Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: kurkumina, kwas bosweliowy, trening fizyczny, glukoza, glikacja, ROS, AGEs, RAGE, NF-kB, mTOR, kachektyna, katabolina, miostatyna.
Ruch to zdrowie! Prawdę tę znamy doskonale. Fakt ten potwierdzają badania naukowe. Wysiłek fizyczny pozwala nam utrzymać w dobrej kondycji ciało do późnych lat i odsunąć w czasie proces starzenia się organizmu. Jednakże „więcej”, jak w wielu sytuacjach, również w przypadku ruchu nie oznacza „lepiej”. Również i tę prawdę potwierdzono niedawno badaniami…
Dlaczego ruch jest zdrowy?
Dzięki aktywności fizycznej zachowujemy prawidłowy stan tkanki mięśniowej. Natomiast mięśnie, szczególnie pracujące, są głównym konsumentem glukozy. A dokąd mięśnie chętnie spalają lub gromadzą glukozę, łatwo utrzymujemy prawidłowy poziom cukru we krwi i nie jesteśmy narażeni na rozwój cukrzycy. Nadmiar glukozy nie uszkadza wtedy na drodze tzw. glukotoksyczności naczyń krwionośnych i nie objawia się w rozmaitych tkankach tzw. angiopatiami, czyli nie prowadzi do rozwoju problemów zdrowotnych o podłożu naczyniowym, takich jak: uszkodzenie siatkówki (retinopatia), uszkodzenie nerek (nefropatia), uszkodzenie nerwów (neuropatia), choroba niedokrwienna serca, choroba niedokrwienna kończyn dolnych czy choroba naczyń mózgowych. Nadmiar glukozy nie inicjuje również wtedy procesu glikacji, polegającego na nieenzymatycznym wiązaniu się cukru z molekułami biologicznymi, będącego jednym z ważniejszych mechanizmów procesu starzenia się organizmu.
Pracujące mięśnie wytwarzają również i wydzielają masę związków regulatorowych o charakterze hormonalnym, nazywanych ogólnie miokinami, wpływających pozytywnie na funkcje całego organizmu. Wysiłek fizyczny pobudza wytwarzanie mitochondriów we włóknach mięśniowych (również serca) oraz w komórkach nerwowych (również mózgu), zaś produkujące energię mitochondria odpowiadają za naszą witalność. Należy podkreślić, że postępujące z wiekiem ubytki mitochondriów i utrata ich sprawności są jednymi z głównych mechanizmów odpowiadających za proces starzenia się organizmu. Mało tego… niezastępowane nowymi, stare i niesprawne mitochondria mnożą błędy przy produkcji energii, wytwarzając w nadmiarze szkodliwe dla komórek reaktywne formy tlenu (ROS – reactive oxygen species), znane lepiej jako wolne rodniki tlenowe. A reaktywne formy tlenu pochodzące z mitochondriów niszczą włókna mięśniowe, co prowadzi do atrofii mięśni związanej z bezczynnością ruchową i postępem procesów starzenia się organizmu, nazywanej w tym drugim przypadku sarkopenią. Natomiast naprężenia sarkolemy (błony komórkowej włókien mięśniowych), wynikające ze skurczów pracujących mięśni, generują pożyteczne dla komórek reaktywne formy tlenu, które – w przeciwieństwie do tych pochodzących z mitochondriów – sprzyjają regeneracji tkanki mięśniowej i hipertrofii mięśni, jak również wnikaniu glukozy do włókien mięśniowych i utrzymaniu tym samym optymalnego poziomu cukru we krwi.
Kiedy ruch szkodzi?
Ruch może być jednak również szkodliwy dla zdrowia, kiedy mówimy o wyczynowym uprawianiu sportu, szczególnie w wieku bardziej zaawansowanym. Wysoki wyczyn to domena młodzieńców. I niech tak zostanie! Młody organizm radzi sobie lepiej z ekstremalnymi przeciążeniami, a ewentualne problemy zdrowotne są wpisane w koszty sportowego sukcesu. A co złego dzieje się w organizmie oldboja próbującego dorównać formą młodym sportsmenom? Posłuchajmy…
Pamiętamy, że powstające w okolicy sarkolemy, na skutek jej naprężenia, reaktywne formy tlenu są pożyteczne dla zdrowia i mięśni. Gdy jednak ciężki wysiłek przedłuża się, jak np. w przypadku wyczynowych treningów wytrzymałościowych, wzmagające produkcję energii mitochondria wytwarzają 4 razy więcej szkodliwych wolnych rodników tlenowych jako produktów ubocznych prawidłowych procesów energetycznych. Wprawdzie w okresie regeneracji powysiłkowej ewidentnie szkodliwa względem mięśni aktywność mitochondrialnych ROS nie wpływa niekorzystnie na rozwój masy mięśniowej, a nawet odwrotnie – usuwając zniszczone wysiłkiem struktury białkowe – sprzyja restrukturyzacji włókien mięśniowych, zwiększając ostatecznie obrót białka i hipertroficzny efekt treningów siłowych, musimy jednak zwrócić uwagę, że granica pomiędzy pozytywną a negatywną dla mięśni i zdrowia aktywnością reaktywnych form tlenu rysowana jest niezwykle cienką kreską… Mitochondrialne ROS potrafią np. hamować hormonalne ścieżki sygnałowe, aktywujące pobieranie przez włókna mięśniowe z krwiobiegu glukozy, a przy okazji są jeszcze silnymi stymulatorami glikacji.
Sprawę pogarsza tu fakt, że trenujący wyczynowo sportowcy spożywają bardzo duże ilości glukozy w postaci węglowodanów pokarmowych, stanowiących najwartościowsze źródło energii dla pracującej tkanki mięśniowej. Tak więc ich organizmy dysponują zawsze zasobem glukozy zdolnej w sprzyjających warunkach do inicjacji glikacji. Natomiast glikacja tworzy podejrzane indywidua chemiczne, które w efekcie kolejnych przemian przekształcają się do bardzo szkodliwych molekuł, nazywanych końcowymi produktami zaawansowanej glikacji (AGEs – advanced glycation end products). Tak więc nadmierne spożycie węglowodanów przy wyczynowej aktywności ruchowej przyczynia się do wzmożonego wytwarzania AGEs, które są bardzo szkodliwe dla zdrowia i zostały uznane przez specjalistów za jedną z głównych przyczyn postępu procesów starzenia się organizmu. Fakt wzmożonej produkcji AGEs w organizmach trenujących wyczynowo oldbojów został niedawno potwierdzony bezdyskusyjnie naukowo (Chilelli, 2016).
Jak się okazuje, tak samo jak dla całego organizmu, AGEs są równie szkodliwe dla mięśni. AGEs działają bowiem na komórki mięśniowe podobnie do hormonów katabolicznych, niszczących białka mięśniowe. Wygląda to w ten sposób, że molekuły te wiążą swoiste dla siebie receptory, nazywane receptorami dla końcowych produktów zaawansowanej glikacji (RAGE) a zlokalizowane w błonach komórkowych włókien mięśniowych i komórek satelitarnych, czyli macierzystych komórek mięśniowych, odpowiadających za regenerację i hipertrofię mięśni na drodze procesu miogenezy. Natomiast wiązanie AGEs z RAGE uruchamia szlak sygnalizacyjny, aktywujący czynnik transkrypcyjny NF-kB, który przenika do jądra komórkowego i pobudza geny komórek mięśniowych to produkcji niezwykle silnych hormonów katabolicznych, takich jak kachektyna, katabolina i miostatyna, degradujących białka mięśniowe i stopujących proces hipertrofii mięśni (Haslbeck, 2005; Uribarri, 2008). Za pośrednictwem RAGE, AGEs obniżają też aktywność szlaku sygnalnego kinazy mTOR, sterującej procesem anabolizmu białek mięśniowych (Miele, 2003; Cassese, 2008; Chiu, 2016). Dodanie tych molekuł do podłoża hodowlanego komórek mięśniowych prowadzi do redukcji ich rozmiarów oraz hamuje różnicowanie się komórek satelitarnych w kierunku włókien mięśniowych, czyli proces miogenezy (Chiu, 2016).
Z pomocą oldbojom
Tak więc zdrowy ruch – to ruch umiarkowany, szczególnie gdy mówimy o starszych wiekowo osobach aktywnych fizycznie. Często jednak jest tak, że lata uciekają – a wola walki zostaje. Wielu widzi więc sens aktywności ruchowej, ale jedynie w kontekście współzawodnictwa i konfrontacji. Ci aktywni trenują więc zazwyczaj ciężko, przygotowując się zawodów w grupach wiekowych oldbojów. Trudno im tego odmówić, gdyż sport jest zazwyczaj ich hobby i pomysłem na samorealizację. Musimy jednak pokazać oldbojom, jakie niekorzystne skutki niosą dla ich organizmów treningi na poziomie wysokiego wyczynu i w jaki sposób mogą skutki te niwelować…
Skutkom tym i sposobom zaradczym przyglądał się niedawno zespół włoskich naukowców z Uniwersytetu Padewskiego (Chilelli, 2016). Naukowcy przebadali 47. wysoko zaawansowanych kolarzy z grup wiekowych oldbojów (średnia wieku 46 lat), wykrywając w ich organizmach niepokojąco wysokie stężenia AGEs i RAGE. W związku z tym przestawili wszystkich zawodników na zdrową dietę śródziemnomorską, podając przy tym 25. z nich przez 3 miesiące 10 mg kurkuminy i 105 mg kwasu bosweliowego (pochodzących z ekstraktu kurkumy i boswelii) dziennie. Autorzy, jak informowali w tekście, dlatego wybrali te dwa suplementy diety, że w dwóch wcześniejszych badaniach na zwierzętach inne zespoły naukowe udowodniły, iż kurkumina redukuje stopień kumulacji AGEs w żywym organizmie a ekstrakt z boswelii hamuje aktywność kachektyny i kataboliny – wspomnianych już wyżej hormonów tkankowych, degradujących białka mięśniowe i prowadzących do atrofii mięśni (Yu, 2012; Umar, 2014).
Gdy naukowcy zmierzyli te same markery na zakończenie badania, okazało się, że poziom RAGE obniżył się w grupie samej diety śródziemnomorskiej o 27% a w grupie wspomaganej dodatkowo kurkuminą i kwasem bosweliowym o 31%. Jednakże poziom AGEs obniżył się tylko w grupie wspomaganej kurkuminą z boswelią – i to aż o 42%, albowiem w grupie samej diety doszło do wzrostu jego poziomu o dodatkowe 4%.
Badanie to pokazało nam w pierwszej kolejności, że osławiona i niemal okrzyknięta panaceum dieta śródziemnomorska nie radzi sobie z powstrzymywaniem glikacji oraz redukcją poziomu końcowych produktów zaawansowanej glikacji, przynajmniej u ludzi w sile wieku, w warunkach wysokich obciążeń treningowych (prawdopodobnie z tego powodu, że jej podstawę tworzą łatwo przekształcane w glukozę węglowodany pochodzące z kasz, pieczywa i makaronów). Jednakże dieta taka może do pewnego stopnia łagodzić negatywne, zdrowotne skutki glikacji, obniżając stężenie receptorów RAGE, odpowiedzialnych za szkodliwą aktywność AGEs. Ostatecznie jednak sama dieta śródziemnomorska to zdecydowanie zbyt mało, aby hamować postęp procesu starzenia się organizmu i związanej z wiekiem sarkopenii, i poprawiać ogólnie nasz komfort zdrowotny. I tutaj ważny okazuje się właśnie drugi wniosek płynący z wyników powyższego badania… a więc ten, że spektakularnie kumulację AGEs powstrzymuje kompozycja kurkuminy z boswelią, sprzyjająca na tej drodze długowieczności i wysokiej zdrowotności oraz wpływająca pozytywnie na tężyznę fizyczną i stan naszego umięśnienia.
