20 grudnia 2015 Redakcja Bieganie.pl Zdrowie

Oksydanty, czy jestem anty? Rzecz o wolnych rodnikach


Był rok 1982, pan Davies z kolegami przeprowadził badania i jako pierwszy opublikował wyniki udowadniające, że podczas wysiłku fizycznego produkowane są wolne rodniki (tzw. oksydanty). Posypały się kolejne prace innych zespołów wykazujące, że te wyprodukowane wolne rodniki zmieniają strukturę tłuszczy, białek i DNA, powodując zaburzenie ich funkcjonowania.

Do czego służą białka i DNA większość ludzi wie, tłuszcze kojarzone są głównie z otyłością czy chorobami układu krążenia. Natomiast ich funkcja w organizmie jest nie do przecenienia: budują błony komórkowe, wspierają funkcjonowanie układu nerwowego czy są prekursorami ważnych hormonów. 

Wolne rodniki są to związki chemiczne, które ze swojej natury bardzo łatwo reagują z różnymi substancjami, czy one tego chcą czy nie. Głównie są to tzw. reaktywne formy tlenu (tzw. ROS, np. woda utleniona) i azotu (tzw. RNS, tlenek azotu) oraz trochę też chloru. Skoro wolne rodniki są tak niebezpieczne, to oczywiście organizm dysponuje środkami obronnymi, tzw. antyoksydantami. Są nimi głównie przeznaczone do tego enzymy oraz związki nie enzymatyczne, np.: kwas moczowy czy bilirubina, a także substancje pochodzące z diety, takie jak witamina C, witamina E czy różne karotenoidy.
Jak już wspomniałem, wolne rodniki produkowane są między innymi przez pracujące mięśnie. Istotnym miejscem ich powstawania są mitochondria, w których zachodzą tlenowe procesy uzyskiwania energii. W ich przebiegu, na etapie tzw. łańcucha oddechowego powstają reaktywne formy tlenu, które mogą wydostawać się na zewnątrz mitochondriów. Wolne rodniki zarówno tlenowe jak i azotowe mogą powstawać również w innych strukturach komórek mięśniowych. Podczas wysiłku produkcja wolnych rodników wzrasta kilkukrotnie w porównaniu do poziomu spoczynkowego, a więcej ich powstaje we włóknach mięśniowych typu I (wytrzymałościowych) niż typu II (szybkościowych). Oprócz mięśni, istotne ilości wolnych rodników powstają w sercu, wątrobie, płucach czy białych krwinkach.

Zaburzenie równowagi pomiędzy produkcją wolnych rodników i obroną antyoksydacyjną na korzyść wolnych rodników prowadzi do powstania tzw. stresu oksydacyjnego. Nadmierny poziom tego stresu uważany jest za jeden z czynników wywołujących zmęczenie i spadek intensywności wysiłku fizycznego. Z tego powodu często mówi się o potrzebie maksymalnego zabezpieczenia się przed wolnymi rodnikami, które zaburzają, niszczą i postarzają. Czy jednak jest to słuszne postępowanie? Otóż okazuje się, że nie.

W ostatnich latach pojawiło się dużo prac wskazujących na pozytywne działanie wolnych rodników. Okazało się, że stanowią one swoisty system sygnałowy dla organizmu, dzięki któremu może on lepiej funkcjonować. Obecność reaktywnych form tlenu wpływa na uzyskiwanie większej siły przez pracujące mięśnie (rycina 1). Dodatkowo, obecność wolnych rodników stymuluje w organizmie procesy wzrostu komórek (również mięśniowych), ich odbudowy i naprawy, włącznie z uruchamianiem odpowiednich genów czy inicjuje powstawanie nowych mitochondriów. Tlenek azotu jest aktywnym mediatorem wspomagającym funkcjonowanie układu krążenia, od powstawania nowych naczyń krwionośnych do udziału w regulacji procesów krzepnięcia krwi. Stanowi także główny czynnik aktywny w niektórych lekach, np. znana chyba wszystkim viagra i jej generyki. Wolne rodniki są także istotnym elementem obrony immunologicznej organizmu. Stanowią one jedną z podstawowych broni podczas walki z bakteriami lub innymi mikroorganizmami (tzw. obrona nieswoista). Biorą także czynny udział w reakcji zapalnej, która ma za zadanie jak najszybciej uporać się z czynnikiem chorobotwórczym.

Nie znaczy to, że wolne rodniki stają się nagle pożądane i cudowne. W nadmiarze są nadal szkodliwe, jednak nie można z nimi walczyć za wszelką cenę. U podstaw efektów treningowych leży adaptacja organizmu do stosowanych obciążeń fizycznych. Wolne rodniki są jednym z istotnych elementów wspierających tą adaptację.
rycina_1.png

Rycina 1. Model pokazujący wpływ wolnych rodników tlenowych na generowanie mocy przez mięśnie szkieletowe (isometric force). Punkty 1 i 2 przedstawiają produkcję mocy przez mięśnie przy braku lub niewielkiej ilości wolnych rodników. Punkt 3 przedstawia produkcję mocy przez mięśnie wystawione na działanie „optymalnej” ilości wolnych rodników (swoisty „próg oksydacyjny”). Punkt 4 przedstawia produkcję mocy przez mięśnie wystawione na działanie dużych ilości wolnych rodników. (wg Reid et al. J Appl Physiol. 2001)
Redakcja Bieganie.pl