Wprowadzenie teoretyczne do praktyki w odnowie biologicznej w sporcie – wybrane aspekty

Odnowa biologiczna jest w obszarze zainteresowania wielu dziedzin nauk biologicznych związanych z profilaktyką zdrowia. Jest dziedziną stanowiącą dział profilaktyki zdrowotnej, w ramach której mieszczą się czynności wpływające na przyspieszenie naturalnych procesów regeneracji ustroju. Istotą postępowania odnawiającego, jest świadome i celowo zaplanowane działanie, zmierzające do wspomagania regeneracji ustroju i przyspieszenia naturalnych procesów restytucji po wysiłku. Aby zrozumieć istotę sterowania restytucją należy poznać mechanizmy zmęczenia i wynikające z tego potrzeby organizmu.

Najbardziej komplementarne zastosowanie odnowa biologiczna ma w obszarze sportu uprawianego wyczynowo, w aspekcie fizjologii wysiłku fizycznego. W tym obszarze w identyfikacji potrzeb związanych z restytucją powysiłkową, zastosowanie ma szczególnie rozwój biologii molekularnej pozwalający na zgłębienie naukowe biochemicznych podstaw fizjologii wysiłku. Poznanie istoty procesów adaptacyjnych na poziomie komórkowym w aspekcie energetyki wysiłku, termoregulacji w czasie wysiłku, skutków odwodnienia termicznego, mechanizmów kontroli przemian energetycznych, w tym roli mechanizmu glukostatycznego w modulacji reakcji neuro-hormonalnej na różne wysiłki, a także istoty stresu oksydacyjnego i nitrozacyjnego, jest podstawą planowania kompleksowej odnowy biologicznej w sporcie.

Wysiłek fizyczny o dużej intensywności pracy mięśni szkieletowych, zwłaszcza trwający dłużej, nasila aktywność nie tylko układu krążenia, oddechowego, ale także układu nerwowego, jak również hormonalnego. Wpływa na energetykę ustroju, pobudza przemianę materii, wpływa na funkcję narządów wewnętrznych. Fizjologicznym następstwem pracy mięśni szkieletowych, jest nasilenie procesów metabolicznych w celu dostarczenia energii niezbędnej do pracy mięśniowej, co łączy się z uruchomieniem mechanizmów regulacji bilansu cieplnego, celem utrzymania homeostazy termicznej. Proces zmian jakie zachodzą w obszarze termoregulacji i zaburzenia wodno-elektrolitowe, wiąże się z równoczesnym wpływem na równowagę kwasowo-zasadową oraz zwiększonym metabolizmem. Efektem treningu fizycznego jest szereg zmian prowadzących do readaptacji organizmu.

Istotą tego mechanizmu, jest następcze obniżenie tolerancji na wysiłek, szereg zmian w układzie hormonalnym, odpornościowym, a także w metabolizmie komórek, które są charakterystyczne dla fazy katabolicznej. Stan ten generuje nasilenie aktywacji systemu procesów restytucyjnych charakterystycznych dla fazy anabolicznej. Indukowane wysiłkiem fizycznym zmiany na poziomie komórkowym wyrażone są szeregiem następczych regulacji systemowych celem przywrócenia równowagi. Uruchamiają się wysiłkowe zmiany biochemiczne, które inicjują wewnątrzustrojowe procesy restytucyjne, a także prowadzą do zwiększenia możliwości wysiłkowych. W efekcie dochodzi do adaptacji organizmu do nowo zaistniałych warunków środowiska.

Wzmożony wysiłek fizyczny powoduje zaburzenia równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej, prowadzące do obniżenia statusu antyoksydacyjnego osocza, który wywołuje efekty autoregulacji ustrojowej na poziomie komórkowym. Uruchamia się system neutralizacji wolnych rodników powstających w momencie wykonywania wysiłku wykorzystujący endogenne składniki antyoksydacyjne. Odpowiedzią na wysiłek fizyczny, jest dynamiczny stan równowagi pomiędzy prooksydantami-RFTA (reaktywne formy tlenu-RFT i azotu-RFA), a antyoksydantami, który jest naturalnym systemem obronnym komórki neutralizującym negatywne skutki działania prooksydantów.

Treningowe bodźcowanie, w drodze obniżania pojemności antyoksydacyjnej organizmu, prowadzi do uruchomienia procesów adaptacyjnych zabezpieczających komórki przed kolejnym wzrostem ilości reaktywnych form tlenu i azotu. Bowiem, występujący po wysiłku i nie zneutralizowany przez antyoksydanty wzrost stężenia RFTA, stanowi bodziec wyzwalający procesy metaboliczne, których efektem końcowym jest produkcjia dodatkowych zasobów składników antyoksydacyjnych w komórkach. Zatem po chwilowym obniżeniu ich stężenia na skutek wysiłku, podczas okresu restytucji, zazwyczaj następuje wzrost ich ilości ponad wartości początkowe. Powtarzana wielokrotnie ekspozycja organizmu na zwiększoną produkcję RFTA poprzez regularne treningi fizyczne skutkuje podwyższeniem obrony antyoksydacyjnej całego organizmu.

W procesie adaptacji do wysiłku fizycznego istotną rolę z punktu widzenia sportu pełnią tlenki azotu i jego formy pochodne. Molekuły tlenku azotu (NO), w ilościach umiarkowanych, są czynnikami autoregulacji ustroju poprzez modulowanie przepływu krwi i regulację kurczliwości mięśnia na poziomie sprzężenia pobudzenie-skurcz. Biorą udział w procesie biogenezy nowych elementów, mają zdolność łączenia się z się z białkami zawierającymi hem, oraz wytwarzania nowych mitochondriów w odpowiedzi na wysiłek fizyczny. Pełnią funkcje sygnalizacyjną zapoczątkowując wiele ścieżek metabolicznych między innymi za pośrednictwem cyklicznego guanozynomonofosforanu – cGMP), odgrywa rolę w pobieraniu glukozy reakcji glikolizy oraz oddychaniu komórkowym. Cząsteczka NO jest ważną formą w ekspresji sygnalizacji w odpowiedzi immunologicznej, co jest ważne bowiem nasilony wysiłek związany ze sportem, powoduje szereg uszkodzeń na poziomie błony komórkowej i błon siateczki sarkoplazmatycznej.  

Reasumując, wytwarzanie RFTA w organizmie jest pod ścisłą kontrolą systemu antyoksydacyjnego. Istotą jest równowaga pomiędzy reaktywnymi formami tlenu-RFT i azotu-RFA a antyoksydantami, która jest systemem obronnym komórki neutralizującym negatywne skutki działania prooksydantów w regulacji tolerancji wysiłków fizycznych na poziomie komórkowym.

Trzeba pamiętać jednak, że sport uprawiany wyczynowo, jest bezsprzecznie źródłem nadmiernej ilości wolnych rodników produkowanych w czasie aktywności fizycznej. Intensywny trening powoduje obniżenie statusu antyoksydacyjnego, zwiększoną produkcję RFTA. Zważywszy na wysokie wymagania treningowe, obciążenia fizyczne i emocjonalne związane z udziałem w zawodach sportowych oraz występowanie stanów zapalnych zwłaszcza wskutek uszkodzeń, postrzega się potrzebę wspomagania obrony oksydacyjnej organizmu zawodników, która wykraczająca poza dostarczanie bogatej w antyoksydanty, prawidłowo zbilansowanej diety.

Powstające reaktywne formy tlenu i azotu (RFTA), w nadmiarze są zagrożeniem dla struktur komórkowych. Ich nadmierna produkcja w organizmie, bądź niedostateczna bariera antyoksydacyjna ustroju może doprowadzić do uszkodzeń wewnątrzkomórkowych, gdyż związki te reagują również z białkami, lipidami i kwasami nukleinowymi, czyli molekułami stanowiącymi podstawową strukturę komórki, powodując zaburzenia ich biologicznych funkcji. Jednym z najbardziej niszczących skutków stresu oksydacyjnego w komórce jest peroksydacja lipidów. Uszkodzeniom na skutek działania RFT ulegają przede wszystkim łańcuchy wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, budujących między innymi błony komórkowe, bądź lipoproteiny osocza jak cholesterol LDL. Równocześnie w odniesieniu do stresu nitrozacyjnego należy wskazać dezaktywację białek wskutek atakowania przez reaktywne formy azotu i wystąpienie stresu azotowego w tkankach.           

Jednak stopień nasilenia zmian oksydacyjnych, jest różny i zależny od stopnia wytrenowania, od rodzaju wysiłku, a także poziomu jego intensywności. Biorąc pod uwagę różne źródła energetyki wysiłków treningu aerobowego i anaerobowego, należy przewidywać różne efekty. Podczas wysiłku tlenowego, RFTA powstają głównie w mitochondriach na skutek przecieku elektronów w łańcuchu oddechowym wskutek zwiększonej konsumpcji tlenu. Z kolei aktywność oparta o szlaki metaboliczne przemian beztlenowych, sprzyja powstawaniu RFTA przede wszystkim w związku z procesem niedokrwienie/reperfuzja, oksydacją katecholamin oraz stanem zapalnym i infiltracją komórek fagocytarnych do miejsc uszkodzonych w mięśniach. Trening siłowy, wytrzymałościowy, czy też kombinacja obu, skutkuje większym stopniem nasilenia stresu oksydacyjnego. Jednocześnie trzeba mieć na uwadze, że wysiłki z dużym udziałem skurczów mięśniowych ekscentrycznych powodują głębsze i dłużej utrzymujące się zaburzenia równowagi red-oks, między innymi właśnie ze względu na większe uszkodzenie mięśni, niż wysiłki z przewagą skurczów koncentrycznych.

Konkludując należy pamiętać, że odnowa biologiczna w sporcie, odnosi się także do profilaktyki i zmniejszania negatywnych skutków przeciążeń i nadmiernej kumulacji powysiłkowych mediatorów stanu zapalnego, które powstają w wyniku obciążenia wykonaną pracą.  Zatem, istotnym elementem, jest równoczesne zapobieganie przeciążeniom, bowiem mogą prowadzić do niewłaściwego rozkładu obciążenia na struktury narządu ruchu i tym samym mogą przyczyniać się do powstawania urazów. Trzeba mieć na uwadze, że wysiłkowe zmiany w aktywności nerwowo-mięśniowej, stają się źródłem zmian w sposobie realizowania wzorca ruchu oraz niewłaściwego rozkładu obciążenia w aparacie ruchu, co niewątpliwie pogarsza ergonomię, a także jest czynnikiem kontuzjogennym. Koniecznym jest zapobieganie zmianom destrukcyjnym wynikającym z przeciążeń i mikrourazów, które prowadzą do zmian degeneracyjnych układu ruchu sportowca. Ważne są także działania profilaktyczne w aspekcie nadmiernego zużywania się tkanek i struktur tkankowych na skutek intensywnej eksploatacji narządu ruchu. Nie można zapomnieć o leczeniu tkanek po urazach sportowych oraz o procesie przywracania możliwości czynnościowych do treningu. W praktyce traumatologicznej i medycyny sportowej, powszechnym jest włącznie programów rehabilitacyjnych, a także zastosowanie mają metody fizykalne biostymulacyjne. Skuteczność oddziaływania środków medycyny fizykalnej, jest uzasadniona istotą reakcji biologicznej, jaka zachodzi w tkankach pod wpływem specyfiki danego bodźca stymulującego.       

Monitoring biometryczny sportowca, jest wieloaspektowy i złożony w czasie. Biorąc pod uwagę, kalendarz sportowy, iż jest to koniec sezonu biegowego w Krakowie, pragnę zwrócić uwagę biegaczy na możliwość podjęcia działań kontrolnych. W monitoringu sportowym, kształtowanie zmian adaptacyjnych w organizmie pod wpływem wysiłku fizycznego, powinno być wsparte diagnostyką medycyny sportowej celem wczesnego rozpoznania i zwalczania przeciążeniowych zmian destrukcyjnych. Podczas wydarzenia sportowego 5 PZU Cracovia Półmaratom Królewski 14 października w Krakowie, będzie możliwość skorzystania z diagnostyki sportowej. Osobom zainteresowanym lekarz sportowy współpracujący z AZS AWF, bezpłatnie dokona diagnozy narządu ruchu. Będzie także można nieodpłatnie doświadczyć efektywności wibroterapii, jako środka odnowy biologicznej w sporcie. Najbardziej popularnym fizykalnym środkiem odnowy biologicznej jest masaż. W obszarze katalogu różnych rodzajów masażu, obok klasycznego masaż mechaniczny – wibroterapia, jest nowoczesnym środkiem restytucji wspomaganej fizykalnie.         

Akademia Wychowania Fizycznego w Krakowie, wraz z Organizatorami wydarzenia sportowego 5. PZU Cracovia Półmaratom Królewski 14 października w Krakowie zapraszają do skorzystania z oferty odnowy biologicznej oraz do uczestnictwa w projekcie naukowym i wypełnienia elektronicznej ankiety dotyczącej odnowy biologicznej w sporcie. Więcej informacji TUTAJ.

Autorzy projektu informują, że informacje ankietowe są anonimowe i będą przetworzone statystycznie. Wyniki badań będą publikowane w formie tabel zbiorczych, porównań objaśniających zależności pomiędzy składem ciała, a strategią działań odnawiających jaką przyjął sportowiec – uczestnik zawodów w swoim stylu życia.