya bağlıdır: -Oksijen tüketiminin belirgin şeklide artması -Egzersiz boyunca yeterli kan akışına sahip olamayan, sonrasında ise ansızın kanlanmanın arttığı sindirim sistemi, böbrekler gibi belli organlarda iskemireperfüzyon olayı Hücre zarlarının lipoperoksidasyonu: Pek çok çalışma, egzersiz boyunca üretilen serbest radikallerin, kas hasarı için potansiyel bir risk taşıdığını göstermektedir. Ve hücre zarlarının lipoperoksidasyona uğradığı kas çalışmalarının arttırdığı mekanik stresle birlikte ortaya çıkan kas yorgunluğunun kökeni de kaslarda mikroskopik lezyonların oluşmasına öncülük eden artmış geçirgenlik ve sonuçta sitoplâzma proteinlerinin salıverilmesidir. Bibliographical Review MYOSTEM Protec Scientific department, Audevard Labs - January 2009 Kaslardaki bu mikro-lezyonlarla birlikte; serbest radikal oluşumunu arttıran pek çok değişik enflamasyonlu hücreyi aktive eden ya da destekleyen sitokinlerin üretimi gelir. Bu da hasarın kısır döngüsüdür. Kas hasarını ölçen Biyo-markörler Yoğunluğa ve uzunluğuna göre fiziksel egzersiz, kas hasarının boyutunu ölçmede geleneksel olarak kullanılan belli biyokimyasal markörlerin seviyelerini değiştirir. Bizler, yoğun egzersiz boyunca; Kreatinfosfokinaz’ın (CPK) ve Laktat dehidrojenaz’ın (LDH) yoğun egzersiz boyunca plazma aktivitesindeki artışını ölçeriz. Pek çok çalışma da, hücre içi enzimlerin plazma konsantrasyonlarıyla, lipoperoksidasyonun bazı markörleri arasındaki bağlantıyı göstermektedir. Sayfa 1 ANTİOKSİDAN SAVUNMALAR: Evrim boyunca, biyolojik organizmalar, oksijenle reaksiyona giren elementlerin verdiği zararı etkisizleştirmek için savunmada ileri sistemler geliştirmişlerdir. Çalışmalar, 2 antioksidan sistemin varlığını göstermektedir: 1 - En yaygın sistem: İkincil serbest radikallerin, serbest radikal tutucularla etkisizleştirilmesi 2 – Daha yeni tanımlanmış sistem: Antioksidan enzimlerle, birincil serbest radikal oluşumunun önlenmesi 1 - Serbest Radikal Tutucular: Bir serbest radikaldeki çiftleşmemiş elektronu, serbest radikal hale dönmeden yakalayabilen her hangi bir madde , “Serbest Radikal Tutucu” olarak tanımlanabilir. Bu savunma sistemi bir dizi ekzojen* bileşikten oluşmaktadır. (Vitaminler, eser elementler) E Vitamini, Karotenler, C Vitamini, Polifenoller, Fitatlar, vs gibi birçok serbest radikal tutucu bulunmaktadır. Bu moleküller, serbest radikalleri tutarlar ve tek elektronu ile çiftleşirler ve onları kararlı iyonlara dönüştürürler. Vitaminler, daha sonra parçalanır ya da atılırlar. Endojen** bileşikler de aynı rolü oynayabilir. Bunların en önemlisi “Glutatyon” dur. 2 – Antioksidan Enzimler: Bunlar, vücut tarafından sürekli üretilen ve küçük miktarlarda aktif olan son derece etkili enzimlerdir. Savunmanın bu Endojen hattı, 3 enzim ailesi tarafından yapılanmaktadır: Süperoksit Dismutaz (SOD): Serbest radikallerin üretim zincirinin başlama noktası olan Süperoksit anyonunu (O2-); onu (H2O2) ye dönüştürerek yok eder. Katalazlar ve Glutatyon Peroksidazlar (GPx): Bu bileşiği etkisiz hale getirirler. SOD’lar, Serbest Radikallere karşı doğal savunmada anahtar enzimlerdir. Değişik çalışmalar, SOD’un etkisiyle H2O2 oluşumunun, doğal antioksidatif savunma mekanizmalarının başladığının en erken belirtisi olduğunu göstermiştir. SOD enzimleri, bir ya da birden çok metal atomu içeren proteinlerdir. Bunlar metalloproteinler olarak bilinirler. Bağlı olan metalik kofaktörlere ve enzimlerin lokasyonuna göre 3 çeşit SOD vardır: Bibliographical Review MYOSTEM Protec Scientific department, Audevard Labs - January 2009 Sitoplazmik SOD Cu/Zn, Mitokondriyal SOD Mn, Ekstra sellüler SOD Cu/ Zn (* Ekzojen: Organizmanın dışındaki olay ya da madde; ** Endojen: iç sebeplere bağlı, içte gelişen ) AĞIZDAN TAKVİYE VE ETKİNLİĞİ: Ağızdan takviye, serbest radikallerin üretimini azaltarak ve arta kalan serbest radikalleri nötralize ederek, vücuttaki oksitlenme dengesini onarmaya yardımcı olabilir. Takviye, aynı anda hem endojen (enzimatik) ve ekzojen (beslenme) sistemleri üzerinde etki ederek en yüksek etkinliği sağlar. 1 – Endojen sistem: SOD takviyesi 2 – Ekzojen sistem: E Vitamini takviyesi 3 – Ekzojen sistem: Selenyum takviyesi 1 – SOD ile takviye SOD’un biyoyararlanımlı bir bitki kaynağı 90’larda Fransız araştırmacılar, özel bir kavun çeşidinin (Cucumis melo LC) diğer çeşitlerine göre daha uzun süre dayanabildiğini gözlemlediler. Bu özelliğin, diğer türlerden 3-4 kat daha fazla içerdiği SOD ile bağlantılı olduğunu gösterdiler. (Lacan and Baccou, 1998) Beslenme takviyesi olarak kullanılan SOD, işte bu patentli kavun türünden üretilmektedir. Diğer protein enzimleri gibi, SOD’un rolü yapısıyla bağlantılıdır. Sindirimin değişik aşamaları, bu proteinlerin mide asidiyle veya sindirim proteazlarıyla temas ederek etkisizleşmesine neden olabilir. Bu nedenle, oral formda aktif olabilmesi için SOD’un vücuttaki biyoyararlanımının ve etkinliğinin sağlanabilmesi için, sindirim sisteminden geçişi boyunca korunması gerekir. PROMUTASE®, biyoyararlanımlı SOD’un patentli formudur. SOD, bitkisel yağ ortamında korunmaktadır ve bir mineral destek üzerinden absorbe edilmektedir. Aktivitenin in vitro ve in vivo ispatı: Araştırmacılar, kemirgenlerin hücreleri üzerinde kavun ekstresinin, süperoksid iyonu yanı sıra peroksinitrit oluşumunu baskıladığını doza bağımlı koşullarda göstermişlerdir. (Vouldoukis et al., 2004 a) Sayfa 2 In vivo olarak, SOD içeren oral takviyenin 28 gün boyunca farelerde kullanımı, kimyasal stres kaynaklı hemolysis’e karşı daha dirençli kırmızı kan hücreleri ile birlikte antioksidan enzimlerin dolaşım aktivitesinde anlamlı bir artışı desteklemektedir. (Vouldoukis et al., 2004 b) İnsanlar üzerinde yapılan, plasebo kontrollü, çift-kör bir randomize çalışmada; SOD içeriğinin, normalden yoğun (hiperbarik) oksijenle körüklenen oksidatif hücresel strese karşı koruyucu etkisi onaylamıştır. (Muth et al., 2004) Final olarak, atlarda, 60 gün boyunca PROMUTASE® kullanılan bir protokol ile yapılan bir çift-kör plasebo kontrollü çalışma, SOD içeriğinin, eritrosit aktivitesinde ve kırmızı kan hücrelerinin hemolysis kaynaklı oksidatif strese karşı olan direncinde anlamlı bir artışa neden olduğu ve bunun yanı sıra, egzersizle ortaya çıkan kreatin fosfokinaz (CPK) aktivitesindeki artışın sınırlandığı gösterilmiştir. (SEPPIC study, 2008) E Vitamini desteği ve Çalışma: Düzenli egzersizle günlük E Vitamini gereksinimleri artar; plazma ve kaslardaki E Vitamini konsantrasyonu atlarda egzersize bağlı olarak azalır. (Avellini et al., 1999) Çalışmalar, hayvanlardaki E Vitamini desteğinin, lipid peroksidasyonu üzerindeki etkisini göstermektedir. E Vitamini takviyesiyle, lipoperoksidasyon ve protein oksidasyonunu baskılayarak ve aynı zamanda kas liflerinden salınan CPK’yı indirgeyerek oksidatif strese bağlı hasardan korunmaya yardımcı olunabildiği gösterilmiştir. (Sumida et al., 1989, Williams et al., 2004) Böylelikle, ve bir çok türlerde E Vitamini ve Selenyum seviyeleri anlamlı ve ters orantılı olarak CPK( Kreatin Fosfokinaz) aktivitesiyle bağlantılıdır. Atlarda antioksidan desteği, bazen egzersiz süresince gözlenen aşamalı CPK artışını önlemektedir. (SEPPIC study, 2008) Şurası kesindir ki, yeterli antioksidan desteği, fizyolojik seviyede plazma CPK aktivitesini ayarlamaya destek olmaktadır. 3- Selenyum Takviyesi Selenyum esansiyel (temel) bir elementtir, çünkü, diğer rolleri arasında Hidrojen peroksitleri (serbest radikaller) etkisizleştirilmesini katalize eden (kolaylaştıran) Glutatyon peroksidaz’ın kofaktörüdür. Enzimde aktif bir yere bağlanır ve oksidanların etkilerine karşı mücadeleye tam olarak katılır. E Vitamini ile Selenyum arasında egzersiz boyunca miktarı artan serbest radikal türleriyle mücadelenin uyumu için yakın bir etkileşim bulunmaktadır. 2- E Vitamini Takviyesi Etkinliği esas olarak besin alımına dayalı olan E Vitamini, savunma için; ekzojen antioksidan sisteminin bir parçasıdır. E Vitamini dengesi Her ne kadar 500 kg civarındaki yarış atlarında egzersiz süresince önerilen günlük alımı (RDA) 1000 IU/ gün (NRC 2007) olsa da, 3 ya da beş kat fazlası yoğun egzersiz boyunca vitamin dengesini sağlamak açısından tercih edilecektir. (Williams, 2006) İnsanlarda ve hayvanlarda yapılan pek çok çalışma, deneklerdeki E Vitamini eksikliğinde daha yaygın kas hasarı rapor etmektedir. Bu nedenle E Vitamini eksikliği lipid peroksidasyonundaki artışa neden olabilmektedir. Bu, egzersiz kökenli doku hasarının (Amelink et al, 1991)ve lipid membran bozulmasının biyokimyasal markörlerinin yaygınlığı şeklinde çevrilebilir. (Kelly et al., 1996) Bibliographical Review MYOSTEM Protec Scientific department, Audevard Labs - January 2009 Selenyum Seviyeleri Selenyum dengesi, vücuda en son alınan gıda maddelerini yansıtan plazma veya Selenyum seviyeleri ölçülerek saptanır. Yetişkin atlarda, normal Selenyum seviyeleri 130 ila 160 ng/ml dir. Selenyuma bağlı GPx aktivitesi, Selenyum seviyeleri için iyi bir belirteçtir, çünkü öncelikle vücuda alınan besinleri yansıtır. Genellikle eritrosit seviyeleriyle olan uyuma göre incelendiğinde, Selenyum seviyeleri takviye yapıldıktan uzun bir süre sonra yükselebilir. Çünkü eritrosit birikimi ile bağlantılıdır. (yenilenme yaklaşık 140-155 gün) Spor atları için günlük Selenyum gereksinimi kesin değildir ve egzersiz halindeki 500 kg lık bir at için 1,5 ila 3 mg/ gün arasında değişir. Atlarda tolere edilebilen maksimum Selenyum miktarı yutulan her bir gram kuru ağırlık için 5,5 mg dır. (NRC, 2005). Eksikliğin riski Risk, bir yarış atında artan ihtiyaca karşılık eksik alımla ilgilidir. Gerçekten, Avrupa’daki Selenyum eksikliği vakalarına bakıldığına, yetersiz alımdan kaynaklandığı görülmektedir. Fransa’da günlük ihtiyacın ancak %50’si karşılanabilmektedir. (Coïc and Coppenet, 1989). Sayfa 3 Yaklaşık 50 yarış atında, Robert ve Demangeon (2007), grubun 3’te birinde Selenyum eksikliği olduğunu ve bu eksikliğin zıt performans riski içindeki bir yükselişle bağlantılı olduğunu rapor etmişlerdir. Bunun yanı sıra, 227 adet plazma eser element profil analizi, takviye edilmemiş yarış atlarında (n=82, tüketilen tahıl: hububat ve saman) ortalama Selenyum kan seviyelerinin, 145 adet takviye edilmiş yarış atına oranla 2 ila 3 kat daha az olduğu gözlemlenmiştir. (57 µg/l ile 147 µg/l ) (Audevard bulguları, 2007). Pagan’a göre (1999), organik selenyum’un tutulabilirliği ve belirgin sindirilebilme özellikleri, atlarda inorganik Selenyum’dan daha yüksektir. Bunun yanında, eğer takviye organik kaynaktan yapılmışsa egzersizi takiben Selenyum atılımı, , inorganik formuna göre belirgin şekilde daha az olmaktadır. Selenyum ile genomik ifadenin direkt mekanizması, onu bir nutrigenomik element statüsünde sunmaktadır. (Dawson, 2006). SONUÇ Egzersiz yoğunluğu fazla olduğunda ve denek eğitimde değilse, egzersize bağlı oksidatif stres daha da artar. İdman boyunca bu oksidatif strese karşı Endojen ve ekzojen antioksidan sistemleri aktivasyona öncülük eden bir uyarlanma tepkisi gelişmeye başlar. Bu tepkiler egzersize bağlı hücre hasarlarını sınırlama gayretidir. İnsan ya da hayvan olsun, tüm atletlerdeki antioksidan ihtiyacı, hareketsiz nüfusa oranla çok daha fazladır. Antioksidanlarla takviye, kas hasarlarını sınırlayarak yarış atlarının fiziksel bütünlüğünün sağlanmasına yardım eder ve böylelikle performas artışını doğal olarak sağlar. Hem insan atletler, hem de yarış atları Selenyum eksikliği ile karşı karşıyadır, çünkü fiziksel aktivite Selenyum stoklarını boşaltır. (Pagan et al., 1999) Takviye edilmemiş bir grup yarış atında iki aylık yoğun bir yarış dönemi sonrasında Selenyum plazma seviyelerinde %30‘luk bir azalma gözlenmiştir. (Audevard findings, 2007) Selenyum eksikliği bütün vücut dokularında GPx’in kıtlık seviyesine ulaşmasına yol açar. Hayvanlarda Selenyum eksikliği, nefesteki membran peroksidasyonunun göstergesi olan pentan artışına neden olur. Aynı şekilde, bu gibi yoksunluk durumları immün sistemdeki düşüklüklerle de karakterize edilir. (Bigard and Guezennec, 2007). Selenyum Takviyesi Yoksunluk içinde olan deneklere Selenyum desteğinde bulunulması, problemlerin çözülmesine ve eksiklikle bağlantılı hastalıkların başlangıcından korunmaya yardımcı olmuştur. Bu yüzden atlarda, pek çok araştırmacı, Selenyum desteğinin vücut dokularındaki GPx aktivitesinin yükselmesine yardımcı olduğunu gözlemlemiştir. (Roneus and Lindholm, 1983, Janicki et al., 2000, Richardson et al., 2006). İki değişik Selenyum çeşidi kullanılarak takviye yapılabilir: - İnorganik Selenyum (Sodyum Selenit veya Selenat) Takviyelerde en çok kullanılan formdur. - Selenosistein ve Selenometiyonin formatında organik Selenyum: Bunlar, bitkilerde ve yemlerde bulunan veya mayalara karışmış Selenyum formlarıdır. Bibliographical Review MYOSTEM Protec Scientific department, Audevard Labs - January 2009 Sayfa 4 BİBLİYOGRAFİ Amelink GJ, van der Wal WA, Wokke JH, van Asbeck BS, Bär PR Pflugers Arch. 1991 Oct; 419(3-4):304-9 Exercise-induced muscle damage in the rat: the effect of vitamin E deficiency. Avellini L, Chiaradia E., Gaiti A Comp. Biochem. Physiol. Part B Biochem. Mol. Biol., 1999, 123,147-154 Effect of exercise training, selenium and vitamin E on some free radical scavengers in horses. Bigard X et Guezennec CH Nutrition du sportif, (2007) Ed. Masson, 150-151 Le sélénium chez le sujet sportif Coïc Y. et Coppenet M.Les oligo-éléments en agriculture et élevage (1989) Ed. INRA 84-93 Les teneurs des plantes fourragères en oligo-éléments. Dawson KA. Anim Reprod Sci. 2006 Dec;96(3-4):312-22. Epub 2006 Aug 3.Review. Nutrigenomics: feeding the genes for improved fertility. Etude SEPPIC 2008, à paraître Effects of oral supplementation with SOD (Superoxyde Dismutase) on physiological variables in Standardbreds trotters in training : a double blind placebo controlled protocol. Hargreaves BJ., Kronfeld DS, Waldron JN, lopes MA., Gay LS, Saker KE, Cooper WL, Sklan DJ, Harris P. Equine Vet J Suppl 2002 (34) 116-121 Antioxidant status and muscle cell leakage during endurance exercise. Janicki K.M., Laurence L.M., Barnes T O’Connor C.I. J. Anim. Sci. (2000) 78(Suppl. 1):172. The effect of dietary Se source and level on broodmares and their foals. Kelly DA, Tiidus PM, Houston ME, Noble EG. J Appl Physiol. 1996 Dec;81(6):2379-85. Effect of vitamin E deprivation and exercise training on induction of HSP70. Lacan D. and Baccou JC. Planta (1998) Volume 204, Number 3 High levels of antioxidant enzymes correlate with delayed senescence in non-netted muskmelon fruits. Muth CM, Glenz Y, Klaus M, Radermacher P, Speit G, Leverve X. Free Radic Res. 2004 Sep;38(9):927-32. Influence of an orally effective SOD on hyperbaric oxygen-related cell damage. Pagan JD., Karnezos P., Kennedy MAP, Currier T., Hoekstra KE. Proc equine Nutrition and physiology society, Raleigh, (1999) 135-140 Effect of selenium source on selenium digestibility and retention in exercised thoroughbreds. Richardson, SM., Siciliano, PD., Engle, TE., Larson, CK., Ward, TL. J.Anim. Sci. (2006) 84, 1742-1748. Effect of selenium supplementation and source of the selenium status of horses. Ronéus B, Lindholm A. Nord Vet Med. 1983 Oct;35(10):337-45. Glutathione peroxidase activity in the blood of healthy horses given different selenium supplementation. Stowe HD, Herdt TH. J Anim Sci. 1992 Dec;70(12):3928-33. Review. Clinical assessment of selenium status of livestock. Sumida S, Tanaka K, Kitao H, Nakadomo F. Int J Biochem. 1989;21(8):835-8. Exercise-induced lipid peroxidation and leakage of enzymes before and after vitamin E supplementation. Vouldoukis I, Lacan D, Kamate C, Coste P, Calenda A, Mazier D, Conti M, Dugas B. J Ethnopharmacol. 2004 Sep;94(1):67-75. Antioxidant and anti-inflammatory properties of a Cucumis melo LC. extract rich in superoxide dismutase activity. Vouldoukis I, Conti M, Krauss P, Kamaté C, Blazquez S, Tefit M, Mazier D, Calenda A, Dugas B. Phytother Res. 2004 Dec;18(12):957-62. Supplementation with gliadin-combined plant superoxide dismutase extract promotes antioxidant defences and protects against oxidative stress. Williams, CA., Kronfeld, DS., Hess, TM., Saker, KE. And Harris, P.Proceeding of CESMAS (Conference on Equine Sports Medicine And Science) 2004 : “The elite race and endurance horse”, Ed : A.Lindner.105-119 Lipoic acid and vitamin E supplementation to horses diminishes endurance exercise-induced oxidative stress, muscle enzyme leakage and apoptosis. Williams CA, Carlucci SA. Equine Vet J Suppl. 2006 Aug;(36):617-21. Oral vitamin E supplementation on oxidative stress, vitamin and antioxidant status in intensely exercised horses. C Robert et N Demangeon (Association Française des Vétérinaires d’Endurance Equestre/ ENVA) 2007 Iode, sélénium et anti-oxydants chez le cheval d’endurance. Bu makale AUDEVARD LABORATORIES / FRANSA tarafından hazırlanmış; Türkiye’de V.TR İlaç Pazarlama Ticaret Ltd tarafından tercüme edilmiş ve Türk Atçılığının hizmetine sunulmuştur. Diğer AUDEVARD ürünleri için web sayfamızı ziyaret edebilirsiniz. Her hakkı saklıdır. Üzerinde değişiklik yapılması, izinsiz dağıtılması kesinlikle yasaktır V.TR İlaç Pazarlama Ticaret Ltd. Şti. Website: www.vtrilac.com e-posta: info@vtrilac.com ve vtrilac@gmail.com