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: [email protected] ve
[email protected]