This copy is for personal use only - distribution prohibited.

Transkrypt

1 ARTYKU ORYGINALNY / ORIGINAL ARTICLE Zaanga owanie Autorów A Przygotowanie projektu badawczego B Zbieranie danych C Analiza statystyczna D Interpretacja danych E Przygotowanie manuskryptu F Opracowanie piœmiennictwa G Pozyskanie funduszy Author s Contribution A Study Design B Data Collection C Statistical Analysis D Data Interpretation E Manuscript Preparation F Literature Search G Funds Collection Word count: 4190 Tables: 4 Figures: 0 References: 36 Alina WoŸniak 1(A,B,D,E,F), Bartosz WoŸniak 2(B,C), Gerard Drewa 1(D,G), Celestyna Mila-Kierzenkowska 1(B,E), Andrzej Rakowski 3(A,B), Marcin Porzych 4(B,C) 1 Katedra Biologii Medycznej, Collegium Medicum UMK, Bydgoszcz 2 Katedra i Klinika Neurochirurgii i Neurotraumatologii, Collegium Medicum UMK, Bydgoszcz 3 Cywilno-Wojskowy Zwi¹zek Sportowy Zawisza, Bydgoszcz 4 Katedra i Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Collegium Medicum UMK, Bydgoszcz PEROKSYDACJA LIPIDÓW WE KRWI KAJAKARZY PO KRIOSTYMULACJI OGÓLNOUSTROJOWEJ I TRENINGU FIZYCZNYM LIPID PEROXIDATION IN BLOOD OF KAYAKERS AFTER WHOLE-BODY CRYOSTIMULATION AND TRAINING S³owa kluczowe: wolne rodniki tlenowe, sprzê one dieny, dialdehyd malonowy, kriokomora Key words: free radicals, conjugated dienes, malondialdehyde, cryo-chamber Summary Medycyna Sportowa MEDSPORTPRESS, 2007; 1(6); Vol. 23, Background. The aim of the paper was to evaluate the influence of whole-body criostimulation preceding physical exercise on blood concentration of lipid peroxidation products in canoeists. Material and methods. Twenty one canoeists were subjected to 10-day training and each training session was preceeded by whole-body criostimulation procedure. Canoeists entered cryochamber twice a day for 3 minutes in temperature from -120 C to -140 C. Before training cycle with criostimulation canoeists were subjected to control training without cryostimulation. At the beginning of the training cycle and after 6th and 10th day of the training venous blood samples were taken. Conjugated diens (CD) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) concentrations were measured in plasma and in erythrocytes. Results. The comparison of training with and without cryostimulation revealed, that plasma CD concentration after 6th day of training with cryostimulation was 36% lower (p<0.01), and erythrocyte CD concentration 40% lower (p<0.001) than during ordinary training. By contrast, after the 10th day of training with cryostimulation erythrocyte CD concentration was 84% (p<0.05) higher than non-cryostimulated. TBARS concentration in canoeists' plasma after 6th day of training was twice as low as without cryostimulation (p<0.001), and after 10th day it was 31% lower (p<0.01). Erytrocyte TBARS concentration after 6th day was 73% higher (p<0.001) than without cryostimulation. Conclusions. Whole-body cryotherapy preceding canoeists training induces positive adaptive changes in cells protecting organism from prooxidative-antioxidative equilibrium disturbances. Adres do korespondencji / Address for correspondence Alina WoŸniak Katedra Biologii Medycznej, Collegium Medicum, Uniwersytet Miko³aja Kopernika Bydgoszcz, ul. Kar³owicza 24, tel. (0-52) , fax: (0-52) , alina-wozniak@wp.pl Otrzymano / Received r. Zaakceptowano / Accepted r. 15

2 Wstêp Termin krioterapia wprowadzi³ w 1908 r. A. W. Pusey dla okreœlenia ró nych aspektów zastosowania zimna [1]. Obecnie uczeni japoñscy, niemieccy i polscy pod pojêciem krioterapii rozumiej¹ dzia³anie wy- ³¹cznie skrajnie niskich temperatur, poni ej -100 C [2]. W przypadku skrajnie niskich temperatur zaleca siê ponadto przyj¹æ okreœlenie krioterapia stymulacyjna lub kriostymulacja [3]. Temperatury kriogeniczne dzia³aj¹ bowiem jako czynnik stymuluj¹cy. W efekcie dzia³ania temperatur kriogenicznych obni a siê temperatura w zewnêtrznych pow³okach cia³a; temperatura powierzchni tu³owia obni a siê o 1-3 C, a na poziomie rzepki nawet o kilkanaœcie stopni [4]. Zachowana zostaje homeotermia mózgu oraz narz¹dów zlokalizowanych w klatce piersiowej i jamie brzusznej. Ekspozycja na skrajnie niskie temperatury powoduje wazokonstrykcjê powierzchniowych naczyñ krwionoœnych. Po wyjœciu z kriokomory nastêpuje wazodylatacja naczyñ, prowadz¹ca w konsekwencji do wzrostu przep³ywu skórnego krwi widocznego jako przekrwienie skóry. Utrzymuj¹ce siê kilkugodzinne przekrwienie tkanek, a w nastêpstwie tego zwiêkszenie filtracji w³oœniczkowej, sprzyja eliminacji nagromadzonych produktów przemiany materii. Widocznym tego efektem jest m.in. zmniejszanie siê obrzêków [5]. Pobudzenie receptorów czucia temperaturami kriogenicznymi powoduje brak subiektywnego odczucia bólu, niezale nie od jego lokalizacji [6]. Korzystne dzia³anie skrajnie niskich temperatur przejawia siê równie zmniejszeniem spastycznoœci miêœni [7]. Ekspozycja na temperatury kriogeniczne przyczynia siê do zwiêkszonego wydzielania niektórych hormonów, m.in. hormonu adrenokortykotropowego (ACTH), adrenaliny, noradrenaliny, beta-endorfin i testosteronu u mê czyzn [8]. Po kriostymulacji ponadto wzrasta odpornoœæ humoralna i komórkowa organizmu [9]. Kolejnym efektem dzia³ania niskich temperatur jest zwiêkszenie metabolizmu komórkowego [5]. Przypuszcza siê, e kriostymulacja mo e równie dzia³aæ antyoksydacyjnie [7]. Krioterapia znajduje szerokie zastosowanie w leczeniu urazów u sportowców, szczególnie urazów wynikaj¹cych z przeci¹ enia (ang. over-use syndrome). Dzia³anie niskich temperatur wspomaga rehabilitacjê i ogranicza uszkodzenia wtórne tkanek [10]. Krioterapiê stosuje siê tak e jako metodê odnowy biologicznej i profilaktyki przed przetrenowaniem. Konsekwencj¹ ycia organizmów w warunkach aerobowych jest ci¹g³y kontakt struktur komórkowych z toksycznymi pochodnymi metabolizmu tlenu. Substancje te nosz¹ nazwê reaktywnych form tlenu (RFT). Czêœæ reaktywnych form tlenu stanowi¹ wolne rodniki tlenowe WRT [11,12]. WRT mog¹ przyjmowaæ i oddawaæ elektrony, pe³ni¹c w organizmie funkcjê utleniaczy lub reduktorów. Jedn¹ z fizjologicznych sytuacji, w której dochodzi do nadmiernego wytwarzania RFT, jest wysi³ek fizyczny [12,13]. Do nastêpstw generowania RFT nale y m.in. proces peroksydacji lipidów, który polega na ³añcuchowych reakcjach wolnorodnikowych, prowadz¹cych do rozpadu wielonienasyconych kwasów t³uszczowych buduj¹cych np. b³ony komórkowe [11]. W procesie peroksydacji lipidów, po oderwaniu atomu wodoru od reszty wielonienasyconego kwasu 16 t³uszczowego, nastêpuje przegrupowanie wi¹zañ podwójnych i powstaj¹ sprzê one dieny CD [14]. Do wtórnych produktów peroksydacji lipidów nale y m.in. dialdehyd malonowy MDA [14]. Korzystne dzia³anie krioterapii (w po³¹czeniu z kinezyterapi¹) zosta³o ju dobrze opisane w leczeniu urazów cia³a u sportowców, jednak nadal niewiele wiadomo o jej dzia³aniu wspomagaj¹cym podczas okresów treningowych. Poznanie biochemicznych podstaw korzystnego wp³ywu kriostymulacji ogólnoustrojowej na organizm sportowca wydaje siê bardzo wa - ne. Mo liwe, e wœród szeregu pozytywnych reakcji towarzysz¹cych kriostymulacji ogólnoustrojowej swój udzia³ maj¹ równie procesy prooksydacyjno-antyoksydacyjne. Celem pracy by³a ocena wp³ywu kriostymulacji ogólnoustrojowej, poprzedzaj¹cej codzienny trening fizyczny, na stê enie produktów peroksydacji lipidów we krwi obwodowej elity kajakarzy. Materia³ i metody W badaniach uczestniczy³o 21 kajakarzy Polskiej Kadry Olimpijskiej. Charakterystykê podstawowych cech fizycznych osób badanych przedstawiono w Tabeli 1. Kajakarzy poddano dziesiêciodniowemu cyklowi treningowemu, w którym trening poprzedzony by³ kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹. Kajakarze wchodzili dwa razy dziennie do kriokomory, gdzie ka dorazowo przebywali przez trzy minuty w temp. od -120 C do -140 C. Cztery miesi¹ce przed cyklem treningowym z kriostymulacj¹ przeprowadzono trening kontrolny bez kriostymulacji. Krew do badañ pobrano z y³y ³okciowej rano, na czczo, przed rozpoczêciem treningu oraz po szóstym i dziesi¹tym dniu cykli treningowych. Przebieg treningu kajakarzy przedstawiono w Tabelach 2 i 3. Treningi z kriostymulacj¹ i bez kriostymulacji u kajakarzy ró ni³y siê rodzajem æwiczeñ, czasem ich trwania oraz intensywnoœci¹ treningu. Powy sze ró - nice wynikaj¹ z faktu, i treningi by³y przeprowadzone w ró nych okresach treningowych, w których sportowcy ró nili siê wydolnoœci¹ organizmu i stopniem wytrenowania. Przebieg treningu dostosowano do aktualnej zdolnoœci wysi³kowej sportowca. W miarê rozwoju wytrenowania, stopniowo zwiêkszano obci¹ enia zewnêtrzne (intensywnoœæ i czas trwania wysi³ku). Mimo ró nic, wzglêdne obci¹ enie (proporcja miêdzy zapotrzebowaniem na tlen podczas wykonywania pracy a maksymalnym poch³anianiem tlenu przez Tab. 1. Charakterystyka antropometryczna, VO2max i sta treningowy kajakarzy Polskiej Kadry Olimpijskiej Tab. 1. Anthropometric characteristic, VO2max and training duration of Polish Olympic Team kayakers

3 Tab. 2. Przebieg treningu kajakarzy podczas dziesiêciodniowego cyklu treningowego bez kriostymulacji Tab. 2. Kayakers' training protocol during a ten-day training cycle without cryostimulation Tab. 3. Przebieg treningu kajakarzy podczas dziesiêciodniowego cyklu treningowego poprzedzonego dwukrotn¹, w ci¹gu dnia, kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ Tab. 3. Kayakers' training protocol during a ten-day training cycle preceded by twice a day whole-body cryostimulation 17

4 organizm) zawodnika podczas obu porównywanych cykli treningowych by³o podobne. Obci¹ eniem sterowano poprzez têtno sportowca. Pomiar têtna jest powszechnie stosowanym sposobem na kontrolowanie intensywnoœci wysi³ku fizycznego i tym samym dok³adnoœci treningu. Aktualny stan wytrenowania okreœlano mierz¹c maksymalne poch³anianie tlenu, które warunkuje dostarczanie energii oraz próg mleczanowy, który mówi o efektywnoœci Ÿróde³ energetycznych. Stosowano równie skalê odczuwania wysi³ku Borga, s³u ¹c¹ do subiektywnej oceny ciê koœci pracy. Piêtnastopunktowa skala Borga (od 6 do 20 punktów) jest wiarygodnym wskaÿnikiem wzglêdnego zmêczenia. Szereg prac wskazuje na jej wykorzystanie w sporcie [15,16]. Mê czyÿni wchodz¹c do kriokomory, ubrani byli tylko w spodenki, skarpety, rêkawice oraz czapkê lub opaskê os³aniaj¹c¹ ma³ owiny uszne. Zabezpieczeniem przed odmro eniem stóp by³y drewniane chodaki. Wejœcie zawodników do kriokomory odbywa³o siê po konsultacji i kwalifikacji przez lekarza. Ka dy badany informowany by³ o koniecznoœci powolnego, mo liwie niezbyt g³êbokiego oddychania przez maskê chirurgiczn¹ wy³o on¹ dodatkowo warstw¹ gazików, wed³ug formu³y, e wdech ma byæ dwa razy krótszy ni wydech. Je eli do p³uc przedostanie siê w krótkim czasie wiêksza iloœæ zimnego powietrza, to jego objêtoœæ podwaja siê, co mo e spowodowaæ opresjê oddechow¹. Ka dorazowe wejœcie do kriokomory poprzedzone by³o kilkunastosekundow¹ adaptacj¹ w przedsionku kriokomory w temp. -60 C. Przez ca³y okres przebywania w kriokomorze zawodnicy pozostawali w kontakcie wzrokowym i s³uchowym z osob¹ obs³uguj¹c¹ komorê. Trening poprzedzany kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ przeprowadzono w Oœrodku Przygotowañ Olimpijskich w Spale, zaœ trening kontrolny (bez kriostymulacji) odby³ siê w Centralnym Oœrodku Sportu Oœrodku Przygotowañ Olimpijskich w Wa³czu. Krew do badañ pobierano do probówek heparynizowanych. W erytrocytach i osoczu krwi oznaczono stê enie substancji reaguj¹cych z kwasem tiobarbiturowym (TBARS) oraz poziom CD. Stê enie hemoglobiny w erytrocytach oznaczano metod¹ cyjanomethemoglobinow¹, za pomoc¹ zestawów diagnostycznych firmy Polskie Odczynniki Chemiczne S.A. (Gliwice). Oznaczanie stê enia TBARS wykonano metod¹ opisan¹ przez Buege i Austa [17] w modyfikacji Esterbauera i Cheesemana [18]. Do 0,5 ml hemolizatu lub 0,5 ml osocza dodawano 4,5 ml mieszaniny reakcyjnej zawieraj¹cej: 0,375% TBA i 15% kwas trójchlorooctowy (TCA) w 0,25 N HCI. Aby zapobiec tworzeniu produktów peroksydacji lipidów, w trakcie samej reakcji dodano do próbówek 0,01% roztwór 3,5-diizobutylo-4-hydroksytoluenu (BHT), bêd¹cy inhibitorem procesu peroksydacji lipidów. Próbki inkubowano 20 min w ³aŸni wodnej w temp C. Po sch³odzeniu wirowano je 15 min w temp. +4 C przy 2000 g. Ekstynkcjê supernatantu mierzono przy d³ugoœci fali λ=532 nm wzglêdem mieszaniny reakcyjnej inkubowanej w tych samych warunkach. Dialdehyd malonowy jest g³ównym, ale nie jedynym produktem peroksydacji lipidów reaguj¹cym z kwasem tiobarbiturowym (TBA). Dla uproszczenia, poziom wszystkich substancji reaguj¹cych z kwasem TBA przedstawiono jako stê enie MDA. W erytrocytach stê enie TBARS 18 wyra ono w nmol MDA/g Hb, zaœ w osoczu krwi w nmol MDA/ml osocza. Poziom sprzê onych dienów oznaczono wg Sergent i wsp. [19]. Daj¹ one charakterystyczny pik absorbancji przy d³ugoœci fali λ=233 nm. Do 0,5 ml osocza krwi lub 0,5 ml hemolizatu erytrocytów dodawano 0,5 ml chloroformu, wirowano, a nastêpnie pobierano do czystych próbówek po 0,1 ml roztworu z dolnej warstwy. Próbki odparowywano w atmosferze azotu, rozpuszczano w cykloheksanie, a nastêpnie odczytano absorbancjê przy d³ugoœci fali λ=233 nm. Poziom sprzê onych dienów wyra ono w jednostkach absorbancji na mililitr osocza (Abs./ml) i w jednostkach absorbancji na gram hemoglobiny (Abs./g Hb). Gêstoœæ optyczn¹ prób mierzono na spektrofotometrze Cary 100 firmy Varian (USA). U ywane odczynniki pochodzi³y z firmy Sigma (Sigma-Aldrich Sp. z o.o. Polska) oraz z Przedsiêbiorstwa Polskie Odczynniki Chemiczne S.A. (Gliwice). Wszystkie osoby uczestnicz¹ce w eksperymencie zosta³y poinformowane o celu prowadzonych badañ i wyrazi³y na nie pisemn¹ zgodê. Badania uzyska³y akceptacjê Komisji Bioetycznej przy Akademii Medycznej w Bydgoszczy (KB/132/2002). Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej. Hipotezê o równoœci dwóch œrednich testowano za pomoc¹ testu ANOVA. Za istotne uznano zmiany na poziomie istotnoœci p<0,05. Wyznaczono wspó³czynniki korelacji miêdzy badanymi parametrami. Zweryfikowano równie hipotezê statystyczn¹ o istotnoœci tych wspó³czynników. Wyniki Trening bez kriostymulacji ogólnoustrojowej nie spowodowa³ istotnych statystycznie zmian poziomu CD w osoczu krwi i erytrocytach po szóstym dniu, w porównaniu ze stê eniem tych produktów peroksydacji przed rozpoczêciem treningu (Tab. 4). Obserwowano jednak pewn¹ tendencjê do wzrostu stê enia CD w osoczu krwi i erytrocytach po pierwszych szeœciu dniach treningu kontrolnego. Po dziesi¹tym dniu treningu bez stymulacji w kriokomorze poziom CD zarówno w osoczu, jak i w erytrocytach obni y³ siê przesz³o dwukrotnie (p<0,001) w porównaniu ze stê eniem oznaczonym po szóstym dniu. Stê enie CD by³o równie w tym dniu ni sze ni przed rozpoczêciem treningu. W osoczu krwi stê enie CD po dziesi¹tym dniu treningu by³o o 43% ni sze (p<0,05), a w erytrocytach o 48% ni sze (p<0,01) ni przed rozpoczêciem treningu. Po treningu poprzedzonym kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ nie wykazano znamiennych statystycznie zmian poziomu CD w osoczu krwi i erytrocytach w porównaniu ze stê eniem przed rozpoczêciem treningu (Tab. 4). Wykazano jednak tendencjê do obni- enia stê enia tych produktów peroksydacji lipidów. Porównuj¹c trening bez kriostymulacji ogólnoustrojowej z treningiem poprzedzonym dzia³aniem skrajnie niskich temperatur zaobserwowano, e stê enie CD w osoczu krwi po pierwszych szeœciu dniach, gdy trening poprzedza³a kriostymulacja ogólnoustrojowa, by³o ni sze o 36% (p<0,01), a w erytrocytach o 40% (p<0,001). Po dziesi¹tym dniu treningu poprzedzonym dzia³aniem skrajnego zimna poziom CD w erytrocytach by³ natomiast wy szy o 84% (p<0,05) ni po dziesi¹tym dniu treningu bez kriostymulacji.

5 Trening bez kriostymulacji spowodowa³ wzrost stê enia TBARS w osoczu kajakarzy o 22% (p<0,05), a w erytrocytach o 98% (p<0,05) po pierwszych szeœciu dniach (Tab. 4). Po dziesi¹tym dniu treningu poziom TBARS w osoczu obni y³ siê o 21% (p<0,05), a w erytrocytach wzrós³ o 77% (p<0,001), w porównaniu ze stê eniem oznaczonym po szóstym dniu treningu bez kriostymulacji. Stê enie TBARS w erytrocytach by³o w tym dniu równie 3,5-krotnie wy sze (p<0,001) ni przed treningiem. Trening kojarzony z kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ spowodowa³ obni enie stê enia TBARS w osoczu krwi kajakarzy, w porównaniu z poziomem przed treningiem. Po pierwszych szeœciu dniach treningu stê- enie TBARS by³o ni sze o 40% (p<0,001), a po kolejnych czterech o 33% (p<0,001). Stê enie TBARS w erytrocytach natomiast, zarówno po szóstym, jak i po dziesi¹tym dniu treningu z kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ by³o przesz³o trzykrotnie wy sze (p<0,001) w porównaniu z poziomem przed treningiem. Porównuj¹c oba rodzaje treningów wykazano, e stê enie TBARS w osoczu krwi kajakarzy po szóstym dniu by³o dwukrotnie ni sze (p<0,001), a po dziesi¹tym dniu ni sze o 31% (p<0,01), gdy trening kojarzono z kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹. Stê enie TBARS w erytrocytach by³o po szóstym dniu o 73% wy sze (p<0,001) podczas treningu poprzedzonego dzia³aniem skrajnie niskich temperatur. Wykazano istnienie dodatniej, istotnej statystycznie korelacji (r=0,743; p<0,05) miêdzy stê eniem TBARS w osoczu i erytrocytach kajakarzy po dziesi¹tym dniu treningu bez kriostymulacji ogólnoustrojowej. Dyskusja Po pierwszych szeœciu dniach treningu bez kriostymulacji ogólnoustrojowej wykazano tendencjê do wzrostu poziomu CD zarówno w osoczu krwi, jak i w erytrocytach kajakarzy. Zdaniem Jenkinsa i wsp. [20], sprzê one dieny s¹ markerem stresu oksydacyjnego. Obserwowana tendencja do wzrostu poziomu CD œwiadczy wiêc o zaburzeniu równowagi miêdzy generacj¹ wolnych rodników tlenowych a mechanizmami obrony antyoksydacyjnej. Szereg prac dowodzi, e wysi³ek fizyczny prowadzi do stresu oksydacyjnego [14,21]. Podczas wysi³ków wytrzyma³oœciowych pobieranie tlenu przez organizm cz³owieka wzrasta nawet 10- i 20-krotnie, a zu ycie tlenu w aktywnych miêœniach szkieletowych zwiêksza siê od 100 do 200 razy [22]. Podczas d³ugotrwa³ych wysi³ków fizycznych z przewag¹ procesów tlenowych w miêœniach, g³ównym Ÿród³em WRT s¹ reakcje chemiczne zachodz¹ce w ³añcuchu oddechowym. Po wysi³kach szybkoœciowych, przy zwiêkszonym udziale procesów beztlenowych w wysi³kowej przemianie materii, nasilona generacja reaktywnych form Tab. 4. Poziom sprzê onych dienów (CD) oraz stê enie substancji reaguj¹cych z kwasem tiobarbiturowym (TBARS) we krwi kajakarzy po treningu bez kriostymulacji i treningu z kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ Tab. 4. The level of conjugated dienes (CD) and concentration of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) in blood of kayakers after training without cryostimulation and training with whole-body cryostimulation 19

6 tlenu wystêpuje w fazie wypoczynku, po zakoñczeniu wysi³ku jako nastêpstwo ischemii/reperfuzji [23]. Generacja WRT podczas wysi³ku fizycznego mo e równie zachodziæ w trakcie tzw. wybuchu oddechowego fagocytów gromadz¹cych siê w miejscu uszkodzonych komórek [13]. Powstaj¹ce RFT s¹ przyczyn¹ peroksydacji lipidów i prowadz¹ do uszkodzenia kwasów nukleinowych oraz bia³ek [11]. Sprzê one dieny s¹ jednym z produktów peroksydacji lipidów. Zwiêkszony ich poziom po wysi³ku fizycznym obserwowali m.in. Chang i wsp. [24]. Autorzy wykazali u rugbystów wzrost stê enia LDL + VLDL CD. Po szóstym dniu treningu bez kriostymulacji wystêpuje wzrost stê enia TBARS w osoczu i erytrocytach kajakarzy, w porównaniu z poziomem przed rozpoczêciem treningu. Wzrost stê enia TBARS w osoczu krwi po treningu fizycznym jest spowodowany peroksydacj¹ lipoprotein osocza frakcji LDL oraz tlenowym uszkodzeniem w³ókien miêœniowych. Lipidy b³on w³ókien miêœniowych podczas wysi³ku s¹ szczególnie nara one na dzia³anie wolnych rodników tlenowych. Wiêksze zu ycie tlenu towarzysz¹ce wysi³kowi fizycznemu nasila procesy mitochondrialnego utleniania i stymuluje generacjê RFT we w³óknach miêœniowych [25]. Wykazane w niniejszej pracy wy sze stê enie TBARS w erytrocytach sportowców po wysi³ku fizycznym œwiadczy o nasilonej peroksydacji lipidów b³onowych tych komórek. Konsekwencj¹ wzmo onej peroksydacji lipidów b³on komórkowych krwinek czerwonych jest wzrastaj¹ca ich hemoliza. Uwolnione ze zdenaturowanej hemoglobiny hem i elazo s¹ kolejnymi czynnikami generuj¹cymi wolne rodniki [11]. Wytwarzanie du ych iloœci RFT we wnêtrzu erytrocytów wynika z nasilenia procesu autooksydacji oksyhemoglobiny do methemoglobiny [26]. Powstaj¹cy podczas tej reakcji anionorodnik ponadtlenkowy (O2.- ) ulega dysmutacji do nadtlenku wodoru (H2O2). Wzrost poziomu O2.- ih2o2 oraz obecnoœæ jonów elaza zapocz¹tkowuje przebieg reakcji Fentona bêd¹cej Ÿród³em rodnika hydroksylowego. Rodnik ten odpowiada m.in. za inicjacjê procesu peroksydacji lipidów [11]. U osób œrednio wytrenowanych, po wysi³ku fizycznym o wzrastaj¹cej intensywnoœci poziom methemoglobiny obni y³ siê [27]. Przeczy to teorii, e reakcja autooksydacji hemoglobiny jest Ÿród³em zwiêkszonej generacji RFT. Mo liwe wiêc, e za nasilon¹ peroksydacjê lipidów b³on erytrocytów odpowiadaj¹ RFT pochodz¹ce ze œrodowiska zewnêtrznego tych komórek. Naj³atwiej przenika przez b³ony obojêtny elektrycznie H2O2 oraz O2.- w formie rodników wodoronadtlenkowych HO2.- [11]. Protonacja anionorodnika ponadtlenkowego zachodzi podczas wysi³ku fizycznego, bowiem wówczas powstaj¹ wysokie stê enia jonów wodorowych H + [28]. Powstaj¹cy rodnik wodoronadtlenkowy inicjuje proces peroksydacji lipidów. Przez b³onê erytrocytów mo e przenikaæ równie nadtlenoazotyn bêd¹cy silnym utleniaczem [29]. Wzrost stê enia TBARS w osoczu i/lub erytrocytach sportowców po wysi³ku fizycznym wykazuj¹ równie inni autorzy. Wzrost stê enia TBARS w osoczu obserwowano np. u biegaczy bezpoœrednio po biegu pó³maratoñskim, a u sprinterów po up³ywie szeœciu godzin od zakoñczenia treningu [30]. Wzrost stê enia TBARS w erytrocytach wykazano z kolei u ciê arowców po sesji treningowej o intensywnoœci równej 80-90% obci¹ enia maksymalnego [31]. 20 W piœmiennictwie naukowym brak informacji na temat stê enia CD po wysi³ku fizycznym poprzedzonym kriostymulacj¹. Niniejsza praca dowodzi, e po treningu fizycznym z kriostymulacj¹ nie nastêpuj¹ istotne statystycznie zmiany poziomu CD. U kajakarzy poziom CD w osoczu i w erytrocytach krwi po pierwszych szeœciu dniach treningu poprzedzonego dwukrotn¹ w ci¹gu dnia kriostymulacj¹ by³ istotnie statystycznie ni szy od poziomu po szeœciu dniach treningu bez kriostymulacji. WoŸniak i wsp. [21] wykazali równie, we wstêpnych badaniach, e poziom CD w erytrocytach dziesiêciu kajakarzy po pi¹tym i dziesi¹tym dniu treningu by³ ni szy, gdy trening poprzedza³a kriostymulacja ogólnoustrojowa. Ni sze stê enie CD po treningu poprzedzonym kriostymulacj¹ œwiadczy o tym, e pobyt w kriokomorze ³agodzi indukowane wysi³kiem fizycznym zaburzenia równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej. Badania dowodz¹ jednak, i jednorazowa kriostymulacja u niewytrenowanych mê czyzn jest Ÿród³em stresu oksydacyjnego, nast¹pi³ po niej bowiem istotny statystycznie wzrost poziomu CD w osoczu i w erytrocytach (badania w³asne, dane niepublikowane). Dzia³anie skrajnie niskich temperatur indukuje szereg reakcji w organizmie nasilaj¹cych powstawanie RFT. Jedn¹ z nich jest skurcz naczyñ krwionoœnych, a nastêpnie po wyjœciu z kriokomory ich rozkurcz i masywne przekrwienie tkanek. W wyniku reperfuzji Ÿród³em wolnych rodników tlenowych jest m.in. reakcja katalizowana przez oksydazê ksantynow¹ [11]. W nastêpstwie oziêbienia organizmu zostaje pobudzony metabolizm brunatnej tkanki t³uszczowej, czemu towarzyszy wiêksze zu ycie przez ni¹ tlenu i wzmo enie procesów mitochondrialnego oddychania. U ludzi doros³ych brunatna tkanka t³uszczowa wystêpuje w niewielkiej iloœci. Tkanka ta zawiera wiele mitochondriów i du e stê enie cytochromów. Podczas aktywacji brunatnej tkanki t³uszczowej wytwarzanie anionorodnika ponadtlenkowego przez mitochondria wzrasta ponad 10-krotnie [12]. Zwiêkszona generacja RFT ma miejsce tak e w peroksysomach tej tkanki, w której kilkakrotnie wzrasta intensywnoœæ procesu ß-oksydacji kwasów t³uszczowych. Utlenianiu kwasów t³uszczowych towarzyszy generacja nadtlenku wodoru [32]. ród³em RFT po kriostymulacji mo e byæ równie wzmo one utlenianie katecholamin. Brak jednak w piœmiennictwie danych potwierdzaj¹cych to przypuszczenie. Podczas utleniania katecholamin powstaj¹ m.in. chinonowe pochodne katecholamin i aminochromy, które z kolei w obecnoœci reduktazy cytochromu P-450, jonów metali czy te anionorodnika ponadtlenkowego ulegaj¹ redukcji do ortosemichinonów i hydrochinonów, daj¹c jako produkt tych reakcji RFT [33]. Jednorazowy pobyt w komorze kriogenicznej powoduje wzrost stê enia noradrenaliny i adrenaliny w surowicy krwi zdrowych kobiet i mê czyzn [8]. Aminy katecholowe, np. adrenalina, mog¹ zmniejszaæ wytwarzanie wolnych rodników tlenowych przez neutrofile [34]. Te zaœ, gromadz¹c siê w miejscu uszkodzonych w³ókien miêœniowych, staj¹ siê jednym ze Ÿróde³ WRT po wysi³ku fizycznym [35]. Zatem wzrost stê enia adrenaliny we krwi po kriostymulacji ogólnoustrojowej móg³ zarówno zwiêkszyæ, jak i zmniejszyæ powstawanie RFT. Podczas treningu kojarzonego z kriostymulacj¹, dodatkowym potencjalnym Ÿród³em RFT, obok me-

7 chanizmów generuj¹cych RFT w efekcie wysi³ku fizycznego, by³y reakcje organizmu sportowców na skrajnie niskie temperatury. W niniejszej pracy obserwowano jednak istotne statystycznie obni enie stê enia TBARS w osoczu krwi po treningu poprzedzonym dzia³aniem skrajnie niskich temperatur, w porównaniu z poziomem przed treningiem. Obserwowano równie najczêœciej ni sze stê enie produktów peroksydacji lipidów w osoczu i erytrocytach krwi sportowców po treningu poprzedzonym kriostymulacj¹, w porównaniu z treningiem, który nie by³ wspomagany pobytem w komorze kriogenicznej. Ró nice nie zawsze by³y istotne statystycznie. Kriostymulacja poprzedzaj¹ca trening prawdopodobnie na tyle zwiêksza zdolnoœæ organizmu sportowca do wysi³ku fizycznego, e mimo dodatkowych potencjalnych Ÿróde³ generowania RFT, ich iloœæ by³a mniejsza. Wniosek ten potwierdzaj¹ równie wczeœniejsze badania przeprowadzone u dziesiêciu kajakarzy, które wykaza³y, e aktywnoœæ dysmutazy ponadtlenkowej nie zmienia siê istotnie statystycznie w erytrocytach po pi¹tym i po dziesi¹tym dniu treningu kojarzonego z kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ [36]. Aktywnoœæ katalazy natomiast obni y³a siê istotnie statystycznie po dziesi¹tym dniu treningu, zaœ aktywnoœæ peroksydazy glutationowej wzros³a znamiennie statystycznie po pi¹tym dniu treningu, a nastêpnie po dziesi¹tym dniu obni y³a siê [36]. Wzrost aktywnoœci enzymów antyoksydacyjnych jest efektem zwiêkszonej generacji RFT. Brak wzrostu mo e œwiadczyæ o zmniejszonej ich generacji. Obserwowane ró nice w poziomie TBARS po treningu bez kriostymulacji i treningu poprzedzonym dzia³aniem skrajnie niskich temperatur mog¹ równie wynikaæ z ró nego tempa usuwania substancji reaguj¹cych z TBA. MDA jest metabolizowany w w¹trobie i prawdopodobnie w wytrenowanych miêœniach szkieletowych [25]. Wp³yw na usuwanie MDA z miêœni mia³a z pewnoœci¹ wielogodzinna perfuzja pow³ok i koñczyn obserwowana po kriostymulacji ogólnoustrojowej. Wnioski Uzyskane wyniki potwierdzaj¹, e treningowi fizycznemu towarzyszy zwiêkszona generacja reaktywnych form tlenu, która mo e doprowadziæ do stresu oksydacyjnego. Poprzedzanie treningu kajakarzy kriostymulacj¹ ogólnoustrojow¹ wywo³uje korzystne zmiany adaptacyjne w komórkach organizmu, co chroni przed zaburzeniem równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej. Piœmiennictwo 1. Szmur³o W, Sygiericz M, Zapasnik S, Narkiewicz T, Bowszyc J. Kriochirurgia: metoda i zastosowanie. Kriomedpol/AM, Poznañ Ksiê opolska-pietrzak K. Krioterapia w leczeniu chorób reumatycznych. Ortop Traumatol Rehab 2000; 5: Gawroñski W. Miejscowe zastosowanie zimna w leczeniu i rehabilitacji stanów pourazowych oraz chorób narz¹du ruchu. Rehab Med 2003; 7 (2): Suszko R. Krioterapia ogólnoustrojowa. Rehab Med 2003; 7 (2): Bauer J, Skrzek A. Fizjologiczne podstawy krioterapii. Medycyna Sportowa 1999; 15 (5): Offenbacher M, Stucki G. Physical therapy in the treatment of fibromyalgia. Scand J Rheumatol 2000; 113 (suppl.): Zagrobelny Z, Zimmer K. Zastosowanie temperatur kriogenicznych w medycynie i fizjoterapii sportowej. Medycyna Sportowa 1999; 15 (5): Zagrobelny Z, Halawa B, Jezierski Cz, Wawrowska A. Wp³yw jednorazowego sch³adzania ca³ego cia³a w komorze kriogenicznej na wybrane wskaÿniki hemodynamiczne i stê enia hormonów w surowicy u osób zdrowych. Pol Tyg Lek 1993; 48: Zagrobelny Z, Halawa B, Kuliczkowski K, Frydecka I, Gregorowicz H. Wp³yw ogólnoustrojowej krioterapii w komorze niskotemperaturowej oraz leczenia ruchem na subpopulacje limfocytów we krwi obwodowej u chorych na chorobê zwyrodnieniow¹ stawów i reumatoidalne zapalenie stawów. Reumatologia 1996; 4: Tomaszewski W, Kurek J. Krioterapia skuteczna metoda w leczeniu i rehabilitacji urazów i schorzeñ narz¹dów ruchu. Niepe³nosprawnoœæ i Zdrowie 2001; 1 (1): Halliwell B, Gutteridge JMC. Free radical in biology and medicine. II wyd. Clarendon Press, Oxford Bartosz G. Druga twarz tlenu. II wyd. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa WoŸniak A. Signs of oxidative stress after exercise. Biol Sport 2003; 20: Urso ML, Clarkson PM. Oxidative stress, exercise, and antioxidant supplementation. Toxicology 2003; 189: Borg GA. Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc 1982; 14: Chatard JC, Wilson B. Drafting distance in swimming. Med Sci Sports Exerc 2003; 35: Buege JA, Aust SD. Microsomal lipid peroxidation. [W:] Fleisher S, Packer I. (Eds.) Methods in enzymology. Academic Press, New York 1978; Esterbauer H, Cheeseman KH. Determination of aldehydic lipid peroxidation products: malonaldehyde and 4-hydroxynonenal. [W:] Packer L, Glazer AN. (Eds.) Methods in enzymology. Academic Press, New York 1990; Sergent O, Morel I, Cogrel P i wsp. Simultaneous measurements of conjugated dienes and free malondialdehyde, used as a micromethod for the evaluation of lipid peroxidation in rat hepatocyte cultures. Chem Phys Lipids 1993; 65: Jenkins RR, Krause K, Schofield LS. Influence of exercise on clearance of oxidant stress products and loosely bound iron. Med Sci Sports Exerc 1993; 25: WoŸniak A, Drewa G, WoŸniak B i wsp. Effect of cryogenic temperatures and exercise on lipid peroxidation in kayakers. Biol Sport 2005; 22: Mastaloudis A, Leonard SW, Traber MG. Oxidative stress in athletes during extreme endurance exercise. Free Radic Biol Med 2001; 31: Matuszkiewicz A. Bia³ka i kwas moczowy jako potencjalne zmiatacze wolnych rodników w organizmie sportowca wyczynowego. Medycyna Sportowa 2000; 16 (5): Chang CK, Tseng HF, Hsuuw YD, Chan WH, Shieh LC. Higher LDL oxidation at rest and after a rugby game in weekend warriors. Ann Nutr Metab 2002; 46: Jenkins RR. Free radical chemistry: relationship to exercise. Sport Med 1988; 5: Zembroñ- acny A, Szyszka K, Sobañska B, Paku³a R. Zmiany aktywnoœci SOD-1 podczas wysi³ków o ró - nym charakterze. Med Sport 1997; 13 (5):

8 Sahlin K, Ekberg K, Cizinsky S. Changes in plasma hypoxanthine and free radical markers during exercise in man. Acta Physiol Scand 1991; 142: Zembroñ- acny A, Szyszka K, Skarpañska-Stejnborn A. Wp³yw wysi³ku fizycznego na antyoksydacyjny uk³ad glutationowy. Medycyna Sportowa 1998; 14 (10): Li DJ, Luo H, Wang LL, Zou GL. Potential of peroxynitrite to promote the conversion of oxyhemoglobin to methemoglobin. Sheng Wu Hua Xue Yu Sheng Wu Wu Li Xue Bao (Shanghai) 2004; 36: Marzatico F, Pansarasa O, Bertorelli L, Somenzini L, Della Valle G. Blood free radical antioxidant enzymes and lipid peroxides following long-distance and lactacidemic performances in highly trained aerobic and sprint athletes. J Sports Med Phys Fitness 1997; 37: Drewa G, WoŸniak A, Chêsy G, Rakowski A, WoŸniak B, WoŸniak J. Effect of exercise on the concentration of the thiobarbituric acid reacive substances (TBARS) in the blood plasma and erythrocytes of weightlifters. Biol Sport 1999; 16: Hamel FG, Bennett RG, Upward JL, Duckworth WC. Insulin inhibits peroxisomal fatty acid oxidation in isolated rat hepatocytes. Endocrinology 2001; 142: Kruk A, K³adna A. Wp³yw æwiczeñ fizycznych na metabolizm katecholamin. Medycyna Sportowa 1998; 14 (6): Kopprasch S, Gatzweiler A, Gressler J, Schroder HE. Beta-adrenergic modulation of FMLP-and zymosan-induced intracellular and extracellular production by polymorphonuclear leukocytes. Mol Cell Biochem 1997; 168: Suzuki K, Nakaji S, Yamada M i wsp. Impact of a competitive marathon race on systemic cytokine and neutrophil responses. Med Sci Sports Exerc 2003; 35: WoŸniak A, Drewa G, WoŸniak B i wsp. Effect of cryogenic temperatures and exercise on antioxidant enzymes activity in erythrocytes of kayakers. Biol Sport 2002; 19: