هل تحصل على صدئ؟

Rusty Hubcaps و Rusty Kneecaps … من أي وقت مضى تلاحظ الصدأ على يديك بعد العمل؟ بالتأكيد لديك. يفضل الكثير من اللاعبين تلك اللوحات القديمة التي تبلغ مساحتها 45 رطلاً في صالة الألعاب الرياضية المحلية. لكن هل فكرت يومًا في سبب صدأهم؟ أو إذا كنت تفعل الشيء نفسه؟ تعيش في بيئة غنية بالأكسجين (الهواء حوالي 21 ٪ من الأكسجين) يتيح لك ممارسة الرياضة بشكل مكثف ، واستقلاب الطعام ، والقيام بالكثير من الأشياء الأخرى. هيك ، هذه البيئة الغنية بالأكسجين ساعدت الحياة على التطور على هذا الكوكب. ولكن في حين أن الأكسجين مفيد بالتأكيد على العديد من المستويات ، فإن وجوده ووظائفه يأتي بسعر.

مثلما تتأكسد الأطباق المعدنية في صالة الألعاب الرياضية وألواح الأرضية لـ 72 Pinto تتأكسد ببطء (الصدأ) ، لذا قم بخلايا/أنسجة جسمك. وهذا هو أكسدة أجزاءك وقطعك التي يعتقد بعض العلماء العديد من أمراض الشيخوخة. لذلك دعونا نذهب في رحلة صغيرة إلى خلاياك ونرى لماذا قد تكون التغذية المضادة للأكسدة ضرورة.

التالي على Dateline: “عندما يصبح الأكسجين سيئًا”

سواء أعجبك ذلك أم لا ، فنحن في المقام الأول كائنات حية (استهلاك الأكسجين). لوضع هذا في منظورها الصحيح ، في ظل ظروف الراحة العادية ، نستهلك حوالي 3.5 مل من الأكسجين لكل كيلوغرام من كتلة الجسم في الدقيقة. هذا يعني أنه إذا كان الفرد البالغ 80 كجم في المتوسط يكذب في السرير طوال اليوم ، فإنه سيستهلك حوالي 403 لتر من الأكسجين في ذلك اليوم. من الواضح أنه إذا كان هذا الفرد يستيقظ لممارسة الرياضة ، أو للتنقل ، أو حتى لمجرد التداول وتغيير الضمادات على أسرته ، فإن متطلبات الأكسجين ستذهب. شيء جيد أن الحكومة لا تفرض ضرائب على الأكسجين!

فلماذا مثل هذا الكمية الضخمة من استهلاك الأكسجين؟ حسنًا ، يستخدم استهلاك الأكسجين الضخم هذا في المقام الأول لدفع التنفس الخلوي ، لاستقلاب المواد الغذائية ، وإنتاج ATP للطاقة. كل هذا يحدث على مستوى الميتوكوندريا وداخل هذا العضوية (وتحديداً مستوى السيتوكروم لسلسلة نقل الإلكترون) ، توجد الإنزيمات للمساعدة في معالجة هذا الأكسجين. في حين تطورت هذه الإنزيمات لمعالجة الأكسجين بكفاءة أثناء توليد الطاقة ، فإن حوالي 2-5 ٪ من جميع الأوكسجين المتدفق من خلال مستودع تصنيع الطاقة هذا “سيء” ، وتشكيل أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) والجذور الحرة.

لأغراض هذه المقالة ، سننظر في ROS والراديكاليات الحرة واحدة في نفس الوقت ونشير إليها على أنها المؤسسات المؤكسدة من أجل البساطة. بعد كل شيء ، يمكن أن يصبح كل من هؤلاء الزبالين الخلويين الصغار ما يعادل طواقم الحطام الدقيقة التي تضرب الأجزاء الخلوية الخاصة بك. من الناحية العلمية ، فإن التركيب الكيميائي لهذه المواد المؤكسدة هو بحيث تحتوي على إلكترونات غير متقلبة للغاية. تتفاعل هذه الإلكترونات غير المقيدة بسهولة مع المكونات الخلوية مثل البروتينات (الهيكلية ، الانقباض ، الأنزيمية) ، الدهون الغشائية ، وحتى النيوكليوتيدات داخل الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، وتغيير بنية هذه الجزيئات. هذا يضع كل جزء من الخلية معرضة لخطر الضرر الناجم عن الجذور والتغيير!

أخرج المدفعية الثقيلة

لحسن الحظ بالنسبة لنا ، مع كل معالجة الأكسجين هذه ، نحن في حوزتها كل من الدفاعات الداخلية المتطورة (الداخلية) المضادة للأكسدة ، فضلاً عن القدرة على استهلاك الأطعمة التي يمكن أن تحمي من هذه الزبالين الخلويين. تتصاعد آليات الدفاع هذه بمجرد تحدي الخلية من خلال النشاط المفرط المؤكسد ومحاولة الحفاظ على توازن مؤكسد مواتية لمضادات الأكسدة.

يوفر التدريب على التمرين مثالًا جيدًا على هذا المبدأ في العمل. لقد تم توثيقه جيدًا أن تمرين الكثافة المعتدل يزيد من الإنتاج المؤكسد. ومع ذلك ، نعلم جميعًا أن التمرين مفيد لك وفي الواقع ، يحمي من العديد من الأمراض المرتبطة بالأضرار الناجمة عن الجذور. إذن ، ما الذي يعطي؟ حسنًا ، يستجيب الجسم للتدريب المعتدل للكثافة مع تنظيم إنزيمات طبيعية مضادة للأكسدة ديسموتاز الفائق الأكسيد (SOD) والجلوتاثيون بيروكسيداز (GPX). لذلك ، على الرغم من أن التمرين يسبب زيادة في التكوين الجذري ، فإن الاستجابة الفسيولوجية لهذا في الواقع تعمل على تحسين نسبة المؤكسد إلى مضادات الأكسدة.

توفر مكملات زيت السمك مثالًا جيدًا آخر لهذه الظاهرة. نظرًا لأن زيت السمك معرض للغاية للأكسدة في الجسم وخارج الجسم (ولهذا السبب يتم الاحتفاظ به في حاويات غير شفافة) ، فقد أبلغ بعض الباحثين عن زيادة في تكوين مؤكسد مع مكملات زيت السمك. ومع ذلك ، لا تتخلى عن مكملات زيت السمك حتى الآن. نظرًا لأن البحث الذي يدل على أن مكملات زيت السمك توفر الحماية ضد العديد من أمراض الشيخوخة ، فسيكون من الواضح أنك تسأل نفسك ما إذا كان هناك شيء آخر يحدث هنا. حسنا ، هناك. لقد أظهرت الأبحاث أن مكملات زيت السمك تزيد في الواقع من التعبير الوراثي للعديد من الجينات التي تحمي من الجذور الحرة (Takahashi et al 2001) ، مما يخلق مرة أخرى نسبة مؤكدة إلى أكسدة أكثر ملاءمة.

وضع التمرين والأكسدة

كما قد تكون قد خمنت ، وضع مختلفS من التمرين يؤدي إلى آليات مختلفة لتوليد الجذور. لذلك ، تبين أن كلا من ممارسة القوة المكثفة وكذلك التمارين الهوائية المكثفة تزيد من إنتاج المؤسسات المؤكسدة من خلال ثلاث آليات مميزة في معالجة الأوكسجين (الميتوكوندريا) ، وإصابة-الإصلاحية الإقفارية ، والضرب الجزئي/إصلاح العضلات (المعروفة بخلاف ذلك معروفة على خلاف ذلك كما إنتاج الكريات البيض الراديكالية). هذه الآليات موصوفة أدناه.

الرياضيين التحمل وزيادة معالجة الأكسجين الميتوكوندريا

كما ذكرنا سابقًا ، يمكن أن تنتج إنزيمات الميتوكوندريا المؤسسة أثناء استقلاب الطاقة ، حتى في الراحة. لذلك من المنطقي أنه أثناء النشاط الهوائي المكثف ، حيث تحدث معالجة الأكسجين بمعدلات من 10 إلى 20 أضعاف فوق استهلاك الأكسجين المستريح ، سيتم إنشاء المزيد من الجذور. في الواقع ، تؤدي هذه الزيادة في استهلاك الأكسجين إلى زيادة 2-3 أضعاف في مستويات الجذور الحرة. في حين أن الإنزيمات الطبيعية المضادة للأكسدة يمكن أن تحيد عادة الأضرار الجذرية الحرة في الراحة ، فقد تكون الزيادة في جذور الأكسجين أكثر من مضادات الأكسدة التي يمكن أن تتعامل معها.

تدريب الأثقال وإصابة الإخلاء الإقفاري

يتم تعريف نقص التروية على أنه عدم كفاية تدفق الدم و/أو عدم كفاية توصيل الأكسجين إلى أنسجة الجسم. على الرغم من استخدامه عادةً في إشارة إلى نقص الأكسجة (منخفض الأكسجين) الذي شوهد خلال احتشاء عضلة القلب (نوبة قلبية) ، يمكن أيضًا رؤية نقص التروية في كل من العضلات الهيكلية والأعضاء المختلفة أثناء التدريب على الوزن.

يمكن أن “تقلص” انقباضات المدة الثابتة أو المعتدلة المرتبطة بتدريب القوة يمكن أن “قرص” العضلات الهيكلية بشكل فعال ، ولا تسمح للدم بالدوران عبر هذا الأنسجة. كما هو موضح أعلاه ، قد يؤدي ذلك إلى نقص الأكسجة ونقص التروية داخل العضلات الهيكلية.

كما يعلم الجميع ، بمجرد انتهاء الانكماش ، يعبّر الدم العضلات بسرعة ، مما يخلق مضخة ضخمة. ما قد لا تعرفه هو أن إعادة التعبئة السريعة هذه يمكن أن تؤدي إلى شيء يعرف باسم إصابة ضخه. تحدث إصابة ضخه ، من الواضح ، حيث يعيد الدم بسرعة أن الأنسجة. لذلك ، بعد تقلص العضلات ، يتدفق الدم بسرعة إلى العضلات ويعيد الأكسجين بسرعة. غير مستعد لهذا التدفق السريع ، قد يشكل الميتوكوندريا والميوجلوبين والهيموغلوبين كميات مفرطة من المؤكسدات ، وبالتالي إصابة العضلات الهيكلية مع تلف جذري.

في حين أن العضلات الهيكلية معرضة بالتأكيد لخطر الإصابة بإعادة الدموية الإقفارية ، فقد تكون الأنسجة الأخرى أكثر عرضة لخطر أكبر. لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أنه أثناء التمرين ، يتم احتجاز الدم بعيدًا عن الأعضاء الداخلية وإعادة توجيهها إلى عضلات الهيكل العظمي. في الواقع ، في حالة راحة ، يتم احتجاز 15-20 ٪ من الناتج القلبي (أو 0.75-1L من الدم في الدقيقة) إلى العضلات. ومع ذلك ، أثناء التمرين القصوى ، يتم احتجاز 80-85 ٪ من الناتج القلبي (أو 20-21.25 لتر من الدم في الدقيقة) على العضلات. من الواضح أن كل هذا الدم يذهب إلى العضلات أثناء التمرين ، هناك دم أقل إلى الأعضاء. بعد جلسة التمرين ، هناك تدفق كبير للدم في الأعضاء وقد يؤدي هذا التدفق إلى نفس النوع من إصابة ضخه الموصوفة أعلاه.

تدريب الأثقال والصدمة الصغيرة/إصلاح العضلات

هذه الآلية النهائية مثيرة للاهتمام من حيث أنها لا تحدث بالفعل أثناء التمرين ؛ إنها ظاهرة ما بعد التمرين. كما نعلم ، يمكن أن يؤدي تمرين القوة المكثفة إلى كل من الأضرار الميكانيكية والأكسدة في العضلات الهيكلية. يشمل هذا الضرر فقدان النزاهة الهيكلية والانقباضية وكذلك الأضرار التي لحقت بأغشية الدهون في العضلات. بعد Microtrauma الناجم عن التمرين (الضرر) ، هناك فترة من الالتهاب والألم تتميز بتسلل العدلات وحيد الخلايا (البلاعم).

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنشيط الكريات البيض (خلايا الدم البيضاء) لبدء الإصلاح. يتم عرض البيانات عن هذه الظاهرة في الماسوشية العضلية ، الجزأين الأول والثاني. في حين أن هذه الخلايا المناعية ممتازة في دورها في إزالة ألياف العضلات التالفة ، فإن هذه الخلايا المناعية نفسها تؤدي إلى توليد جذري حرة. هذا ضروري لأن الجذور الحرة يمكن أن تساعد في إزالة شظايا الأنسجة المجهرية/الحطام. ما يعنيه هذا هو أن كل من جلسة تدريب الأثقال والانتعاش من هذه الجلسة يمكن أن تسبب أضرارًا حرة الناجمة عن الجذور.

كملاحظة جانبية مثيرة للاهتمام ، من غير الواضح حاليًا والتي جاءت أولاً ، أو الراديكاليات أو الضرر. يبدو كما لو كان هناك تأثير دوامة هبوطي. التمارين الحادة تؤدي إلى الإنتاج الجذري الحرة. يمكن أن تتسبب هذه الجذور (وكذلك العوامل الميكانيكية الأخرى) في تلف الهيكل الخلوي والأغشية والمكونات الخلوية الأخرى للعضلات الهيكلية. بمجرد حدوث هذا الضرر ، يتم بدء إنتاج الكريات البيض الجذرية لإزالة الألياف التالفة ، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من الجذور الحرة والأضرار الأكثر تسببًا في الجذور. وهكذا حتى نوبة التدريب التالية.

إذا كم هو سيء؟

مراجعة الآليات الثلاث المذكورة أعلاه ، من المخيف التفكير فيما يحدث لعضلاتنا أثناء وبعد التدريب الهوائي أو القوة. لكن تذكر أن أجسامنا لديها بعض الآليات المعقدة المصممة للتعامل مع Alarالأحداث الفسيولوجية مينغ. لكن السؤال لا يزال-هذه الآليات جيدة بما فيه الكفاية؟

تم إجراء معظم الأبحاث التي تبحث في التمرين والأكسدة في الرياضيين التحمل. في هؤلاء الأفراد ، يؤدي التدريب إلى زيادة تركيزات إنزيم مضادات الأكسدة الداخلية (“المنتجة داخل”) بالإضافة إلى زيادة نشاط مضادات الأكسدة هذه. لذلك تمامًا مثل VO2 Max ، والشعيرات ، وكثافة الميتوكوندريا ، وإخراج القلب من أجل تسهيل نوبات التمرين في المستقبل ، وكذلك أنظمة الدفاع المضادة للأكسدة. يبقى سؤال واحد رغم ذلك. مع ممارسة مكثفة للغاية ، هل تزداد أنظمة الدفاع هذه بدرجة كافية لتحقيق التوازن بين مستويات المتزايدة المتزايدة؟ يعتقد العديد من الباحثين أن الإجابة قد تكون لا.

تم نقل Scott Powers و PhD وباحث مضاد للأكسدة المعروف قوله: “من المعروف جيدًا أن التمرينات المكثفة أو المطولة تؤدي إلى إصابة مؤكسدة للعضلات الهيكلية ، فهناك أدلة متزايدة على أن المتطرفين يساهمون في التعب العضلي. أن هناك اهتمامًا قويًا بآثار مكملات مضادات الأكسدة على أداء التمرين. ”

أظهرت بيانات الحيوانات مرارًا وتكرارًا أن التعب في العضلات يمكن أن يتأخر في المستحضرات في العضلات المختبرية مع مضادات الأكسدة. أشارت الدراسات البشرية أيضًا إلى أن زيادة تركيز مضادات الأكسدة الداخلية (أي زيادة تركيز الجلوتاثيون عبر مكملات بروتين مصل اللبن) وكذلك توفير مكملات مضادة للأكسدة يمكن أن تحسن الأداء. كما هو الحال في كثير من الأحيان ، ومع ذلك ، فإن الدراسات البشرية حول هذا الموضوع هي إلى حد ما إلى حد ما (“الابتعاد والخلف”) فيما يتعلق بتحسين الأداء. ومع ذلك ، يبدو أن فوائد مضادات الأكسدة أكثر من نظرية.

نظرًا لأننا ناقشنا على وجه التحديد الرياضيين التحمل ، دعنا نتعامل مع الرياضيين الذين يتدربون على الأثقال. لسوء الحظ ، تم جمع عدد قليل جدًا من البيانات في هؤلاء الأفراد. ومع ذلك ، نظرًا لأن التعديلات الأنزيمية تحدث بشكل أساسي في ألياف العضلات البطيئة (والتي هي أكثر كثافة في الميتوكوندريا وبالتالي تحتوي على المزيد من إنزيمات مضادات الأكسدة أكثر من ألياف نشل سريعة) ، فإن الرياضيين الذين لديهم نسبة عالية من ألياف الوخز السريعة قد يكونون أكثر عرضة لخطر أكبر من الأضرار الجذرية الناتجة عن الجذور .

نظرًا لوجود زيادة واضحة في المواد المؤكسدة ذات القوة الشديدة والتحمل ، فضلاً عن انخفاض في تركيزات البلازما في فيتامين E ، وفيتامين C ، و Coennzyme Q10 (جميع الفيتامينات/المواد الغذائية المضادة للأكسدة) ، وربما يحتاج الرياضيون بكثافة عالية إلى المزيد مما يمكن أن يوفره الجسم بشكل طبيعي. بعد كل شيء ، حتى هؤلاء الرياضيين الذين يستهلكون ما يُعرف تقليديًا بأنه “نظام غذائي مغذي ومتوازن” يرون هذه التخفيضات في تركيزات البلازما لبعض مضادات الأكسدة. في هذا السيناريو ، قد يكون من الضروري تكملة العناصر الغذائية المضادة للأكسدة.

نادراً ما تكون أي ظاهرة فسيولوجية سيئة

قبل أن نناقش العناصر الغذائية التي قد تساعد في منع الأضرار الناجمة عن الأكسدة لدى الرياضيين التدريبيين الجاد ، نريد أن نحذرك من تطوير كراهية للمؤسسات.

بالتأكيد ، من الواضح أن ظهور الكثير من المواد المؤكسدة في الجسم أمر سيء لأن هذه الجذور يمكن أن تلحق الضرر بالمكونات الخلوية المهمة. ولكن تمامًا كما هو الحال مع الكورتيزول والإستروجين وعشرات المركبات الفسيولوجية الضرورية الأخرى ، فإن المؤسسات المؤكسدة بكميات صغيرة ضرورية ويمكن أن تكون مفيدة.

قد تكون كميات صغيرة من الجذور مفيدة للتواصل الخلوي والدفاع الخلوي. من المعروف أن العديد من الرسل داخل الخلايا (CAMP ، diacylgycerols ، إلخ) يشير إلى ظهور العديد من العمليات الخلوية. هناك الآن دليل على أن المتطرفين قد يؤدي أدوارًا مماثلة. بيروكسيد الدهون هو آلية واحدة يمكن من خلالها حدوث ذلك.

في حال لم تكن تعرف ، فإن بيروكسيد الدهون هو العملية التي تتأكسد من الجذور الحرة أغشية خلايا الجسم المختلفة. على الرغم من أن عادةً ما يُنظر إليها على أنها شيء سلبي ، إلا أن عملية تحطيم الغشاء الخلوي هي إحدى الطرق التي يجدد بها الغشاء نفسه. بالإضافة إلى ذلك ، هذا الدهون PE