W projekcie, postawiono następujące pytania badawcze:

1. Jaki jest związek pomiędzy parametrami stresu oksydacyjnego, stężeniem kwasu moczowego oraz produktami degradacji tlenku azotu w grupach osób suplementowanych CoQ10 i kwasami Ω3 w świetle osób nietrenujących i niesuplementowanych?
2. Jakie jest związek pomiędzy suplementacją CoQ10  i kwasami Ω3 a ekspresją genów związanych z odpowiedzią stresową (szklak zależny od HSF-1, NF-kB, TNF)?
3. Jaki jest związek pomiędzy ekspresją genów związanych ze wzrostem komórek mięśniowych (np. gen miostatyny), a suplementacją CoQ10  i kwasami Ω3?
4. Jaki jest związek pomiędzy ekspresją genów związanych ze metabolizmem wewnątrzkomórkowym, a wpływem suplementacji CoQ10 i kwasami Ω3?
5. Jaki jest związek pomiędzy ekspresją genów kodujących enzymy szlaków energetycznych (np. GAPDH, LDH), suplementacją CoQ10 i kwasami Ω3 w grupie badanej?
6. Jak suplementacja CoQ10 i  kwasami Ω3 wpływa na ekspresję genów odpowiedzialnych za transport błonowy, oraz szlak hedgehok w komórkach mięśni (w tym Gli1)?
7. Jak suplementacja CoQ10 i  kwasami Ω3 wpływa na ekspresję czynników transkrypcyjnych: Hif-1-alfa (czynnik indukowany hipoksją) oraz NF-kB i wybranych genów zależnych od ich aktywności?

Hipotezy

Poziom ekspresji genów związanych ze stresem oksydacyjnym, rozwojem włókien mięśniowych, angiogenezą, energetyką komórek mięśniowych oraz transportem błonowym ulegnie zmianie pod wpływem suplementacji CoQ10 i  kwasami Ω3.

Opis projektu

Zarówno w sporcie jak i medycynie nieustanie poszukiwane są metody mogące w sposób istotny przyczynić się do zarówno do poprawy zdolności tkanek do wykonywania swoich funkcji jak i ich ochrony przed uszkodzeniem indukowanym wysiłkiem.

Każdorazowo intensywny wysiłek fizyczny wiąże się z występowaniem szeregu zmian biochemicznych (w tym między innymi nasilonej produkcji reaktywnych form tlenu), które stanowią swoistą odpowiedź tkanek na realizacje zdania ruchowego oraz są świadectwem indukowanych uszkodzeń związanych z intensywnością wysiłku (Mieszkowski i wsp. 2021). Powstające licznie reaktywne formy tlenu wywołują między innymi uszkodzenia składników komórkowych, jak również przyczyniają się do wystąpienia zjawiska osłabienia i zmęczenia mięśniowego, co znacząco przekłada się na możliwości realizacji zadania ruchowego w przyszłości (Valko i wsp. 2007; Allen i wsp. 2008; Powers i Jackson, 2008). Suplementacja preparatami o charakterze antyoksydacyjnym jest działaniem, które w przypadku osób aktywnych fizycznie może przyczyniać się do spadku produkcji reaktywnych form tlenu. Ponadto może przekładać się na spadek niekorzystnych następstw podejmowanej aktywności fizycznej wyrażonych jako wzrost stresu oksydacyjnego, wzrost peroksydacji lipidów, nasilenie przemian beztlenowych, zaburzenia metabolizmu i energetyki, co przyczynia się do wzrostu ryzyka uszkodzeń tkankowych (w tym wzrostu ryzyka urazów i kontuzji).

Oprócz stosowanych metod wspomagania funkcji tkanek i ich ochrony w mechanizmie indukowanej adaptacji pożądane efekty ochronne można uzyskać poprzez zastosowanie różnorodnych metod suplementacyjnych, głównie preparatami ergogenicznymi. Spośród tej dużej grupy związków niezmiennie duże nadzieje pokłada się w preparatach antyoksydacyjnych. Efekt korzystnego oddziaływania preparatów antyoksydacyjnych, w tym koenzymu Q10 czy kwasów Ω3 może wynikać z ich wpływu na mechanizmy obronny antyoksydacyjnej, co przyczynia się do spadku stężenie wolnych rodników tlenowych oraz zmniejszenia charakteru zmian wolno rodnikowych obserwowanych w tkankach i lipidach (Malm i wsp. 1997). Ponadto koenzym Q10 stanowi jeden z głównych gwarantów prawidłowej funkcji mitochondriów, co przekłada się na regulację metabolizmu wewnątrzkomórkowego oraz wykorzystanie energii (Alf i wsp. 2013; Cooke i wsp. 2008).

W badaniach Malm’a i współpracowników 22-tygodniowa suplementacja ubichinonem (koenzymem Q10) przyczyniła się do wzrostu wydolności beztlenowej (Malm i wsp. 1997). Podobne konkluzje odnośnie korzystnego wpływu koenzymu Q10 na możliwości wysiłkowe odnajdujemy również w pracach przeprowadzonych przez zespoły badawcze pod kierownictwem Alf oraz Cooka, gdzie dowodzono, że suplementacja koenzymem Q10 może stanowić skuteczną metodę obrony antyoksydacyjnej oraz procedurę modyfikacji możliwości wysiłkowych zarówno w populacji osób trenujących jak i nietrenujących (Alf i wsp. 2013; Cooke i wsp. 2008).

Kwasy omega-3 to rodzaj wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które mają kluczowe znaczenie dla zdrowia i prawidłowego funkcjonowania organizmu. Wśród najważniejszych kwasów omega-3 znajdują się kwasy eikozapentaenowy (EPA), dokozaheksaenowy (DHA) oraz alfa-linolenowy (ALA), który jest prekursorem EPA i DHA. Kwasy te pełnią wiele istotnych funkcji w organizmie, w tym wspierają układ krwionośny, układ nerwowy, a także mają działanie przeciwzapalne i przeciwutleniające. Ich rola w kontekście wysiłków długotrwałych, takich jak biegi ultra, jest również szeroko badana, a wyniki tych badań pokazują ich pozytywny wpływ na wydolność, regenerację i redukcję stanów zapalnych.

Intensywny i długotrwały wysiłek fizyczny, szczególnie w sportach wytrzymałościowych, takich jak biegi ultra, prowadzi do mikrourazów mięśniowych i zwiększonego stanu zapalnego. Kwasy omega-3, zwłaszcza EPA i DHA, mają działanie przeciwzapalne, co może przyspieszyć proces regeneracji i zmniejszyć ból mięśniowy po wysiłku. Badania pokazują, że suplementacja omega-3 może zmniejszyć marker stanu zapalnego, taki jak interleukina-6 (IL-6) oraz poziom C-reaktywnego białka (CRP) po intensywnym wysiłku. Kwasy omega-3 mogą wspomagać poprawę wydolności organizmu w długotrwałych wysiłkach poprzez wspieranie efektywności transportu tlenu do mięśni oraz poprawę metabolizmu tłuszczów, co jest szczególnie istotne w sportach wytrzymałościowych. EPA i DHA wpływają na lepszą adaptację organizmu do wysiłku długotrwałego, zwiększając efektywność energetyczną i zapobiegając przedwczesnemu zmęczeniu. Biegi ultra i inne formy długotrwałego wysiłku wytrzymałościowego obciążają układ sercowo-naczyniowy. Kwasy omega-3 mają korzystny wpływ na zdrowie serca, pomagając w utrzymaniu prawidłowego ciśnienia krwi, obniżeniu poziomu trójglicerydów i poprawie funkcji naczyń krwionośnych. Regularna suplementacja omega-3 może również zmniejszyć ryzyko arytmii serca, co jest szczególnie ważne w przypadku długotrwałego wysiłku. Długotrwały wysiłek fizyczny, zwłaszcza o dużej intensywności, prowadzi do uszkodzeń tkanek mięśniowych. Kwasy omega-3 wspierają procesy regeneracji, zwiększając syntezę białek mięśniowych i redukując katabolizm mięśni. Wyniki badań sugerują, że suplementacja omega-3 może przyspieszyć odbudowę uszkodzonych włókien mięśniowych po wysiłku, co jest szczególnie istotne w kontekście długotrwałego wysiłku, jak biegi ultra.

Reasumując, kwasy omega-3 mają pozytywny wpływ na organizm w trakcie wysiłków długotrwałych, takich jak biegi ultra. Wspomagają one redukcję stanów zapalnych, poprawiają regenerację mięśniową, wspierają zdrowie serca i zwiększają wydolność organizmu. Dlatego regularna suplementacja omega-3 może być korzystna dla osób uprawiających biegi ultra i inne dyscypliny wytrzymałościowe, pomagając w optymalizacji wyników oraz redukcji ryzyka kontuzji i przetrenowania.

Niezmiennie jednak skuteczność stosowania preparatów antyoksydacyjnych i ich wpływ na zdrowie jest szeroko dyskutowana. Świadczyć mogą o tym choćby metaanaliza Bjelakovic’a (Bjelakovic i wsp. 2007). W której w oparciu o 68 randomizowanych badań nie potwierdzono prozdrowotnego oddziaływania suplementów antyoksydacyjnych, w tym między w populacjach osób zarówno aktywnych jak i nieaktywnych fizycznie. Ponadto zaobserwowano dodatkowo, że w przypadku wysokich dawek B-karotenu i wit. A może wzrastać również ryzyko powikłań związanych z ich przyjęciem (Bjelakovic i wsp. 2007).

Sprzeczność obserwowanych wyników potwierdza konieczność dalszych szeroko zakrojonych prac badawczych nad efektywnością oraz skutecznością stosowania suplementacji preparatami antyoksydacyjnymi u osób zarówno aktywnych jak i nieaktywnych fizycznie.

Warto tutaj również zaznaczyć, że w przypadku populacji osób trenujących okresy przedstartowe oraz startowe w których realizowane są bardzo intensywne treningi, wiążą się zawsze z zwiększoną indukcją uogólnionego stanu zapalnego w organizmie, którego konsekwencją będzie wzrost stresu oksydacyjnego.  Przyczynić się to może do zwiększonego ryzyka zachorowań, w szczególności na schorzenia dróg oddechowych (Bjelakovic i wsp. 2007; Woods i wsp. 2009; Engebretsen i wsp. 2013). Możliwe, że suplementacja związkami antyoksydacyjnymi podczas realizacji intensywnego wysiłku fizycznego może stanowić istotne postępowanie medyczne o działaniu protekcyjnym stosowane w prewencji różnorodnych chorób oraz powysiłkowego uszkodzenia tkanek.

Dlatego też głównym celem badań jest określenie zmian zarówno w surowicy krwi jak i poziomu ekspresji genów związanych ze stresem oksydacyjnym, wzrostem włókien mięśniowych, angiogenezą oraz ich energetyką pod wpływem pod wpływem suplementacji koenzymem Q-10 i kwasami omega-3, w świetle odpowiedzi powysiłkowej.

W razie jakichkolwiek pytań pozostajemy do Państwa dyspozycji!