AEROBİK EGZERSİZ VE MÜLTİVİTAMİN KULLANIMININ ANTİOKSİDAN METABOLİZMASI ÜZERİNE ETKİLERİ

Öz

Bu çalışmanın amacı aerobik egzersizin ve mültivitamin kullanımının antioksidan metabolizma üzerine etkilerinin incelenmesidir. Çalışmaya Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu öğrencisi olan 60 gönüllü katıldı. Çalışma grubu mültivitamin (MVG, n=20) ya da plasebo (PG, n=20) kullanarak sekiz hafta süresince aerobik antrenman yaparken, kontrol grubu (KG, n=20) hiçbir aktiviteye katılmamış ve ek vitamin desteği almamıştı. Egzersiz programı öncesi ve sonrasında maksimal oksijen tüketimi (maxVO2) ve antropometri ölçümleri yapılırdı ve biyokimyasal tetkikler olarak malondialdehid (MDA) ve koenzim Q10 (CoQ10) çalışıldı. Çalışma öncesi alınan maxVO2 değerleri sekiz hafta süren antrenman şiddetinin kişisel yüklerini saptamak için kullanıldı. İstatistiksel analiz sonuçlarına göre, mültivitamin kullanıp antrenman yapan grupta MDA değerlerinde istatistiksel olarak anlamlı bir düşüş gözlendi. Aerobik antrenman yaparak mültivitamin ya da plasebo kullanan iki grubun da sekiz hafta sonrası CoQ10 değerleri bazal ölçümlere göre istatistiksel olarak daha yüksek bulundu. Bununla beraber iki egzersiz grubunun çalışma sonrası değerleri birbirinden istatistiksel olarak farklı değildi. Sonuç olarak, sekiz haftalık aerobik egzersiz süresince mültivitamin kullanımının, lipid peroksidayonunu azaltırken, antioksidan metabolizmayı güçlendirdiği ortaya kondu.

Giriş

Kardiyovasküler hastalıkların gelişmesinde risk faktörü olan homosisteinin oksidasyonu esnasında reaktif oksijen türevleri oluşmakta ve bunlar endotel hücrelerde lipid peroksidasyonuna neden olmaktadır. Tepkimelerin son ürünü malondialdehid (MDA) oksidatif stres izleyicisi olarak kullanılmaktadır (1,12). Oksidatif stres birçok hücre bileşeninin protein yapısında değiştirilemez hasara, antioksidan eksikliğine ve lipid peroksidasyonuna neden olur (17).
Kanter ve ark. (10), 20 sağlıklı erkek üzerinde altı haftalık antioksidan vitamin uygulamasının maxVO2’nin %60 ve %90’unda koşu bandında yapılan 30 dk’lık koşu testi esnasında lipid peroksidasyonunu engellemediğini, fakat egzersiz sonrasında ve dinlenmede serum MDA seviyelerinde önemli bir düşüş ortaya çıkardığını bulmuştur. El-Yassin ve ark. (6) 35-65 yaş arası KV hastalarda maksimal egzersiz testi sonrasında MDA’da önemli bir artış gözlemlemiştir. Sahlin ve ark. (14) ise, uzun mesafe kayakçılarda egzersiz testinden hemen sonra MDA seviyelerinde düşüş saptamışlardır. Akut ve kronik egzersizin MDA üzerindeki etkisi üzerinde bir fikir birliği yoktur.
Hücrelerde oksidatif hasarı önleyen, yok eden veya kısmen azaltan bazı mekanizmalar bulunur. Direkt etki ile oksidanları inaktif hale getiren maddelere antioksidanlar adı verilir. Koenzim Q10 (CoQ10, ubikinon) da antioksidan olarak görev yapar. Esas görevi mitokondriyal solunum zincirinin önemli bir bileşeni olmasıdır. NAD ve FAD’ın yanısıra bulunan bir başka elektron taşıyıcısıdır. Mitokondri iç membranından kolaylıkla geçmekte ve elektronları membranda daha az hareket edebilen diğer elektron taşıyıcıları arasında taşımaktadır (2,12,15). Literatürde CoQ10 takviyesinin aerobik ve anaerobik fiziksel performans üzerine etkilerini araştıran çalışmalar (3,11) yer alırken, mültivitamin kullanımı ve egzersizin bu önemli antioksidanın üzerinde yarattığı etki henüz incelenmemiştir. Bu nedenle bu çalışmanın amacı aerobik egzersiz ve mültivitamin desteğinin serum MDA ve CoQ10 seviyelerine etkisinin araştırılmasıdır.

Gereç ve Yöntemler

Araştırma grubu: Bu çalışmaya vejeteryen olmayan, çalışmanın amacını ve risklerini anlatan izin bildirgesini imzalamış, sağlık geçmişi envanterini doldurmuş 60 üniversite öğrencisi gönüllü olarak katıldı. Çalışmayı Celal Bayar Üniversitesi Tıp Fakültesi etik kurulu onayladı.
Çalışma dizaynı: Çift kör yöntemle mültivitamin ve plasebo uygulandı. Katılımcılar mültivitamin kullanan (MVG; n=20; 11 erkek ve 9 kadın), plasebo kullanan (PG; n=20; 10 erkek ve 10 kadın) ve kontrol (KG; n=20; 14 erkek ve 6 kadın) olarak rastgele üç gruba ayrıldı. MVG grubundaki katılımcılara sekiz hafta süreyle günde bir tablet mültivitamin (Supradyn, Roche) verildi. PG grubundaki 20 katılımcıya ise aynı boyut ve görüntüde plasebo verildi. Çalışma boyunca mültivitamin ve plasebo kullanımı konusunda her iki gruba aynı sözel uyarılarda bulunuldu. MVG ve PG grubundaki katılımcılar sekiz hafta süreyle haftada üç gün, antrenman yükleri kişisel olarak belirlenmiş aerobik antrenman programını uyguladılar. KG’deki katılımcılar bu süre boyunca hiçbir fiziksel aktiviteye katılmadı ve mültivitamin kullanmama yönünde uyarıldı.
MVG ve PG grubundaki tüm katılımcıların biyokimyasal testleri, vücut ağırlığı (VA), vücut yağ yüzdesi analizi (VY%), yağsız vücut ağırlığı (YVA), maksimal oksijen tüketimi (maxVO2) ölçümleri çalışmanın başında ve sonunda yapıldı. KG’deki gönüllüler bu süre içinde yukarıda açıklanan testlere aynı yöntem ile bir kez katıldılar.
Egzersiz programı: Aerobik antrenman programındaki başlangıç yükü her bir denek için çalışma başında ölçülen maxVO2 değerlerinin %50-60’ına denk gelen kalp atım sayısındaki egzersiz şiddeti olarak belirlendi. Bu yüklenmelerde katılımcılar ilk iki hafta süresince haftada üç gün 30 dk yürüyüş/koşu ile antrenman programına başladılar. Sonraki haftalarda antrenmana adaptasyonun gelişmesiyle egzersiz şiddeti maxVO2’nin %70-75’ine denk gelen kalp atım sayısı düzeyine ve 40-50 dk’lık sürelere aşamalı olarak çıkartıldı.
Ölçümler: Laboratuara ilk gelişte çevre ölçümleri ve boy uzunluğu antropometrik set (Holtain, USA) ile; vücut ağırlığı ve vücut yağ yüzdesi bioelektrik impedans cihazı (Tanita 300 MA, Tanita CO, Tokyo, Japan) ile ölçüldü.
EKG ölçümleri yapılan ve kardiolog tarafından herhangi bir risk taşımadıkları saptanan gönüllülerin maxVO2 ölçümleri Bruce (5) koşu bandı protokolü ile belirlendi. Maksimal testler süresince gaz analizleri taşınabilir otomatik sistem (K4ß2, Cosmed, Italy) ile; kalp atım sayıları monitör (Polar Sporttester E-400, Norway) ile ölçüldü. MaxVO2 ölçümü boyunca deneklerin algılanan yorgunluk düzeyleri (RPE), Borg (4) skalası kullanılarak belirlendi. MaxVO2’ye ulaşma kriteri olarak: iş yükü artışına rağmen VO2 değerlerindeki artışın, uygulanan iki iş yükü arasında 150 ml.dk-1 ve daha düşük olması; Borg skalasında RPE düzeyinin 17 ve üzerinde işaret edilmesi; RQ değerinin 1.15 ve üzerinde olması; kalp atım sayısının, maksimal kalp atım sayısının % 85 ve üzerine çıkması; artan iş yüküne rağmen kalp atım sayısında artış gözlenmemesi kriterlerinden üçünün aynı anda bulunması kabul edildi.
Kan alımı ve biyokimyasal analizler: Venöz kan örnekleri 10 saat açlık sonrası sabah 08:00-10:00 saatleri arasında ön koldan alındı. MVG ve PG grubundaki katılımcılar sekiz haftalık sürenin öncesi ve sonrasında, KG grubundaki katılımcılar ise bir kez kan örneği verdiler. MDA ve CoQ10 analizleri için serum ve plazma örnekleri -200C’de saklandı ve toplu olarak çalışıldı. MDA ve CoQ10 analizleri yüksek performanslı likit kromatografi (HPLC) cihazında (Agilent 110) kitle (Immundiagnostik AG, Bensheim, Almanya) yapıldı. MDA analizi için floresans detektörü; CoQ10 analizi için diyod array detektörü kullanıldı. MDA deneyinin analiz içi varyasyon katsayısı (CV) 0.48 µmol/l konsantrasyonda % 6.1; 2.06 µmol/l’lik düzeyde % 4.8 olarak belirlendi. Analizler arası CV 0.46 µmol/l konsantrasyonda % 6.9; 2.13 µmol/l’lik düzeyde ise % 5.7 idi. CoQ10 deneyinin analiz içi CV’si 0.66 µg/ml konsantrasyonda % 4.4, analizler arasında ise 0.31 µg/ml’lik düzeyde % 6.6 ve 0.89 µg/ml konsantrasyonda % 4.5 olarak saptandı.
İstatistiksel analizler: SPSS 11 paket programı kullanıldı. MDA ve CoQ10’un çalışma öncesi ve sonrasındaki değişimlerinin üç grup arasındaki karşılaştırmaları tekrarlı varyans analizi (repeated measures Anova) yöntemi ile yapıldı. Anova sonuçlarında istatistiksel bir farka rastlandığında ise bu farkın kaynağının araştırılmasında Tukey post- hoc yöntemi kullanıldı. Genel anlamlılık sınırı p<0.05 idi. Basit etki analizlerinde ise anlamlılık sınırı için Bonferroni ayarlaması yapıldı.

Bulgular

Katılımcıların tanımlayıcı istatistikleri Tablo 1’de verilmektedir.

Aerobik antrenman ve mültivitamin yüklemesi sonucunda gruplar arası ilişkilerde, MDA için ana etki analizi açısından istatistiksel bir farklılık olmadığı tekrarlı Anova sonucunda gözlendi: F(2, 52)= 2.71, p>0.05. Bununla birlikte basit etki analizleri sonrasında bakıldığında, grupların çalışma öncesi ve sonrası değerleri arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık bulundu. Bu farklılığın kaynağının MVG grubunun MDA değerlerinin istatistiksel olarak anlamlı düşüşünden kaynaklandığı anlaşılmaktadır (Tablo 2).

CoQ10 değerlerinin antrenman ve mültivitamin yüklemesi sonucu gruplar arası ilişkileri de tekrarlı Anova yöntemi ile incelendi. Buna göre grupların ana etki analizlerinde istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki gözlenmedi: F(2, 52)= 2.68, p>0.05. Basit etki analizlerinde MVG ve PG gruplarının çalışma öncesi ve sonrası değerleri arasında CoQ10 değerleri açısından istatistiksel olarak anlamlı artışlar gözlendi. Buna karşın iki grubun CoQ10 değerleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunmadı (Tablo 3).

Tartışma

Araştırma sonuçlarına göre sekiz haftalık mültivitamin desteği ve aerobik antrenman sonrasında MDA değerleri ile ölçülen lipid peroksidasyonunda istatistiksel olarak anlamlı bir düşüş gözlendi. Benzer çalışmalara bakıldığında maraton koşucularında (14), uzun mesafe kayakçılarda ve koşucularda (9), egzersiz testinden hemen sonra MDA miktarında düşüş gözlenmişti. Kanter ve ark. da (10) 20 sağlıklı erkek üzerinde altı haftalık antioksidan vitamin takviyesi sonrasında, koşu bandında maxVO2’nin % 60’ında yapılan 30 dk’lık koşu testi sonrasıda, serum MDA seviyelerinde anlamlı bir düşüş buldular. Bu üç çalışmanın sonuçları, araştırma sonuçlarını desteklemektedir.
Dayanıklılık antrenmanlarıyla MDA seviyelerinde gözlenen düşü-şün yaş ile ilişkili olduğu düşünülmektedir. Bu hipotezi destekleyen tek çalışmada Fatouros ve ark. (7), 65-78 yaşları arasındaki katılımcıların uyguladıkları 16 haftalık dayanıklılık antrenmanı sonrası MDA seviyelerinde artış gözlenmiştir.
Yaşın yanı sıra yapılan egzersiz çeşidinin de MDA değerlerini farklılaştırdığı düşünülmektedir. Örneğin dayanıklılık antrenmanları, direnç antrenmanları ile karşılaştırıldığında yukarıda açıklanan çalışma değerlerini desteklemeyen sonuçlar bulunmaktadır (8,13,16). Ramel ve ark. üniversite öğrencilerinde submaksimal direnç egzersizi sonrası MDA’da önemli bir artış gözlemişlerdir (13). Viitala ve ark. (16) da antrenman yapan ve yapmayan kişilerde, vitamin E takviyesi kullanan veya kullanmayanlarda direnç egzersizi sonrasında MDA seviyelerinde artış bulmuştur. Goldfarb ve ark. 19-31 yaş arası, 12 ay süresince hiç direnç antrenmanı yapmamış 18 sağlıklı bayan üzerinde eksantrik egzersizin MDA üzerine etkisini araştırmış ve eksantrik egzersiz sonrası MDA seviyelerini daha yüksek bulmuşlar; bu seviyeleri antioksidan takviyesi alan grupta plasebo grubuna göre daha düşük bulmuşlardır.
Bu çalışmada mültivitamin kullanımından bağımsız olarak sekiz hafta süresince aerobik antrenman yapan her iki grubun CoQ10 değerleri literatüre uygun şekilde (2,12) istatistiksel olarak anlamlı artış gösterdi. Bonetti ve ark. (3)’nın yapmış olduğu çalışmada, ayda en az 1000km bisiklet kullanan orta yaşlı katılımcılara sekiz hafta süreyle CoQ10 veya plasebo verilmiştir. Bu süre sonunda CoQ10 kullanan grupta CoQ10 değerlerinde anlamlı bir artış gözlenirken, plasebo kullanan grupta anlamlı değişim gözlenmemiştir. Literatürdeki diğer çalışmalar CoQ10 desteği ile artan fiziksel performans ve maxVO2’deki artışı açıklamaktadır (11,18,19). Bu araştırma dışında, dışarıdan CoQ10 tak-viyesi olmadan sadece egzersiz ve mültivitamin veya plasebo kullanımı ile şekillendirilen bir araştırma bulunmaması nedeni ile araştırma sonuçları bu yönüyle henüz desteklenmemektedir.

Kaynaklar

1. Atlaş M: Deneysel olarak insülin direnci oluşturulmuş ratlarda oksidan/antioksidan denge ve endotel fonksiyonları. Uzmanlık Tezi, Manisa, Celal Bayar Üniversitesi, 2005.
2. Baynes J, Dominiczak MH: Medical Biochemistry. Mosby,1999, pp 87-8.
3. Bonetti A, Solito F, Carmosino G, Bargossi AM, Fıorella PL: Effect of ubidecarenone oral treatment on aerobic power in middle-aged trained subjects. J Sports Med Phys Fitness 40: 51-7, 2000.
4. Borg GA: Psychological basis of perceived exertion. Med Sci Sport Exerc 14: 377-81, 1982.
5. Bruce RA: Kusumi F, Hosmer D: Maximal oxygen intake and nomographic assessment of functional aerobic impairment in cardiovascular disease. Am Heart J 85: 546-562, 1973.
6. El-Yassin D, Hasso NMA, Al-Rubayi HA: Lipid profile and lipid peroxidation pattern pre- and post- exercise in coronary artery disease. Turk J Med Sci 35: 223-8, 2005.
7. Fatouros IG, Jamurtas AZ, Villiotou V, et al: Oxidative stress responses in older men during endurance training and detraining. Med Sci Sports Exerc 36: 2065-72, 2004.
8. Goldfarb AH, Bloomer RJ, McKenzie MJ: Combined antioxidant treatment effects on blood oxidative stress after eccentric exercise. Med Sci Sports Exerc 37: 234-9, 2005.
9. Hübner-Wozniak E, Panezenko-Kresowska B, Lerczak K, Posnik J: Effects of graded treadmill exercise on the activity of blood antioxidant enzymes, lipid peroxides and non-enzymatic antioxidants in long-distance skiers. Biol Sport 11: 217-26, 1994.
10. Kanter MM, Nolte LA, Holloszy JO: Effects of an antioxidant vitamin mixture on lipid peroxidation at rest and postexercise. J Appl Physiol 74: 965-9, 1993.
11. Malm C, Svensson M, Ekblom B, Sjödin B: Effect of ubiquinone-10 supplementation and high intensity training on physical performance in humans. Acta Physiol Scand 161: 379-84, 1997.
12. Onat T, Emerk K, Sözmen EY: İnsan Biyokimyası. Ankara, Palme Yayıncılık, 2002.
13. Ramel A, Wagner K, Elmadfa I: Plasma antioxidants and lipid oxidation after submaximal resistance exercise in men. Eur J Nutr 43: 2-6, 2004.
14. Sahlin K, Cizinsky S, Warholm M, Hoberg J: Repetitive static muscle concentrations in humans: a trigger of metabolic and oxidative stress? Eur J Appl Physiol 64: 228-36, 1992.
15. Smith C, Allan D, Marks MD, Lieberman M: Basic Medical Biochemistry. Lippincott Williams & Wilkins, 2005, pp 382-5.
16. Viitala PE, Newhouse IJ, Voie N, Gottardo C: The effects of antioxidant vitamin supplementation on resistance exercise induced lipid peroxidation in trained and untrained participants. Lipids in Health and Disease 3: 14, 2004.
17. Wierzba TH, Olek RA, Fedeli D, Falcioni G: Lymphocyte DNA damage in rats challenged with a single bout of strenuous exercise. J Physiol Pharmacol 57 (Suppl 10): 115-31, 2006.
18. Ylikoski T, Piirainen J, Hanninen O, Penttinen J: The effect of coenzyme Q10 on the exercise performance of cross-country skiers. Molec Aspects Med 18: 283-90, 1997.
19. Zhou S, Zhang Y, Davie A, et al: Muscle and plasma coenzyme Q10 concentration, aerobic power and exercise economy of healthy men in response to four weeks of supplementation. J Sports Med Phys Fitness 45: 337-46, 2005.