فشار و ورزش اکسید کننده : نقش گلیسین پروپیونیل – ال – کارنیتین(GPLC)

فشار اکسید کننده وقتی تولید گونه های واکنش دهنده با اکسیژن(ROS)از استحکامات آنتی اکسیدان فراتر میروند اتفاق می افتد…بفهمید چگونه GPLC میتواند نقشی در پایدار کردن تاثرات منفی اش ایفا کند!

فشار اکسید کننده وقتی تولید گونه های واکنش دهنده با اکسیژن(ROS)از استحکامات آنتی اکسیدان فراتر میروند اتفاق می افتد(هالیول و کراس ۱۹۹۷).

سیستم آنتی اکسیدان شامل مکانیزم های هم اندوژنوها(ترشحات داخلی بدن)و هم اکزوژنوها(خارج از بدن) میباشد.فشار اکسید کننده میتواند باعث آسیب های اکسیده شدن بر پروتئین های سلولی(ادغام شدنی ها,ساختاری ها و آنزیمی ها), لیپیدها, DNA و دیگر مولکول ها به روش هایی که ممکن است باعث عملکرد غیر طبیعی سلول شود.

درجه ی آسیب اکسیده شدن,همانند خط سیر زمانی برای افزایش در بیومارکر های فشار اکسید کننده در بین مطالعات گوناگون مختلف است, به نظر می آید وابسته به نوع,شدت,حجم و مدت ورزش باشد,وضعیت ورزشی و تغذیه ی نمونه های تحقیق,و بافت های آنها مورد بررسی قرار گرفتند.

باید توجه شود که بر خلاف پتانسیل برای افزایش تولید ROS که ایجاد مشکل میکند,به نظر می آید مقادیر کم ROS برای عملکرد های فیزیولوژیکی مهم مانند علامت دهی سلول,واکنش ایمنی و مرگ سلول ضروری میباشد.

مرگ سلول چیست؟

مرگ سلول یک برنامه ی مرگ سلول در اورگانیسم های چند سلولی است.یکی از اصلی ترین انواع برنامه های مرگ سلولی(PCD)میباشد و شامل یک سری از اتفاقات بیوشیمیایی میباشد که باعث ویژگی و مشخصه ی شکل شناسی و مرگ سلول میشود,به بیان واضح تر, یک سری اتفاقات بیوشیمیایی که باعث تغییرات شکلی و ریختی متنوعی از جمله برجسته شدن,تغییرات اعضای سلول مانند از دست دادن بی تقارنی و پیوستگی اعضا,انقباض سلول,تکه تکه شدن هسته ای,میعان کروماتین(رنگینه),و تکه تکه شدن کروموزوم DNA میشود.فرایند های منهدم کردن سلول زمانی خوب است که بر تفاوت مرگ سلولی اورگانیسم متفاوت در بافت مرده آسیب نرساند.

با اینکه ROS ها دائما به مقدار کمی در داخل سیستم های بیولوژیکی تولید میشوند,حضور آنها وقتی در معرض هر دو فشار های محیطی و فیزیکی قرار میگیرید بیشتر میشود.ورزش یکی از این فشار هاست.بنابراین,استفاده از عوامل آنتی اکسیدان برای مبارزه با ROS در سال های اخیر مرسوم شده است.

ورزش و تولید ROS

موضوع ورزش  و فشار اکسیده شدن در ۳۰ سال اخیر,از زمانی که برای اولین بار گزارش شد که پیش اکسید شدن لیپید در طول ۶۰ دقیقه ورزش افزایش میابد,بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

بر اساس مدارک موجود,واضح است که ورزش با شدت(معمولا > 60% VO2 max یا ۵۰% یک دور حداکثر) و مدت کافی تشکیل ROS را افزایش میدهد,که پتانسیل ایجاد عدم تعادل بین مقادیر اکسیدان و آنتی اکسیدان را دارا میباشد.

جالب اینجاست که,با اینکه به نظر می آید ورزش زیاد به مدت کوتاهی ROS را افزایش میدهد,این محرک مشابه ورزشی برای افزایش نظیم و تنظیم استحکامات آنتی اکسیدان اندوژنوها نیاز میباشد.در این روش,تولید ROS به عنوان “نشانه” برای اجازه ی این سازگاری ها در دفاع آنتی اکسیدان عمل میکند که میتواند کاربردهای چشمگیری برای حفاظت در برابر افزایش های عاتی در ROS داشته باشد.

محل های مشخصی از تولید ROS با ورزش زیاد در جزئیات بحث شده اند.اینها شامل هم منابع اصلی که در آنها ممکن است تولید ROS در پاسخ به شرایط باشد, و همچنین در منابه ثانویه که در آنها تولید ROS در پاسخ به آسیب وارده از طریق دیگر مکانیزم ها مانند اعمال نامتعارف عضله که در ورزش های قدرتی و بدنسازی مرسوم است,باشد.

یک خط سیر اصلی برای تولید ROS در هنگام ورزش شامل اکسیژن است که اکسیژن در نهایت برای تولید ATp استفاده میشود.تحت شرایط فیزیولوژیکی نرمال,بیشتر اکسیژن مصرفی توسط سلول ها در آب سیتوپلاسم کاهش یافته است.

سیتوپلاسم(میتوچوندریا)چیست؟

اورگان های سلولی باریک و خمیده در سیتوپلاسم در همه ی سلول های یوکاریوت حاوی مواد و بسیاری آنزیم های مهم برای متابولیسم سلول میباشند,از جمله آنهایی که مسئول تبدیل غذا به انرژی مورد استفاده هستند.همچنین به آنها چوندریوسام نیز گفته میشود.

به هر حال,برخی اکسیژن ها(۱-۵ درصد)که از درون زنجیره ی تنفسی میتوچوندریا میگذرند سوپر اکسید ها را که ممکن است باعث ایجاد دیگر ROS های مضر شوند افزایش میدهند.این امر مخصوصا در طول جلسات شدید ورزشی وقتی اکسیژن مصرفی ۱۰ تا ۲۰ برابر بیشتر میشود کاملا مشهود است.

علاوه بر تولید از طریق انتقال انتخابی میتوچوندریا, ROS میتواند از طریق دیگر منابع اصلی از جمله متابولیسم پروستانیود,و واکنش های آنزیمی درگیر در اکسیده کردن NADPH و اکسید کردن زانتین,که تولید کننده های گونه های رادیکالی هستند نیز تولید شود.

منابع ثانویه ی آغاز ROS میتواند از ورزش هایی که همراه با صدمات عضله ای میباشند(مانند ورزش های قدرتی و شدید بر روی عضلات)نیز ناشی شوند.این شامل تهاجم وسیع سلول های فاگوسیت به داخل بافت آسیب دیده در تلاش برای افزایش ترمیم میباشد.علاوه بر این,صدمه ی عضله ای میتواند همراه با شکستن آهن درون پروتئین ها مانند اریتروسیت ها و میوگلوبین ها که میتوانند باعث افزایش آهن آزاد شوند که برای کاتالیز واکنش های رادیکالی معروف میباشند,باشند.

از این رو,ورزش هایی که آسیب جدی وارد میکنند مانند ورزش های ایروبیک با حرکات شدید یا ورزش های قدرتی شدید,ممکن است باعث تخریب این پروتئین ها شوند,و باعث افزایش در دسترس پذیری آهن آزاد برای کمک در تولید ROS شوند.در آخر,هر عدم تعادلی در کنترل کلسیم,مانند افزایش کلسیم درون سلولی میتواند باعث تولید ROS شود.این امر به نظر می آید از طریق فعالیت فسفولیپاز و آنزیم های تجزیه کننده ی پروتئین ها باشد.

در روش های بالا,گزارش شده است که فعالیت فیزیکی شدید در چندین بررسی باعث فشار اکسید کننده شده است,همانطور که قبلا در جزئیات بحث شد.

نگرانی ای که بسیاری از ورزشکاران دارند تاثیر تشکیل ROS بر عملکرد فیزیکی است.با اینکه تحقیقات انسانی کمی به طور مستقیم بر این حوزه ی تحقیقات تمرکز دارند,بخش زیر شرح مختصری برای این موضوع ارائه میکند.

همکاری بین ROS و عملکرد فیزیکی

با اینکه اطلاعات انسانی کمیاب هستند,مطالعات حیوانی به تخریب عملکرد انقباض,کاهش در مقدار نیروی عضله,و نرخ خستگی بیشتر در عضله ی اسکلتی ایزوله به عنوان عملکرد افزایش ROS اشاره کرده اند.

مهم است به خاطر داشته باشید که تغییرات اکسیده شدن برای پروتئین ها به خصوص میتواند باعث آسیب بر عملکرد فیزیکی شود,چون پروتئین ها در واکنش های آنزیمی و همچنین اعمال عضلات درگیر هستند.

دو مطالعه ی انسانی ارتباط بین فشار فشار اکسید کننده و ورزش بیش از حد را مورد بررسی قرار داده اند.در این کار,۴ هفته ورزش زیاد ایروبیک میزان آنتی اکسیدان خون را کاهش میدهد.

نتایج افزایش پروکسید ها در بازیکنان حرفه ای فوتبال در طول رقابت های ۵ ماهه گزارش شده اند.به طور واضح,کارهای بیشتر با استفاده از نمونه های انسانی در این حوزه ی تحقیقاتی مورد نیاز میباشند.

چون پتانسیل برای عملکرد معیوب به خاطر زیاد بودن فشار اکسیده شدن وجود دارد,روش های کاهش درجه ی فشار اکسید کننده برای ورزش های مورد مطالعه پیشنهاد شده اند.معمول ترین روش مصرف مواد غذایی دارای آنتی اکسیدان است.بخش بعدی سیستم دفاعی آنتی اکسیدان را مه شامل هم اندوژنو ها و هم اکزوژنو ها میباشد را بحث کرده است.

دفاع آنتی اکسیدان ها

با اینکه ROS ها دائما تولید میشوند و با فعالیت فیزیکی افزایش میابند,محتوای آسیب اکسیده شدن به شدت به قابلیت بدن برای دفاع در برابر تولید ROS بستگی دارد.این دفاع روی هم رفته به سیستم دفاعی آنتی اکسیدان اشاره دارد,و شامل آنتی اکسیدان های آنزیمی و غیر آنزیمی میباشد.

آنزیم های آنتی اکسیدان معمول شامل آنزیم های کاتالیزگر سوپر اکسید(SOD)میباشند که سه فرم اصلی شناخته شده از آنها وجود دارند : آنزیم سیتوسولیک مس – روی(cu – ZnSOD),یک آنزیم میتوچوندریا نیازمند به منگنز(MnSOD) و SOD برون سلولی(EC – SOD).

دیگر آنزیم های آنتی اکسیدان از جمله گلوتاتیون پروکسیداز(GPx)و کاتالاز(CAT) , هر دو عملکردشان این است که هیدروژن پروکسید را قبل از واکنش دادن با آهن های انتقالی غیر فعال کنند.

آنتی اکسیدان غیر آنزیمی اصلی در داخل بدن گلوتاتیون است که معمولا به مقدار زیاد در فرم کاهش یافته(GSH)وجود دارد.مصرف غذایی(از طریق غذای کامل یا مکمل های غذایی)آنتی اکسیدان های بیشتری را به فرم ویتامین ها(مانند آ,سی,ای),مواد معدنی(مانند سلنیوم,روی),فلاوونید ها,کاروتنوید ها(مانند بتا – کاروتین) و فنول ها تامین میکند.

باید توجه شود که بسیاری از این آنتی اکسیدان ها برای فراهم کردن حفاظت سلولی در داخل بدن با هم عمل میکنند.برای مثال,وقتی ویتامین ای ویتامین ای رادیکال را شکل میدهد,ویتامین سی برای”بازیابی”ویتامین ای وارد عمل میشود,با این حال انجام عملکردش به عنوان یک آنتی اکسیدان زنجیر شکن قدرتمند,با رادیکال های پر.کسیل در تداخل است.

همانطور که قبل تر اشاره شد,ورزش منظم میتواند دفاع آنتی اکسیدانی اندوژون ها را افزایش دهد,و گاهی همراه با کاهش تشکیل ROS میباشد.این امر گاهی باعث کاهش فشار اکسید کننده در ادامه ی ورزش و ورزش بعدی میشود.با اینکه اکثر مطالعات بر نتایج سازگاری ها از ورزش ایروبیک تمرکز دارند,نتایج مثبت نیز در مورد ورزش های غیر ایروبیک وجود دارند.

ورزش منظم میتواند دفاع آنتی اکسیدانی اندوژنو ها را افزایش دهد.

گلیسین پروپیونیل – ال – کارنیتین(GPLC)به عنوان یک عامل آنتی اکسیدان

مصرف میکرو مواد غذایی آنتی اکسیدان به طور وسیع به منظور کاهش فشار اکسیده شدن حاصله از ورزش به کار میرود.یک ماده ی غذایی آنتی اکسیدانی که توجهات بسیاری به آن جلب شده است ال – کارنیتین میباشد و البته پیش ماده ی آمینو اسید,گلیسین نیز گفته شده است که دارای مشخصات آنتی اکسیدان است.

در حقیقت,آزمایش های قبلی بر روی حیوانات متوجه کاهش پروتئین و پروکسید کننده ی لیپید به دنبال استفاده از گلیسین شده است.

به طور دقیق تر,پروپیونیل – ال – کارنیتین(PLC) که یک پروپیونیل استر از ال – کارنیتین میباشد,ویژگی های آنتی اکسیدانی قوی ای دارد,که از بافت ها در برابر صدمات وارده از طرف فشار اکسیده شدن دفاع میکند.گفته میشود که بخشی از این تاثیر مرتبط با نقش PLC در بهبود جریان خون میباشد,و احتمالا با افزایش نیتریک اسید درمان میشود,این نتیجه ای است که در دو مطالعه ی اخیر با استفاده از ترکیب PLC و گلیسین حاصل شده است.

این ترکیب منحصر به فرد از PLC و گلیسین یک اتصال مولکولی USP از مواد غذایی به نام گلیسین پروپیونیل – ال – کارنیتین(GPLC)میباشد.جدای از تاثیر مصرف خوراکی GPLC در افزایش تولید نیتریک اسید خون, در یکی از مطالعات اخیر گزارش شده است که GPLC واسطه ی اکسیده شدن ROS لیپید ها را کاهش میدهد.

در این مطالعه,نمونه ها GPLC خوراکی را با مقدار دز ۱٫۵ یا ۴٫۵ گرم در روز به مدت ۸ هفته دریافت کردند.با هر دو دز,سطح آسیب اکسیده شدن به لیپید ها در وضعیت استراحت بسیار کمتر از زمان شروع آزمایش بود.ولی همین نتیجه برای نمونه هایی که از داروی دیگر استفاده میکردند صادق نیست.

این نتایج ویژگی های آنتی اکسیدانی چشمگیر GLPC را نمایان میکنند.با اینکه این نتایج ابتدایی بسیار قابل توجه هستند,اما کارهای آینده باید تاثیر GLPC بر کاهش فشار اکسیده شدن حاصله از ورزش های شدید تمرکز کنند.

کاربردهای عملی GPLC

ثابت شده است که ماده ی غذایی GPLC شامل هر دو ویژگی های آنتی اکسیدان ها و افزایش نیتریک اسید میباشد.این نقش دو کاره باعث میشود این ماده هم برای مشتاقان به سلامتی و هم ورزشکارانی که میخواهد سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی بدنشان افزایش یابد ایده آل است,ولی با این حال به خاطر افزایش مقادیر نیرتیک اکسید جریان خون نیز افزایش میابد.

منبع : body4life.ir