Intensywny trening a wolne rodniki

Źródło zdjęcia

Uboczne produkty procesu spalania

Żywy organizm składa się z komórek. Funkcja każdej z nich polega głównie na spalaniu podstawowych składników odżywczych: tłuszczów, węglowodanów i tlenu. Nie jest to tylko praca dla samej pracy. Aby uprościć sprawę, posłużę się pewną analogią: mamy w domu piec, w którym spalamy drzewo lub węgiel. Niespecjalnie przejmujemy się tym, że coś w tym piecu się pali. Najważniejsze, że w wyniku spalania powstaje energia cieplna, a w pokoju robi się ciepło. Podobnie jest z ludzkim organizmem. Rzadko myślimy o tym, że gdzieś w nas spalają się tłuszcze, węglowodany i tlen. Ale wiemy na ogól, że wynikiem takiego spalania jest energia życiowa i że dzięki tej energii funkcjonujemy. Wróćmy do pieca. Węgiel i drzewo spaliły się i teraz kafle są nagrzane. Czy to już wszystko, co wydarzyło się w procesie spalania? Otóż nie. Zwykle jest tak, że nie wszystko zamieniło się w popiół. Jakiś kawałek węgla nie nadążył za ogólnym spalaniem i spalił się do polowy albo jeszcze się tli. W przewodzie kominowym pojawił się czad i sadza jako produkty uboczne nie do końca spalonego surowca. W szczególnych okolicznościach oba te produkty stają się zabójcze dla ludzi cieszących się ciepłem bijącym od pieca.
Niestety, spalanie, jakie odbywa się wewnątrz naszego organizmu, pozostawia równie szkodliwe produkty uboczne. Dzieje się to w sposób następujący: prawidłowo spalany atom tlenu zawiera cztery elektrony (o tym dowiedzieliśmy się już w podstawówce na lekcji fizyki). Ale, tak samo jak w piecu, coś tam nie ulegnie procesowi spalania do samego końca. Wprawdzie z „niedopalonych” cząstek nie tworzy się sadza lub czad, ale jednak powstaje atom tlenu o równie zabójczych właściwościach. Jest to atom posiadający tylko jeden elektron.
O ile atomy czteroelektronowe są stabilne i wytwarzają korzystną dla naszego życia energię, to atomy jednoelektronowe wprost przeciwnie. Czują się źle w pojedynkę i „awanturują się”, szukając kogoś do pary. Jak chuligani na wiejskiej zabawie. Atakują zdrowych i wykradają im elektrony.
Aby ukraść, trzeba uderzyć. Nikt przecież nie odda niczego swojego za darmo. Atom-chuligan atakuje, uszkadza upatrzony obiekt, kradnie i ucieka. Co natomiast robi okradziona ze swojego elektronu komórka? Traci nagle całą swoją energię. Jest więc tak, jakby złodziej okradł nas z dorobku całego życia. Załamujemy się, tracimy chęć do czegokolwiek. Mniej więcej to samo czuje komórka pozbawiona elektronu. „Ze zgryzoty” umiera, albo też ulega mutacji.

„Chuligan” z atomem jednoelektronowym to wolny rodnik

Okradziona przez niego komórka to przede wszystkim strata dla niej samej, czyli dla nas, bo im większy rozmiar strat, czyli im więcej komórek umarło, tym łatwiej zapadamy na różne choroby. Kulturystów dotyczy to o tyle, że w wyniku zniszczenia komórek mięśniowych dochodzi do zaburzeń metabolizmu energetycznego w mięśniach, a to skutkuje prawie zawsze ograniczeniem zdolności wysiłkowej organizmu kulturysty.
Ta sama komórka zmutowana na skutek kradzieży elektronu i uszkodzeń, jakich dopuścił się wolny rodnik, to już poważne zagrożenie. W sprzyjających okolicznościach wywołuje ona z kolei mutację łańcuchów DNA. Stąd już tylko krok do nowotworu.
Wszystko to brzmi groźnie, ale na szczęście istnieją mechanizmy obronne, które komplikują życie zarówno wolnym rodnikom, jak i zmutowanym przez nie komórkom. Problem w tym, aby nie dopuszczać do sytuacji, w której liczba wolnych rodników znacznie przekroczy liczbę mechanizmów obronnych.

Znaczenie wysiłku w produkcji rodników

Z chwilą rozpoczęcia wysiłku fizycznego wzrasta zapotrzebowanie ustroju na tlen. Jeżeli ilość energii wydatkowanej w czasie pracy jest stała (np. gdy jedziemy spacerowo na rowerze lub kiedy maszerujemy), pochłanianie tlenu ustala się na poziomie „zwyczajowej normy”. Oznacza to, że tyle zużywamy ile potrzebujemy. Bilans jest wyrównany, a w organizmie nie ma ani braku, ani też nadmiaru tlenu. Jednak gdy sytuacja wymaga nagłego zgromadzenia w tkankach większej ilości tlenu, np. podczas intensywnego treningu, zwiększa się raptownie proces spalania, podczas którego są wytwarzane wolne rodniki. Jeżeli zatem usłyszymy że osoba odchudzająca się dala sobie w kość i spaliła podczas treningu np. 2 kilogramy tłuszczyku, nie zabezpieczając się w odpowiedni sposób, to pomyślmy przy okazji, jak wielki legion wolnych rodników wytworzył się w miejsce tych 2 kilogramów… Jak wyglądają te proporcje, najlepiej obrazuje konkretny przykład: W spoczynku człowiek zużywa 224 mililitry tlenu na minutę. W czasie intensywnego wysiłku fizycznego człowiek może zużyć dwadzieścia razy więcej, a zatem nawet 448O ml. Aż 95 procent użytego tlenu służy do produkcji energii, jakiej potrzebujemy do wykonania ćwiczeń. Jest to konieczna norma. ale – nic za darmo. Produktami ubocznymi, takiego procesu są wolne rodniki tlenowe. Warto na przykład wiedzieć, że w ciągu 10 minut intensywnego treningu wytwarza się więcej rodników, niż w ciągu całej doby gdy trwonimy czas, siedząc przed telewizorem. Ceną za upragnioną poprawę naszej formy fizycznej jest nieuniknione produkowanie przez układ oddechowy wolnych rodników tlenowych.
Im więcej ich jest, tym wolniej przebiegają procesy naprawcze. Tym szybciej starzeje się organizm. Tym trudniej następuje regeneracja sił po treningu.

Zmiany genetyczne w ustroju

Były prowadzone próby funkcjonowania wolnych rodników in vitro (laboratoryjnie). Okazuje się, że modyfikują one, albo wręcz deformują, białka, węglowodany i nukleotydy (połączenia białkowe). Jeżeli wolny rodnik powstaje blisko cząsteczki DNA (genotyp człowieka), to może on wpłynąć na zmiany w jej strukturze, powodując mutację lub zmiany o charakterze toksycznym. Tłumacząc to na język zrozumiały dla każdego, wyjaśniam krótko, w czym rzecz: powstają choroby zwyrodnienia stawowe, kostne lub mięśniowe, a także zagrożenia nowotworowe. Aktywność wolnych rodników w mniejszym lub większym stopniu nie ustaje prawie nigdy Dotyczy to nawet zwykłego metabolizmu fizjologicznego (przemiany materii), a więc niespowodowanego wysiłkiem. Ba, wolne rodniki tworzą się również podczas jedzenia i to niekoniecznie tylko potraw tłustych!
Wszystko to brzmi szokująco, bo w praktyce może okazać się, że niemal cała żywność jest w stanie nam zaszkodzić przez wytwarzanie wolnych rodników w trakcie fizjologicznego procesu trawienia. Gdyby przyjąć taką tezę, nie pozostałoby już nic innego, jak tylko uznać sam proces życia za jedną wielką i przewlekłą chorobę, od której uwalnia dopiero uroczysty pogrzeb!

Przezorny ubezpieczony

Wszystko brzmi raczej makabrycznie i nie zachęca ani do wiosennego kopania grządek na działce, ani tym bardziej do uprawiania jakiegokolwiek sportu. Ale to tylko pozory. Rzecz w tym, aby wiedzieć, co należy robić w celu ograniczania panoszących się rodników.
Na szczęście każdy z nas jest zabezpieczony w mniejszym lub większym stopniu genetycznie. Na wyposażenie obronne składają się tokoferole, glutation, kwas askorbinowy oraz inne antyutleniacze, które w mniejszym lub większym procencie „siedzą” w naszym organizmie, są gotowe do kontrataku i rzeczywiście w razie potrzeby kontratakują. Niestety, w każdym przypadku konieczna jest interwencja ludzkiego rozumu.
Podaję taki przykład: Tokoferol („ludzka nazwa”: aktywna witamina E) może zadziałać antyutleniająco, czyli może zlikwidować wolny rodnik wtedy gdy stężenie lipidów w organizmie jest podwyższone. Gdy jednak stężenie lipidów jest niskie, tokoferol nie wykazuje właściwości antyutleniacza.
W praktyce jest to bardzo istotne. Gdy zatem zjemy pieczone żeberko lub chleb ze smalcem albo placki smażone na oleju, powinniśmy posłużyć się też witaminą E, która stanie do walki i zredukuje wolne rodniki. Po spożyciu chudej szynki (warunkującej niskie stężenie lipidów) witamina E nie stanie już do obrony organizmu, bo zabraknie katalizatora, czyli czynnika, który prowokuje tę witaminę do czynności obronnych. Należy skorzystać wtedy z możliwości innego obrońcy (reduktora), o którym wspominam dalej. Witamina E jest silnym reduktorem wolnych rodników, działa tak, jak przedstawiłem wyżej, ale gdy zabraknie jej wspomagania (tłuszczu), możemy już tylko liczyć na inne mechanizmy zabezpieczające.

Tym innym mechanizmem jest witamina C, ale i ją należy wykorzystywać z rozmysłem

Otóż niektórzy badacze wyrażają opinię, że w niskich stężeniach działa ona jak utleniacz (a więc producent wolnych rodników), natomiast w wysokich – jak antyutleniacz (czynnik pozytywny). Wynikałoby z tego, że zjedzenie jednego jabłka, pomarańczy albo garści porzeczek to najlepsza woda na młyn wolnych rodników, natomiast kilogram tych samych owoców lub wsparcie pojedynczej sztuki drażetką witaminy C – daje dopiero upragniony efekt. W praktyce trudno o tym wszystkim pamiętać, przynajmniej na początku, ale podobno taki jest mechanizm funkcjonowania organizmu i warto od czasu do czasu przypominać sobie o nim. Trwałym mechanizmem zabezpieczającym ustrój przed wolnorodnikowymi postaciami tlenu jest koenzym organiczny tzn. istniejący na stałe w naszym organizmie glutation, składający się z trzech aminokwasów (kwas glutaminowy, cysteina i glicyna), produkowany w organellach komórkowych. W praktyce możemy traktować glutation jako „adwokata z urzędu”. Broni, bo musi, ale specjalnej aktywności nie wykazuje.
Inne antyutleniacze funkcjonujące na statusie „adwokata z urzędu”, to organiczne śluzy tchawiczo-oskrzelowe i żołądkowo-jelitowe. Mają one zdolność wychwytywania niektórych rodników w drogach oddechowych i przewodzie pokarmowym, a także tych rodników, które znajdują się w skażonym powietrzu.

Eksperyment na „żywych”

To bardzo ważne, bo znajomość wyników badań pozwoli każdemu na wybór sposobu treningu oraz na ustalenie czasu ćwiczeń.
W roku 1993 pracownicy naukowi Akademii Wychowania Fizycznego w Poznaniu zadali sobie trud ustalenia wpływu wysiłku fizycznego na przebieg procesu utleniania lipidów czyli tłuszczów organicznych (przypominam: wszelkie formy utleniania kończą się wytwarzaniem wolnych rodników) oraz opracowania mechanizmu działania wolnych rodników u osób zdrowych.
Badania przeprowadzono na grupie 109 zdrowych osób, w wieku od 19 do 25 lat. Chodziło m.in. o ustalenie stężenia nadtlenków lipidów w osoczu krwi w zależności od obciążenia treningowego. Potwierdził się fakt, że podczas wzmożonego wysiłku fizycznego może następować wzrost produkcji wolnych rodników oraz przyspieszenie procesu utleniania lipidów. Dostrzegalna różnica występuje między aktywnością rodników w stanie spoczynku organizmu a tą samą aktywnością podczas wysiłku.
W czasie wysiłku fizycznego zmienia się proces krążenia krwi, na skutek czego niektóre tkanki są niedotleniane. Te właśnie niedotleniane tkanki stają się wrażliwe na działanie produktów utleniania lipidów. Ponadto zaobserwowano przy wysiłku obrzęk mitochondriów komórkowych, utratę białka organicznego oraz hemolizę (proces pękania krwinek czerwonych połączonych z wydobywaniem się hemoglobiny poza obręb komórki). Wszystko to dodatkowo przyczynia się do zwiększonego powstawania wolnych rodników.
Produkcja wolnych rodników wzrasta gwałtownie podczas wysiłków maksymalnych. Szczególnie na działanie rodników jest narażony kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) w tkankach, w których metabolizm tlenowy jest najbardziej intensywny: w mózgu, wątrobie, nerkach i w mięśniu sercowym. Dlatego obciążenie dużym wysiłkiem fizycznym może stanowić zagrożenie dla funkcji ustroju na skutek uszkodzenia błon komórkowych, mitochondriów i lizosomów (kuliste organelle komórkowe, wypełnione enzymami).
Proces tworzenia się wolnych rodników stanowi zatem najlepszą pożywkę dla rozwoju nowotworów, rozedmy płuc, choroby zwyrodnieniowej stawów i innych chorób.

Sposób na rodniki

Inna jest sytuacja podczas wysiłku umiarkowanego, gdy wykonujemy ćwiczenia na 60 procent naszych możliwości.
Wtedy metabolizm może być skorelowany z tym wysiłkiem, w wyniku czego następuje adaptacja mięśni szkieletowych do wysiłku fizycznego. Krótko mówiąc: wysiłek fizyczny o charakterze umiarkowanym może wpływać na zmniejszenie utleniania lipidów. Tworzy się bowiem równowaga czynnościowa. Gdyby badacze na tym poprzestali, można by uznać, że sport wyczynowy niewiele ma wspólnego ze zdrowym trybem życia. Na szczęście okazuje się, że tworzenie się wolnych rodników podczas wysiłku zależy w dużej mierze od stopnia wydolności fizycznej. Jeżeli zaplanowane ćwiczenie przekracza zdolności adaptacyjne ustroju, armia wolnych rodników dokonuje inwazji. Jest to najlepsza wskazówka dla początkujących w każdej dyscyplinie sportowej:
Nieprzygotowany nie powinien ćwiczyć intensywnie.
Wzrost intensywności musi być stopniowany.
Poprzedzony adaptacją organizmu do ćwiczeń.
Wszelkie usprawnianie nieprzygotowanego organizmu na silę, a więc zażywanie środków chemicznych, które sztucznie podnoszą wydolność mięśni, kończy się niezwykle intensywnym atakiem wolnych rodników! Kandydat na mistrza, który po pierwszym dniu ćwiczeń pyta, co „brać”, aby urosły mu wiellcie muskuły to z punktu widzenia teorii rozwoju wolnych rodników -kamikadze narażony na cały zestaw czynników chorobowych, które zadziałają wcześniej lub później, ale zadziałają na pewno. Przygotowanie mięśni do wysiłku musi być czynione racjonalnie, bo tylko wtedy można trenować bez obawy o konsekwencje. Szczególnie niebezpieczna dla początkujących jest przesada, jeżeli chodzi o obciążenie. A przecież pod wpływem nadmiaru hormonów każdy stara się robić wrażenie na kolegach, czego znowu nie da się nazwać inaczej, jak tylko głupotą.
Osoby wytrenowane mogą liczyć na to, że podczas treningu następuje wzrost aktywności enzymów ochraniających komórkę przed działaniem wolnych rodników i produktami ich dysmutacji (procesy powodujące zwyrodnienia tkanek). Również w przypadku osób wytrenowanych dochodzi do obniżenia cholesterolu LDL („złego”) podczas treningu, co może odgrywać istotną rolę w profilaktyce rozwoju miażdżycy. Ciekawa jest rola witaminy B2, wydzielającej się podczas treningu. Otóż pod jej wpływem produkcja wolnych rodników zostaje zahamowana przez enzymy wytwarzane za sprawą BZ. Enzymy te uczestniczą bowiem w mechanizmach obronnych komórki przed toksycznym działaniem tlenu. A wszystko bierze się stąd, że wysiłek fizyczny wpływa na obniżenie stężenia glutationu w wątrobie i mięśniach szkieletowych. Aby wyrównać niedobór, konieczna jest alimentacja witaminą B2.

Zabiegi strategiczne wobec rodników

Byłoby niedobrze, gdyby zawodnicy mający za sobą długi staż treningowy ulegali naukowej „propagandzie”, ograniczając się do umiarkowanych pod względem intensywności ćwiczeń. Pamiętajmy jednak, że wiedza ma tu kluczowe znaczenie. Wolne rodniki najskuteczniej atakowały pół wieku temu, o czym najlepiej świadczy fakt, że olimpijczycy z tamtych lat, to ludzie bardzo młodzi, którzy potem szybko przechodzili na sportową emeryturę.
Obecna wiedza o rodnikach potrafi niemal dwukrotnie przedłużyć wyczynowy żywot sportowca. Na wielkich zawodach coraz częściej spotyka się czterdziestolatków, a to najlepiej świadczy o skutecznej walce z wolnymi rodnikami.

Zasadnicze rady:

Syntetyczny koenzym Q jest stosowany w sportach wytrzymałościowych (kolarstwo, biegi średnie, wioślarstwo, niektóre elementy treningu kulturystycznego) w celu zwiększenia możliwości wysiłku tlenowego. Daje to dobre wyniki, bo koenzym Q występuje organicznie w mitochondriach w stężeniu niekoniecznie wystarczającym do produkcji tak ogromnych ilości energii ATP, jakich wymaga się w sporcie wyczynowym. Preparat wykazuje przy tym działanie eliminowania rodników. Wolne rodniki powstają w organizmie cały czas i wciąż go uszkadzają. Konieczne jest zatem stosowanie syntetycznych antyutleniaczy: selenu, manganu, witamin C, E, Beta-karotenu oraz wspomnianego koenzymu Q. Dużą rolę pełnią też flawonoidy (jak chociażby rutyna, hamująca utlenianie witaminy C, zawarta np. w kaszy gryczanej lub głogu) i niektóre aminokwasy. Latem poleca się szczególne uzupełnianie diety flawonoidami, zawartymi w takich owocach, jak: wiśnie, czarna porzeczka, czerwone winogrono. Zimą dobrze jest popijać czerwone wino, oczywiście w dawkach leczniczych! Wspomnianą wcześniej witaminę B2 stosujemy 2 razy dziennie po jednej kapsułce.
Witamina E powinna zawsze współdziałać z kwasem askorbinowym, czyli witaminą C (Cetebe – preparat o przedłużonym działaniu), ponieważ w pewnych przypadkach zawodzi (bardziej chroni tłuszcze niż białka przed rodnikami) i wtedy funkcję ochronną pełni kwas askorbinowy.
Powinno być regułą stosowanie specjalnej suplementacji okołotreningowej: witamina E przed treningiem (ale razem z czymś tłustym, np. mały kawałek bułki z masłem) oraz witamina Cetebe w czasie treningu (jedna kapsułka) i po treningu (również jedna kapsułka). Plus zestaw aminokwasów. Jest to obecnie najbardziej praktyczny sposób na likwidowanie rodników, powstających w czasie intensywnego treningu. Niestety od tej reguły nie ma wyjątków, jeżeli chcemy ograniczyć (na razie niedostrzegalne) szkody poczynione przez wolne rodniki!

autor; Zakrześ