Хорошо известно, что физические нагрузки увеличивают продукцию активных форм кислорода (АФК) в скелетных мышцах, и спортсмены часто используют антиоксидантные добавки в надежде, что они ослабят вызванные АФК мышечные повреждения и снимут усталость. Однако все большее количество данных указывает на то, что образующиеся при интенсивных нагрузках АФК участвуют в процессах регуляции клеточной сигнализации и способствуют адаптации и регенерации мышц после интенсивных нагрузок.
Антиоксиданты ингибируют образование АФК в мышцах, и как показали недавние исследования, антиоксиданты ослабляют процессы внутриклеточной сигнализации, важные для мышечной адаптации при нагрузках. Было показано, например, что физические упражнения увеличивают экспрессию значимых для биогенеза митохондрий генов, а антиоксиданты блокируют это увеличение. И хотя эти факты уже известны, все-таки оставалось неясным – снижают ли антиоксиданты биогенез митохондрий только при нагрузках, или влияют и на базовый митохондриальный биогенез.
Группа австралийских и американских исследователей изучила на крысах влияние длительного приема антиоксидантов (витамина Е и альфа-липоевой кислоты) на уровень биогенеза митохондрий в мышцах. Результаты этой работы опубликованы в июньском выпуске журнала журнала Медицина и наука в спорте и физкультуре (Medicine & Science in Sports & Exercise) – официальном журнале Американского колледжа спортивной медицины.
Опыты проводили на самцах крыс линии Вистар. Животных разделили на 4 группы – группа с обычной диетой и без физических нагрузок, группа с антиоксидантной диетой без физических нагрузок, группа с обычной диетой и физическими нагрузками (бегущая дорожка), и группа с антиоксидантной диетой и физическими нагрузками. Авторы показали, что антиоксидантные добавки снижают уровень биогенеза митохондрий как у животных получавших нагрузки, так и у малоподвижных животных.
Одним из важных процессов адаптации и регенерации мышц при физических нагрузках является биогенез митохондрий, приводящий к увеличению количества и плотности митохондрий в мышечных клетках. Центральным звеном этого процесса является 1α-коактиватор гамма-рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом (PGC-1α). Этот активатор через цепочку внутриклеточных событий способствует увеличению экспрессии и активности ключевых митохондриальных белков. По активности маркеров биогенеза и количеству митохондриальных белков оценивают уровень митохондрий в клетках.
Было обнаружено, что антиоксидантные добавки не предотвращают вызванное упражнениями увеличение маркеров биогенеза митохондрий и митохондриальных белков. Однако, что очень важно, антиоксиданты снижают базовую регуляцию митохондриального биогенеза и поэтому наблюдается общее уменьшение митохондриальных маркеров и белков у животных как получавших, так и не получавших физические нагрузки.
В результате собственного исследования и тщательного анализа литературных данных австралийские ученые показали, что образующиеся при физических нагрузках АФК активируют антиоксидант-респонсивный элемент (ARE), который регулирует клеточную антиоксидантную систему, включающую супероксиддисмутазу, глутатионпероксидазу, каталазу и ряд других важных при окислительном стрессе протекторных ферментов.
Авторы впервые показали, что связанное с физическими нагрузками увеличение фактора транскрипции антиоксидант-респонсивного элемента не зависит от антиоксидантных добавок. Полученные авторами результаты позволили открыть ряд новых аспектов в регуляции биогенеза митохондрий и предложить альтернативные пути возможной регуляции этого чрезвычайно значимого процесса, хотя по-прежнему остается много неясного в понимании регуляции биогенеза митохондрий.
Длительное применение антиоксидантов, полагают авторы данной статьи, может ослаблять эндогенный метаболический и редокс-статус скелетных мышц у обычных людей, не занимающихся физическими упражнениями, и предотвращать некоторые полезные адаптивные процессы у людей, активно занимающихся спортом.
Дальнейшие исследования необходимы и чрезвычайно значимы для понимания функциональных последствий длительного применения антиоксидантов как у здоровых добровольцев, так и у больных людей, чьи заболевания сопровождаются изменениями метаболического и редокс-статуса в скелетных мышцах.
