Photo by Diana Polekhina on Unsplash
Regularne ćwiczenia przynoszą wiele udowodnionych korzyści, m.in. zmniejszają ryzyko wystąpienia chorób takich jak cukrzyca typu II, nowotwory czy demencja, a także poprawiają funkcjonowanie naszych narządów, w szczególności mięśni szkieletowych. Jednakże podczas intensywnych ćwiczeń wzrasta produkcja wolnych rodników lub reaktywnych form tlenu i azotu (ROS i RONS), co może hamować funkcję kurczliwości mięśni, prowadząc do zmęczenia i pogorszenia ich wydajności. Biorąc pod uwagę rolę przeciwutleniaczy w ochronie przed wolnymi rodnikami, wśród sportowców powszechną praktyką stało się spożywanie suplementów przeciwutleniających w celu zwalczania uszkodzeń i zmęczenia mięśni oraz poprawy wyników. Chociaż przeciwutleniacze odgrywają ważną rolę w ochronie przed RONS, dowody sugerują, że suplementacja przeciwutleniaczami może upośledzać adaptację treningu wysiłkowego. Problem polega na tym, że reaktywne formy tlenu i azotu powstające podczas ćwiczeń mogą mieć związek z poprawą wydolności tlenowej i przerostem mięśni poprzez stymulację szlaków molekularnych za pośrednictwem białek. Przykładowo, według Ristowa i współpracowników, spożycie witaminy E (400 IU/dzień) i witaminy C (1000 mg/dzień) zapobiega indukcji PGC1-α i biogenezy mitochondriów, a także kluczowych endogennych enzymów antyoksydacyjnych w ludzkich mięśniach szkieletowych. W tym sensie zwiększona biogeneza mitochondriów jest główną adaptacją do treningu wysiłkowego mięśni szkieletowych, a PGC1-α jest uważany za główny regulator biogenezy mitochondriów.
Co więcej, niektórzy autorzy sugerowali pozytywne skutki przejściowego zwiększonego poziomu RONS wywołanego wysiłkiem fizycznym. W rzeczywistości RONS bierze udział w regulacji aktywności skurczowej mięśni, ponadto RONS stymuluje regenerację mięśni i poprawia rozszerzenie naczyń podczas wysiłku. Jednak wysokie stężenia RONS i stres oksydacyjny zwiększają stan zapalny oraz uszkodzenia komórek i tkanek. Dlatego też kwestia antyoksydantów w kontekście wysiłku fizycznego jest kontrowersyjna i prawdopodobnie zależna od szerszego kontekstu.
Czym są reaktywne formy tlenu i azotu?
Reaktywne formy tlenu (ROS) i azotu (RONS), zwane także wolnymi rodnikami, powstają w organizmie w sposób ciągły w wyniku metabolizmu oksydacyjnego. ROS powstają, gdy nie ma wystarczającej ilości tlenu, w wyniku czego powstaje wolny rodnik. Wolne rodniki są wysoce reaktywne ze względu na niesparowany elektron. Wysokie stężenia wolnych rodników mogą powodować uszkodzenia lipidów, białek i DNA. Podczas ćwiczeń zwiększone zużycie tlenu prowadzi do wzrostu produkcji ROS, a wzrost ten podczas ćwiczeń może przyczyniać się do uszkodzenia mięśni, upośledzenia odporności i zmęczenia. Sugeruje się, że uszkodzenie mięśni, w tym peroksydacja lipidów, powstałe w wyniku ROS podczas wysiłku fizycznego, jest możliwą przyczyną opóźnionej bolesności mięśni (DOMS) i upośledzenia wydolności wysiłkowej. Pomimo szkód, jakie mogą powodować, wolne rodniki są również niezbędne do prawidłowego funkcjonowania fizjologicznego, pełniąc rolę przekaźników wewnątrzkomórkowych. Chociaż wysoki poziom ROS wykazuje negatywny wpływ na wydajność ćwiczeń, ostatnio zbadano ich rolę w pozytywnej adaptacji komórkowej do stresu i treningu sportowego.
Wolne rodniki mogą działać jako cząsteczki sygnalizacyjne do regulacji i adaptacji funkcji mięśni poprzez zwiększenie poziomu białek ochronnych. Ta regulacja białek ochronnych pozwala na zwiększoną ochronę przed przyszłym stresem i narażeniem na wolne rodniki. Stopień, w jakim te reaktywne gatunki są szkodliwe lub korzystne, zależy od różnych czynników, w tym czasu trwania i intensywności ćwiczeń, stanu odżywienia i wytrenowania sportowca oraz wieku. Niższe dawki ROS wydają się być korzystne w przypadku adaptacji treningowej. Jednakże zwiększona produkcja ROS w mięśniach szkieletowych jest powiązana z uszkodzeniem mięśni i ich zmniejszoną wydajnością. Jeśli chodzi o stan wytrenowania, niedawno wykazano, że sprinterzy i mistrzowie wytrzymałości mają lepszą równowagę redoks i mniejszy stan zapalny w porównaniu z grupą kontrolną dobraną pod względem wieku, ale niewytrenowani.
Witamina C z Testosterone.pl – wsparcie mechanizmów antyoksydacyjnych – KUP TUTAJ
Przeciwutleniacze i procesy antyoksydacyjne
Przeciwutleniacze to związki, które pomagają chronić narządy komórkowe przed uszkodzeniami oksydacyjnymi powodowanymi przez wolne rodniki. Istnieje wiele różnych przeciwutleniaczy, które można sklasyfikować jako endogenne lub egzogenne oraz dzielić na enzymatyczne i nieenzymatyczne. Przeciwutleniacze chronią przed stresem oksydacyjnym, przekształcając wolne rodniki w nierodniki, zmniejszając w ten sposób ich reaktywność lub zapobiegając konwersji nieaktywnych rodników w bardziej szkodliwe formy. Endogenne przeciwutleniacze to białka wytwarzane przez organizm i mogą być enzymatyczne lub nieenzymatyczne. Głównym nieenzymatycznym endogennym przeciwutleniaczem jest glutation (GSH).
Produkcja endogennych przeciwutleniaczy wzrasta po wysiłku fizycznym i odgrywa rolę w ochronie komórek przed uszkodzeniami oksydacyjnymi. Dobrze wytrenowani sportowcy mają wyższy poziom endogennych przeciwutleniaczy w swoich mięśniach niż sportowcy słabiej trenujący w wyniku adaptacji treningowych. W rezultacie osoby nietrenujące, będą prawdopodobnie mniej chronieni przed stresem oksydacyjnym.
Egzogenne przeciwutleniacze zawarte są głównie w pożywieniu, szczególnie w warzywach i owocach. Do ważnych egzogennych przeciwutleniaczy, które odgrywają rolę w ochronie przed wolnymi rodnikami, należą witamina E, witamina C, witamina A, polifenole i niektóre minerały takie jak cynk, mangan, miedź, selen. Zdolność oksydacyjna przeciwutleniaczy różni się w zależności od rodzaju wolnych rodników. Endogenne przeciwutleniacze stanowią naszą pierwszą linię obrony przed wolnymi rodnikami, natomiast egzogenne przeciwutleniacze, w tym witamina E i C, działają jako druga linia obrony zapewniając dalszą ochronę.
Witamina E jako antyoksydant
Witamina E odnosi się do związków rozpuszczalnych w lipidach, w tym czterech tokoferoli i czterech tokotrienoli, przy czym α-tokoferol jest najbardziej dostępną biologicznie i najbardziej znaną formą. Chociaż W przyrodzie występuje wiele przeciwutleniaczy, witamina E jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych.
Biorąc pod uwagę, że witamina E jest witaminą rozpuszczalną w tłuszczach, sportowcy stosujący dietę niskotłuszczową mogą mieć upośledzone spożycie i wchłanianie witaminy E. Sacheck i współpracownicy zbadali spożycie witaminy E wśród wioślarek akademickich stosujących dietę niskotłuszczową w porównaniu z dietą wysokotłuszczową i odkryli, że te z grupy niskotłuszczowej spożywały znacznie mniej witaminy E (2,9 mg witaminy E/dzień) niż te z grupy o wysokiej zawartości tłuszczu.
Należy jednak uważać w przypadku potencjalnej suplementacji. Duże dawki witaminy E suplementacyjnie mogą skutkować dużym wzrostem zapasów witaminy E w organizmie. Przyjęcie zbyt dużej ilości witaminy E poprzez samą żywność jest prawie niemożliwe, jednakże w przypadku suplementacji istnieje szansa na stan toksyczności witaminy E poprzez, powodując dolegliwości żołądkowe i zwiększone ryzyko krwawienia ze względu na rolę witaminy E jako antykoagulantu.
Witamina E od Aliness – egzogenny antyoksydant wspierający organizm – KUP TUTAJ
Suplementacja witaminy E a zdolności wysiłkowe
Aktualne dowody dotyczące wpływu suplementacji witaminą E na wyniki w zakresie wytrzymałości są niejednoznaczne. Badania na gryzoniach wykazały hamujący wpływ suplementacji witaminą E na indukowaną wysiłkiem biogenezę mitochondriów i enzymy antyoksydacyjne w mięśniach szkieletowych. W kilku badaniach na ludziach nie stwierdzono wpływu suplementacji witaminą E podczas treningu wytrzymałościowego na wyniki ćwiczeń. Istnieją jednak badania na ludziach, które wykazały negatywny wpływ łącznego stosowania witaminy C i E na reakcje adaptacyjne mięśni szkieletowych na trening wytrzymałościowy, takie jak osłabiona odpowiedź mRNA w białkach mitochondrialnych i enzymach antyoksydacyjnych. Nie ma jednak dowodów na to, że suplementacja witaminą E ma negatywny wpływ na maksymalny pobór tlenu (VO2max) jako miarę wydajności i adaptacji treningowej. W swoim badaniu z 2014 roku Paulson i współpracownicy nie stwierdzili wpływu suplementacji witaminą E na VO2max pomimo upośledzenia adaptacji komórkowych.
W innym badaniu dotyczącym wpływu suplementacji witaminą E na wyniki wytrzymałościowe Merry i Ristow w swojej pracy odnotowali podobne wyniki, stwierdzając brak wpływu suplementacji na VO2max. Z niedawnego przeglądu systematycznego wynika, że witamina E nie ma negatywnego wpływu na VO2max.
Niedawno również przeprowadzono badania dotyczące wpływu suplementacji przeciwutleniaczami na przerost mięśni. Aktualne dowody sugerują, że suplementacja witaminami E i C nie wpływa na hipertrofię u młodych uczestników i sportowców. Jednakże suplementacja witaminy C może osłabić przyrost beztłuszczowej masy ciała u osób starszych. Bjornsen i współpracownicy zaobserwowali mniejszy wzrost całkowitego przyrostu masy mięśniowej po suplementacji witaminą C (500 mg) i witaminą E (117,5 mg) w porównaniu z grupą placebo. Co ciekawe w innej pracy sprawdzono wpływ podawania witaminy C (1000 mg) i E (600 mg) w połączeniu z treningiem siłowym przez 6 miesięcy u zdrowych starszych uczestników prowadzących siedzący tryb życia. Autorzy zaobserwowali, że jedynie uczestnicy, którzy połączyli trening siłowy z suplementacją, pod koniec badania zyskali masę beztłuszczową (+1,5 kg). Autorzy doszli do wniosku, że suplementacja witaminami C i E może zmniejszyć uszkodzenia lub zwiększyć syntezę białek wywołaną skurczami mięśni związanymi z treningiem siłowym. Nie mierzyli jednak utleniania ani syntezy białka.
W przeglądzie dotyczącym przewlekłego spożycia witamin przez sportowców Braakhuis i Hopkins odnotowali tendencję w kierunku pogorszenia wyników, a nie ich poprawy. Dla kontrastu, Roberts i współpracownicy odnotowali poprawę wydajności po suplementacji o działaniu przeciwutleniającym i stwierdzili, że wysokie dawki (1600 IU) witaminy E przez 16 tygodni to minimalna dawka wymagana do wykazania efektów. Badacze zasugerowali, że po suplementacji witaminy E w dawce 1600 IU dziennie przez 6 tygodni można zaobserwować redukcję stresu oksydacyjnego, co zmniejsza ryzyko chorób związanych z jego wysokim poziomem.
Suplementacja witaminy C w sporcie
Wpływ witaminy C na siłę i funkcję mięśni badano w kilku badaniach, jednak dotychczasowe wyniki były niespójne. Na przykład Gomez-Cabrera i współpracownicy podali, że suplementacja witaminą C zmniejszała zdolność wytrzymałościową i hamowała wywołany wysiłkiem wzrost biogenezy mitochondriów (PGC-1α). Co więcej, w eksperymencie na ludziach suplementacja witaminą C zmniejszała poprawę VO2max wywołaną wysiłkiem fizycznym. Jednak według Evansa i współpracowników suplementacja witaminą C może zwiększyć szczytową siłę u niewytrenowanych osób.
Jeśli chodzi o działanie przeciwutleniające witaminy C u ludzi, Yfanti i współpracownicy podali, że suplementacja witaminą C (500 mg/dzień) i witaminą E (400 IU/dzień) nie zakłóca adaptacji wywołanych treningiem, takich jak zwiększona ilość białek mitochondrialnych i enzymów antyoksydacyjnych. Z drugiej strony, w kilku badaniach zaobserwowano osłabiający wpływ połączenia witamin C i E na adaptację mięśni szkieletowych do treningu wytrzymałościowego. Przykładowo, Ristow i współpracownicy wykazali, że połączona suplementacja witaminą C (1 g/dzień) i witaminą E (400 IU/dzień) zmniejszała ekspresję mRNA w enzymach antyoksydacyjnych i kilku biomarkerach biogenezy mitochondriów po treningu wytrzymałościowym.
W innym badaniu wykazano, że jednoczesna suplementacja witaminą C (1 g/dzień) i witaminą E (260 j.m./dzień) nie poprawiła regeneracji siły prostowników stawu kolanowego po wysiłku fizycznym. Połączenie suplementacji witaminą C i E zaburza rozwój maksymalnej siły podczas treningu oporowego w grupie mięśnia dwugłowego ramienia i łagodzi indukowaną wysiłkiem aktywację ERK1/2, kinaz MAP p38 MAPK i p70S6k w mięśniach szkieletowyvh. Inne niedawne badania oceniające wpływ połączonej suplementacji witaminą C i E oraz treningu oporowego przez 3–6 miesięcy nie wykazały pogorszenia wyników siłowych po suplementacji. Oznacza to, że badania w kontekście adaptacji siłowych są niejednoznaczne.
Istnieją również prace naukowe, które oceniały wpływ suplementacji antyoksydantów na przyrosty masy mięśniowej. Bjornsen i współpracownicy podali, że łączona suplementacja witaminą C (500 mg/dzień) i witaminą E (175 jm/dzień) podczas 12 tygodni treningu oporowego osłabiała przyrost beztłuszczowej masy nóg i grubości mięśnia prostego uda. Oprócz całkowitej masy beztłuszczowej nie zaobserwowano istotnych różnic między grupami w zakresie mas innych segmentów ciała i grubości mięśni po treningu. Natomiast inne badanie wykazało znaczny przyrost masy beztłuszczowej tylko wtedy, gdy trening oporowy był połączony z suplementacją witaminą C (1 g/dzień) i witaminą E (400 IU/dzień). Należy jednak zauważyć, że powyższe badania przeprowadzono wśród osób starszych i interpretacja wyników dotyczących antyoksydantów w tej populacji może nie być reprezentatywna dla populacji sportowców, w związku z czym wyciągnięcie wniosków w przypadku sportowców jest trudne.
Witamina D3 od Testosterone.pl – holistyczne wsparcie zdrowia organizmu – KUP TUTAJ
Podsumowanie
Regularne ćwiczenia przynoszą liczne korzyści zdrowotne, ale mogą również zwiększać produkcję reaktywnych form tlenu i azotu (ROS i RONS), co potencjalnie wpływa na funkcję mięśni. Sportowcy często sięgają po suplementy przeciwutleniaczy, aby zwalczyć skutki tych reakcji, jednakże istnieją dowody sugerujące, że nadmierna suplementacja może upośledzać adaptację treningu wysiłkowego.
Reaktywne formy tlenu i azotu są związane zarówno z negatywnymi, jak i pozytywnymi efektami na wydajność mięśni. Ich rola w regulacji aktywności skurczowej mięśni oraz stymulacja regeneracji i rozszerzania naczyń podczas wysiłku jest ważna, ale przy wysokich stężeniach mogą prowadzić do stanu zapalnego i uszkodzeń komórek. Przeciwutleniacze, zarówno endogenne, jak glutation, jak i egzogenne, takie jak witamina E i C, pełnią istotną rolę w ochronie komórek przed stresem oksydacyjnym. Jednakże, suplementacja przeciwutleniaczami może zakłócać adaptację treningową, zwłaszcza w kontekście biogenezy mitochondriów, kluczowej dla wydolności mięśni.
W przypadku witaminy E, jej suplementacja może być problematyczna, zwłaszcza dla osób stosujących niskotłuszczową dietę, co może prowadzić do niedoborów. Jednak nadmierna suplementacja może prowadzić do toksyczności, zwiększając ryzyko krwawień. W odniesieniu do witaminy C, badania dotyczące wpływu na siłę i funkcję mięśni są sprzeczne. Suplementacja witaminą C i E może mieć wpływ na przyrost masy mięśniowej, zwłaszcza u osób starszych, ale wnioski te mogą być trudne do uogólnienia na populację sportowców. W związku z tym, suplementacja antyoksydantami w sporcie pozostaje kontrowersyjna i wymaga dalszych badań.
Bibliografia:
Martinez-Ferran, M.; Sanchis-Gomar, F.; Lavie, C.J.; Lippi, G.; Pareja-Galeano, H. Do antioxidant vitamins prevent exercise-induced muscle damage? A systematic review. Antioxidants 2020, 9, 372.
Mertens, E.; Kuijsten, A.; Dofková, M.; Mistura, L.; D’Addezio, L.; Turrini, A.; Dubuisson, C.; Favret, S.; Havard, S.; Trolle, E. Geographic and socioeconomic diversity of food and nutrient intakes: A comparison of four European countries. Eur. J. Nutr. 2019, 58, 1475–1493.
de Sousa, E.F.; Da Costa, T.H.; Nogueira, J.A.; Vivaldi, L.J. Assessment of nutrient and water intake among adolescents from sports federations in the Federal District, Brazil. Br. J. Nutr. 2008, 99, 1275–1283.
Paulsen, G.; Hamarsland, H.; Cumming, K.; Johansen, R.; Hulmi, J.; Børsheim, E.; Wiig, H.; Garthe, I.; Raastad, T. Vitamin C and E supplementation alters protein signalling after a strength training session, but not muscle growth during 10 weeks of training. J. Physiol. 2014, 592, 5391–5408. [CrossRef]
Gomez-Cabrera, M.-C.; Domenech, E.; Romagnoli, M.; Arduini, A.; Borras, C.; Pallardo, F.V.; Sastre, J.; Vina, J. Oral administration of vitamin C decreases muscle mitochondrial biogenesis and hampers training-induced adaptations in endurance performance. Am. J. Clin. Nutr. 2008, 87, 142–149. [CrossRef]
Ristow, M.; Zarse, K.; Oberbach, A.; Klöting, N.; Birringer, M.; Kiehntopf, M.; Stumvoll, M.; Kahn, C.R.; Blüher, M. Antioxidants prevent health-promoting effects of physical exercise in humans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 8665–8670. [CrossRef] [PubMed]
Fernandez-Marcos, P.J.; Auwerx, J. Regulation of PGC-1α, a nodal regulator of mitochondrial biogenesis. Am. J. Clin. Nutr. 2011, 93, 884S–890S.
Avery, N.G.; Kaiser, J.L.; Sharman, M.J.; Scheett, T.E.; Barnes, D.M.; Gomez, A.L.; Kraemer, W.J.; Volek, J.S. Effects of vitamin E supplementation on recovery from repeated bouts of resistance exercise. J. Strength Cond. Res. 2003, 17, 801–809.
de Oliveira, D.C.; Rosa, F.T.; Simões-Ambrósio, L.; Jordao, A.A.; Deminice, R. Antioxidant vitamin supplementation prevents oxidative stress but does not enhance performance in young football athletes. Nutrition 2019, 63, 29–35. [CrossRef]
Neubauer, O.; Yfanti, C. Antioxidants in athlete’s basic nutrition: Considerations towards a guideline for the intake of vitamin C and vitamin E. In Antioxidants in Sport Nutrition; CRC Press/Taylor & Francis: Boca Raton, FL, USA, 2015.
Powers, S.K.; De Ruisseau, K.C.; Quindry, J.; Hamilton, K.L. Dietary antioxidants and exercise. J. Sports Sci. 2004, 22, 81–94. [CrossRef]
Paulsen, G.; Cumming,K.T.; Holden, G.; Hallén, J.; Rønnestad, B.R.; Sveen, O.; Skaug, A.; Paur, I.; Bastani, N.E.; Østgaard, H.N. Vitamin C and E supplementation hampers cellular adaptation to endurance training in humans: A double-blind, randomised, controlled trial. J. Physiol. 2014, 592, 1887–1901. [CrossRef]
Akova, B.; SuÈrmen-GuÈr, E.; GuÈr, H.; Dirican, M.; SarandoÈl, E.; Küçükoglu, S. Exercise-induced oxidative stress and muscle performance in healthy women: Role of vitamin E supplementation and endogenous oestradiol. Eur. J. Appl. Physiol. 2001, 84, 141–147. [CrossRef]
Zoppi, C.C.; Hohl, R.; Silva, F.C.; Lazarim, F.L.; Neto, J.A.; Stancanneli, M.; Macedo, D.V. Vitamin C and e supplementation effects in professional soccer players under regular training. J. Int. Soc. Sports Nutr. 2006, 3, 37. [CrossRef]
Silva, L.A.; Pinho, C.A.; Silveira, P.C.; Tuon, T.; De Souza, C.T.; Dal-Pizzol, F.; Pinho, R.A. Vitamin E supplementation decreases muscular and oxidative damage but not inflammatory response induced by eccentric contraction. J. Physiol. Sci. 2010, 60, 51. [CrossRef]
Strobel, N.A.; Peake, J.M.; Matsumoto, A.; Marsh, S.A.; Coombes, J.S.; Wadley, G.D. Antioxidant supplementation reduces skeletal muscle mitochondrial biogenesis. Med. Sci. Sports Exerc. 2011, 43, 1017–1024. [CrossRef] [PubMed]
Venditti, P.; Napolitano, G.; Barone, D.; Di Meo, S. Vitamin E supplementation modifies adaptive responses to training in rat skeletal muscle. Free Radic. Res. 2014, 48, 1179–1189. [CrossRef] [PubMed]
Braakhuis, A.J.; Hopkins, W.G.; Lowe, T.E. Effects of dietary antioxidants on training and performance in female runners. Eur. J. Sport Sci. 2014, 14, 160–168.
Yfanti, C.; Åkerström, T.; Nielsen, S.; Nielsen, A.R.; Mounier, R.; Mortensen, O.H.; Lykkesfeldt, J.; Rose, A.J.; Fischer, C.P.; Pedersen, B.K. Antioxidant supplementation does not alter endurance training adaptation. Med. Sci. Sports. Exerc. 2010, 42, 1388–1395. [CrossRef]
Bjørnsen, T.; Salvesen, S.; Berntsen, S.; Hetlelid, K.; Stea, T.; Lohne-Seiler, H.; Rohde, G.; Haraldstad, K.; Raastad, T.; Køpp, U. Vitamin C and E supplementation blunts increases in total lean body mass in elderly men after strength training. Scand. J. Med. Sci. Sports 2016, 26, 755–763. [CrossRef]
Yfanti, C.; Tsiokanos, A.; Fatouros, I.G.; Theodorou, A.A.; Deli, C.K.; Koutedakis, Y.; Jamurtas, A.Z. Chronic eccentric exercise and antioxidant supplementation: Effects on lipid profile and insulin sensitivity. J. Sports Sci. Med. 2017, 16, 375
