4. DYSKUSJA
4.4. Zmiany poziomu wskaźników stresu oksydacyjnego na skutek nordic walking oraz
intensywności
Zmiany potencjału redox oraz zaburzenia homeostazy komórkowej wywołane przez stres oksydacyjny są przyczyną zaburzeń w funkcjonowaniu komórek [Duracková, 2010; Kulbacka i wsp., 2009]. Nieustannie zachodzące w organizmie reakcje utleniania i redukcji są skomplikowane i kompleksowe, a ich wpływ na organizm zależy od typu utleniacza, miejsca i intensywności jego produkcji czy zdolności antyoksydacyjnych systemów naprawczych [Duracková, 2010].
Zachowanie odpowiedniego stężenia antyoksydantów w płynach ustrojowych zależy między innymi od diety obfitującej w przeciwutleniacze, jednakże poziom świadomości żywieniowej młodych ludzi na temat źródeł antyoksydantów i znaczenia równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej organizmu dla zdrowia nie jest zadowalający [Kantorowicz i Więcek, 2016]. W pracy własnej, chcąc uchwycić izolowany wpływ treningu NW na poziom stresu oksydacyjnego, uczestniczki zostały poproszone o zachowanie dotychczasowego sposobu odżywiania się. Analiza dzienniczków żywieniowych prowadzonych przez badane wykazała, że podaż antyoksydantów była porównywalna w całym okresie badań, co wykluczało potencjalny wpływ tego czynnika na uzyskane wyniki.
Zwiększone wytwarzanie ROS przez makrofagi i monocyty jest silnie związane z nadmiernie nagromadzoną tkanką tłuszczową, która indukując syntezę cytokin prozapalnych przyczynia się do generacji stresu oksydacyjnego, co z kolei wpływa na zaburzenia produkcji adipokin [Fernández-Sánchez i wsp., 2011].
Otyłość jak i CVD przyczyniają się do dysfunkcji śródbłonka, która objawia się głównie w postaci zmniejszonej biodostępności śródbłonkowych substancji naczyniorozszerzających, przede wszystkim NO, bądź jego inaktywacji na skutek zwiększonej produkcji ROS [Matsuda i Shimomura, 2013]. Występuje również istotny związek pomiędzy hiperhomocysteinemią a CVD i takimi powikłaniami jak zawał serca i udar mózgu [Baszczuk i Kopczyński, 2014]. Aterogenne działanie homocysteiny może wynikać z jej wpływu na obniżenie stężenia HDL-C, zaburzenie fibrynolizy i na nasilenie stresu oksydacyjnego. Wykazano, że homocysteina zmniejsza biodostępność NO, wpływając przez to na nasilenie wazokonstrykcji. Homocysteina reagując z NO tworzy S-nitrohomocysteinę, zmniejszając stężenie NO [Stühlinger
i wsp., 2001]. U osób otyłych przeciwdziałać temu może regularny trening fizyczny [Murawska-Ciałowicz i Zuwała-Jagiełło, 2018]. Natomiast zdrowe komórki śródbłonka regulują stężenie antyoksydantów, działają przeciwzapalnie i przeciwzakrzepowo wpływając na homeostazę całego organizmu [Stanek i wsp., 2018].
Wysiłkowe zmiany adaptacyjne, w szczególności w tkance mięśniowej, opierające się na pobudzeniu przeciwutleniających mechanizmów obronnych, są dobrze udokumentowane [Fenster i wsp., 2002; Finaud i wsp., 2006, Kantorowicz i wsp., 2015]. Jak potwierdzają badania, sam stres oksydacyjny o niewielkim nasileniu jest aktywatorem enzymatycznych antyoksydacyjnych mechanizmów obronnych [Finkel i Holbrook, 2000].
W badaniach własnych, na skutek 8. tygodni treningów NW z intensywnością FATmax, stwierdzono znaczące zmniejszenie wartości wskaźnika stresu oksydacyjnego połączone z obniżeniem całkowitego statusu oksydacyjnego. Zmniejszeniu uległy również stężenia ox-LDL oraz 3-nitrotyrozyny we krwi. Stwierdzono, że efekt kliniczny tych zmian jest duży. Nie stwierdzono natomiast istotnych statystycznie zmian w poziomie całkowitej pojemności antyoksydacyjnej pod wpływem treningu, aczkolwiek obserwowano tendencję wzrostową ze średnim efektem klinicznym.
Karolkiewicz i wsp. (2009) odnotowali znaczące obniżenie poziomu substancji reagujących z kwasem tiobarbiturowym (TBARS), świadczące o nasileniu peroksydacji lipidów, przy jednoczesnym istotnym zwiększeniu poziomu całkowitej pojemności antyoksydacyjnej oraz stężenia glutationu w erytrocytach u kobiet z nadwagą w wieku między 60-70 lat pod wpływem 8-tygodniowych ćwiczeń na cykloergometrze.
Ćwiczenia aerobowe prowadzone były z częstotliwością 3 razy w tygodniu przez 40 minut [Karolkiewicz i wsp., 2009]. W przeciwieństwie do wyników własnych, Karolkiewicz i wsp. (2009) odnotowali również istotne obniżenie poziomu LDL-C, glukozy i wskaźnika HOMA-IR. Natomiast poziom trójglicerydów, HDL-C i wartość wskaźnika AIP nie zmienił się na skutek ćwiczeń realizowanych na cykloergometrze [Karolkiewicz i wsp., 2009]. Badania pokazały, że 8-tygodniowy trening aerobowy poprawił równowagę między utleniaczami i przeciwutleniaczami u zdrowych kobiet po menopauzie i jednocześnie zwiększył wrażliwość na insulinę [Karolkiewicz i wsp., 2009]. Również wśród kobiet i mężczyzn z T2DM po 45 roku życia odnotowano znaczący wzrost poziomu pojemności antyoksydacyjnej, ale przy jednoczesnym braku zmian w poziomie całkowitego statusu oksydacyjnego na skutek 3-miesięcznych treningów w formie energicznego marszu z umiarkowaną intensywnością.
Treningi realizowane były 3 razy w tygodniu przez 50 minut [Kurban i wsp., 2011].
Podobnie jak w badaniach własnych, treningi w formie energicznego marszu nie wywołały istotnych zmian w poziomie glukozy i wskaźniku BMI [Kurban i wsp., 2011]. Również wśród kobiet i mężczyzn ze zdiagnozowanym ZM po 60 roku życia odnotowano istotny wzrost poziomu całkowitej pojemności antyoksydacyjnej, przy jednoczesnym braku różnic w poziomie glukozy oraz składowych profilu lipidowego po 6-miesięcznych treningach Tai-Chi. Ćwiczenia odbywały się z intensywnością 60%HRmax i realizowane były 5 razy w tygodniu po 60 minut [Mendoza-Nunez i wsp., 2018]. W badaniach Yoon i wsp. (2018) wzięły udział otyłe kobiety po 50 roku życia i zostały przydzielone losowo do grupy z ćwiczeniami aerobowymi w formie marszu lub biegu z intensywnością od 60-80% rezerwy tętna oraz do grupy z ćwiczeniami oporowymi. Ćwiczenia odbywały się z częstotliwością 3 razy w tygodniu po 50 minut przez 12 tygodni. W obu grupach odnotowano obniżenie całkowitego statusu oksydacyjnego, natomiast poziom całkowitej pojemności antyoksydacyjnej, w żadnej z grup, nie zmienił się na skutek 12. tygodni badań [Yoon i wsp., 2018]. Z kolei, w badaniach Pilch i wsp. (2017), po 12. tygodniach ćwiczeń realizowanych do muzyki 3 razy w tygodniu po 45 minut, z intensywnością wzrastającą w zakresie 70-80%HRmax, stwierdzono, że u kobiet o prawidłowym składzie ciała w wieku około 45 lat, dochodzi do korzystnych zmian w równowadze prooksydacyjno-antyoksydacyjnej, polegających na jednoczesnym zmniejszeniu nasilenia procesów oksydacji ze zwiększeniem pojemności antyoksydacyjnej, co skutkowało zmniejszeniem wskaźnika stresu oksydacyjnego. W badaniu tym uzyskano jednocześnie korzystne zmiany w profilu lipidowym oraz efekt antyzapalny manifestujący się obniżeniem stężenia prozapalnych interleukin: IL-1β i IL-6 [Pilch i wsp., 2017].
Natomiast, w przypadku stosowania treningów NW, 3 razy w tygodniu po 90 minut z intensywnością w zakresie 50-65%HRmax, po 12 tygodniachw podobnej wiekowo grupie kobiet, stwierdzono zwiększenie pojemności antyoksydacyjnej, ale bez istotnych zmian w całkowitym statusie oksydacyjnym oraz w poziomie IL-1β i IL-6. Zmianom tym, pomimo iż kobiety charakteryzowały się należną masą ciała, towarzyszył spadek masy tkanki tłuszczowej, BMI i zwiększenie beztłuszczowej masy ciała [Pilch i wsp., 2018].
Wiele badań potwierdza, że regularny wysiłek fizyczny korzystnie wpływa na poziom kwasu moczowego [Fett i wsp., 2009; Moghadam i Hejazi, 2015; Zoppini i wsp., 2006]. Natomiast w badaniach własnych nie odnotowano zmian poziomu UA zarówno po 4. jak i po 8. tygodniach badań kontrolnych, jak i w okresie treningowym.
Znaczący spadek stężenia kwasu moczowego stwierdzono wśród chorych na T2DM w wieku 60-70 lat po 6. miesiącach umiarkowanych ćwiczeń aerobowych wykonywanych z częstotliwością 2 razy w tygodniu po 60 minut [Zoppini i wsp., 2006]. Podobnie Fett i wsp. (2009) odnotowali znaczące obniżenie poziomu kwasu moczowego, ale u młodych kobiet o ponadnormatywnej masie ciała po 8. tygodniach zarówno joggingu, jak i ćwiczeń oporowych realizowanych 3 razy w tygodniu przez 60 minut w pierwszym miesiącu badań, a następnie z częstotliwością 4 razy w tygodniu [Fett i wsp., 2009]. Osiem tygodni treningu aerobowego z częstotliwością 3 razy w tygodniu przez 45-60 minut z intensywnością wynoszącą 50-70% rezerwy tętna spowodowało znaczący spadek poziomu kwasu moczowego również u zdrowych kobiet o niskiej aktywności fizycznej w wieku 60-70 lat [Moghadam i Hejazi, 2015].
Nie odnotowano natomiast zmian poziomu kwasu moczowego w badaniach własnych, jak i w grupie otyłych kobiet i mężczyzn po 60 roku życia z T2DM i ZM na skutek 12-miesięcznych ćwiczeń aerobowych o intensywności 70-80%VO2max, wykonywanych z częstotliwością 2 razy w tygodniu po 60 minut, jak i takich samych ćwiczeń aerobowych trwających 40 minut, połączonych z 20-minutowymi ćwiczeniami oporowymi [Balducci i wsp., 2010].
Jednorazowy wysiłek o maksymalnej intensywności wywołuje znaczący wzrost stężenia 3-nitrotyrozyny oraz ox-LDL w grupie młodych kobiet i mężczyzn o umiarkowanej aktywności fizycznej [Więcek i wsp., 2017]. W badaniach własnych, stężenie 3-nitrotyrozyny było na podobnym poziomie przez czas trwania badań kontrolnych i nie zmieniło się po 4. tygodniach treningów. Natomiast wydłużenie okresu treningowego do 8. tygodni skutkowało istotnym obniżeniem się poziomu tego wskaźnika z dużym efektem klinicznym. Nie odnotowano natomiast zmian w poziomie 3-nitrotyrozyny po 12-tygodniowej modyfikacji sposobu życia wśród kobiet i mężczyzn z ZM między 18 a 65 rokiem życia. Modyfikcja obejmowała stosowanie diety śródziemnorskiej połączonej z ćwiczeniami trwającymi minimum 180 minut tygodniowo o intensywności wynoszącej 85%HRmax [Rubenfire i wsp., 2011]. Istotny wzrost stężenia 3-nitrotyrozyny stwierdzono natomiast badaniach Wadley i wsp. (2014), wśród 60 letnich kobiet i mężczyzn z nadwagą chorujących na reumatoidalne zapalenie stawów, u których 3 razy w tygodniu, przez 3 miesiące stosowano interwałowe treningi o intensywności 70%VO2max, trwające 30-40 minut. Nie stwierdzono natomiast zmian w oksydacji lipidów ani w całkowitej pojemności antyoksydacyjnej [Wadley i wsp., 2014].
Pomimo tego, że pozytywne skutki aktywności fizycznej są dobrze poznane, nadal brakuje jasnego zrozumienia wpływu ćwiczeń na utlenianie LDL i śródbłonkowe zapalenie w otyłości [Fernández-Sánchez i wsp., 2011; Matsuda i Shimomura, 2013].
Po 4. tygodniach badań własnych, kiedy kobiety nie uczestniczyły w treningach, stwierdzono istotny wzrost poziomu ox-LDL o niekorzystnym dużym efekcie klinicznym. Przez kolejne 4 tygodnie stężenie ox-LDL wykazywało tendencję wzrostową ze średnim efektem klinicznym. Po 4. tygodniach treningów NW nie odnotowano zmian w poziomie ox-LDL. Natomiast po 8. tygodniach treningów NW poziomu tego wskaźnika istotnie obniżył się, efekt kliniczny tych zmian był duzy.
W grupie otyłych kobiet i mężczyzn w wieku od 18-65 lat o siedzącym trybie życia zaobserwowano znaczące obniżenie poziomu ox-LDL już po 4-tygodniowych ćwiczeniach na bieżni ruchomej z intensywnością 70% rezerwy tętna z częstotliwością 3 razy w tygodniu przez 60 minut. Podobnie do wyników badań własnych, w badanej grupie nie odnotowano istotnej zmiany masy ciała i składowych profilu lipidowego w surowicy [Koh i wsp., 2018]. Istotne obniżenie poziomu ox-LDL odnotowano również u otyłych kobiet na skutek 12-tygodniowej diety redukcyjnej bez towarzyszących ćwiczeń fizycznych [Vasankari i wsp., 2001]. Natomiast poziom ox-LDL nie zmienił się po 6-miesięcznych ćwiczeniach jogi i rytmicznego tańca Tae-Bo wśród kobiet z ZM po 40 roku życia [Oh i wsp., 2013].