پژوهنده (مجله پژوهشي دانشگاه علوم پزشكي شهيد بهشتي)
سال هفدهم، شماره 4مهر ، و پي درآبان پي 1391 88، صفحات 172 تا 182 تاريخ تاريخ پذيرش دريافت مقاله: مقاله: 819//7/11/1391 1391
تأثير مكمل دهي كوتاه مدت ال-كارنيتين بر عملكرد استقامتي
و عوامل آسيب سلولي در شرايط هايپوكسي حاد
دكتر فريبرز هوانلو1، دكتر حميد رجبي2، علي كدخدا اوجان3، مينا سهامي*4

دانشيار گروه فيزيولوژي ورزش، دانشكده تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشگاه شهيد بهشتي
دانشيار گروه فيزيولوژي ورزش، دانشكده تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشگاه تربيت معلم تهران
دانش آموخته كارشناسي ارشد فيزيولوژي ورزشي، دانشكده تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشگاه شهيد بهشتي
-10921208258

دانشجوي دكتراي فيزيولوژي ورزش، دانشكده تربيت بدني و علوم ورزشي، دانشگاه شهيد بهشتي چكيده
سابقه و هدف: با توجه به خواص متابوليكي و آنتـي اكسـيداني ال -كـارنيتين و از سـوي ديگـر كـاهش تـوان هـوازي و افـزايش فشـاراكسايشي و اسيد لاكتيك به خاطر قرارگيري در ارتفاع و شرايط هايپوكسي، هدف از تحقيق حاضر تعيين اثر مكمل دهـي كوتـاه مـدتال-كارنيتين بر عملكرد و آسيب سلولي در شرايط هايپوكسي حاد بود.
مواد و روشها: براي اين منظور 16 آزمودني مرد فعال (ميانگين سن 3/2±7/23 سال، ميانگين قد 8/5±38/174 سانتي متر، ميـانگينوزن 1/4±8/68 كيلوگرم و چربي بدني 6/1±6/10 درصد) در دو گروه مكمل و دارونما به صورت همگـن قـرار گرفتنـد. قبـل از شـروعدوره مكمل دهي، VO2max افـراد در شـرايط نرموكسـي تعيـين شـد. سـپس هـر دو گـروه بـه مـدت ده روز (روزانـه 3 گـرم) مكمـلال-كارنيتين يا دارونما دريافت كردند. VO2max آزمودنيها در شرايط هايپوكسي مانند شرايط نرموكسي در روز هشتم دوره مكمل دهي تعيين شد. سپس آزمودنيها يك روز بعد از اتمام دوره مكمل دهي، آزمون زيربيشينه( 60%VO2max، براي مدت 1 ساعت) را در شرايط هايپوكسي اجرا كردند. براي تعيين CK ،MDA و LDH قبل، بعد و پس از يك ساعت ريكاوري نمونه هاي خوني گرفته شد.
يافته ها: نتايج تحليل داده ها به روش تحليل واريانس مكرر با عامل بين گروهي نشان داد كه مصرف كوتاه مـدت مكمـل ال-كـارنيتينتأثيري بر RER ،VO2max و اسيد لاكتيك نداشـت. امـا باعـث كـاهش معنـي داري در P<0/001) CK ،(P<0/001) MDA) و LDH (001/0P<) بعد از فعاليت هوازي شد.
نتيجه گيري: مي توان نتيجه گرفت كه مصرف كوتاه مدت مكمل ال-كارنيتين تأثيري بـرRER ،VO2max و لاكتـات نـدارد. امـا ايـناحتمال وجود دارد كه مصرف اين مكمل باعث كاهش شاخصهاي آسيب سلولي شود.

-18286232991

واژگان كليدي: هايپوكسي، VO2max، ورزش، مكملهاي غذايي، كارنيتين لطفاً به اين مقاله به صورت زير استناد نماييد:
511311868

Hovanloo F, Rjabi H, Kadkhoda A, Sahami M. Effect of short term L-carnitine supplementation on endurance performance and markers of cellular damage in acute hypoxia. Pejouhandeh 2012;17(4):172-82.

0مقدمهF1
ارتفاع محيطي است كه قرار گـرفتن حـاد در آن باعـث افـتعملكرد هوازي و سازگاري با آن باعث بهبـود عملكـرد هـوازيمـي ش ود. ارتف اع ب ه دلي ل ش رايط هايپوباري ك (فيزيك ي) و هايپوكسي (فيزيولوژيكي) بر اجراي ورزشي تأثيرگـذار خواهـدبود. اين دو بخش شامل: كاهش در چگالي هوا (مقاومت هوا) و

*نويسنده مسؤول مكاتبات: ، مينا سهامي؛ تهران، اوين، دانشگاه شهيد بهشتي، دانشــ كده تربيــ ت بــ دني و علــ وم ورزشــ ي؛ پســ ت الكترونيــ ك:
[email protected]

كاهش جزئي در فشار اكسيژن (هايپوكسي) (1 و 2) است كـهباعث كاهش برخي از شاخصهاي هوازي چون حداكثر اكسيژن مصرفي ((VO2max و به دنبال آن افت عملكرد هـوازي خواهـدشد (3).
عامل مهم ديگري كـه در ارتفـاع بـالا باعـث كـاهش عملكـرداستقامتي مي شود، راديكـال هـاي آزاد اسـت كـه باعـث افـزا يش پراكسيداسيون ليپيدي مي شود. ميزان توليد راديكال هاي آزاد با افزايش ارتفاع بيشتر مي شـود (4 و 5). پراكسيداسـيون ليپيـديباعث تشكيل مالون دي آلدهيد( MDA) مي شود كه يك نشـانگرپلاسمايي براي آسيب به غشـا سـلولي اسـت. همچنـين بعـد ازآسيب ديدگي غشا سـلول پـروتئ ين هـايي چـون كـراتين كينـاز(CK) و لاكتات دهيدروژناز( LDH) از درون سلول به خـارج آنتراوش مي كنند. اين اثر راديكال هاي آزاد، باعث كاهش عملكـردو طولاني تر شدن دوره ريكاوري مي شود (6).
مسأله ديگري كـه هنگـام قـرار گـرفتن در ارتفـاع مـ ي توانـدموجب افت عملكرد فرد شود تغيير در سوبسـتراي متابوليسـماست. بدن براي توليد انرژي بيشـتر رو بـه سيسـتم گليكـوليزبي هوازي مي آورد و توليد انرژي مورد نياز از طريـق ايـن روشباعث كاهش ذخاير گليكوژن و همچنين افزايش ميـزان توليـداسيد لاكتيك خواهد شد كه از عوامـل مهـم خسـتگي هنگـاماجراي فعاليتهاي استقامتي محسوب مي شود (7 و 8).
توجه به اثراتي چون كاهش VO2max، افزايش اسيد لاكتيـكو راديكال هاي آزاد كه در هنگام مواجهه كوتاه مدت بـا ارتفـاعبه دليل كاهش فشار اكسيژن به وجود مـ ي آيـد و بـر عملكـردورزشكاران اثرات زيان باري وارد مي كند، باعـث شـده اسـت تـامتخصصين و افراد ورزشكار براي كاهش يا رفع اين اثـرات بـهدنبال راهكارهايي باشند. يكـي از ايـن راهكارهـاي پيشـنهادياستفاده از مكملهاي غذايي مانند آنتـي اكسـيدان هـا، كـافئين،ال-كارنيتين و … مي باشد.
مهمترين تأثيري كه كارنيتين دارد افزايش انتقال اسـيدهايچرب آزاد با زنجيره بلند به داخل ميتوكندري است. اين عمـلباعث كاهش گليكوليز و ذخيره گليكوژن عضلاني و بـه دنبـال آن كاهش ميزان لاكتات خون نيـز خواهـد شـد. ايـن ويژگـيكارنيتين باعث خواهـد شـد تـا عملكـرد اسـتقامت ي و VO2max افزايش يابد (8 و 9). همچنين از سوي ديگـر ال -كـارنيتين بـاتنظيم نسبت ATP توليدي به مصرفي در ميتوكندري عضلات (از طريق افزايش ورود اسيدهاي چرب با زنجيره كربني بلند و متوسط به ميتوكندري براي بتااكسيداسيون)، بهبـود عملكـردسلول هاي اندوتليال و افزايش خاصـيت آنتـي اكسـيداني باعـثكاهش فشار اكسيداتيو سلولي خواهد شد (10 و 11). از طرف ديگر خاصيت آنتي اكسـيداني كـارنيتين باعـث كـاهش توليـدفاكتوره اي الته ابي از جمل ه IL6 ،TNF-α و CRP م ي ش ود (12). در نتيجه اين احتمال وجود دارد كه با مصرف مكملهاي غذايي و قرارگيري در ارتفاع (شرايط هايپوكسي) بهبـود قابـلملاحظه اي در عملكرد ورزشكاران حاصل شود.
بــا توجــه بــه افــت عملكــرد اســتقامتي و افــزايش توليــدراديكال هاي آزاد كه نتيجه آن افزايش آسيب بافتي و طـولانيشدن دوره ريكاوري در شرايط هايپوكسي اسـت و نيـز وجـوداثرات سودمند احتمالي مكمـل دهـي ال -كـارنيتين بـر اجـراياستقامتي و خواص آنتـي اكسـيداني آن عليـرغم نتـايج ضـد ونق يض در اي ن خص وص، اي ن مطالع ه ب ا اج راي ي ك دوره كوتاه مدت مكمل دهي با ال-كـارنيتين در شـرايط هايپوكسـيدر صدد تعيين اثرات اين عوامل بر عملكرد استقامتي و آسيب بافتي است.

مواد و روشها
در يـك مطالع ه تجرب ي ، 16 نف ر از دانش جويان م رد فع ال دانشگاه شهيد بهشتي كه به صورت داوطلبانه در اين پـژوهششركت كردند بررسي شدند. اين تعداد بـا توجـه بـه مطالعـاتمشابه در اين زمينه كه اغلب تعداد آزمودنيهـا 6 الـ ي 12 نفـرگزارش شده اند( 13 و 14) انتخاب گرديد.
آزمودنيه اي اي ن تحقي ق داراي مي انگين س ن 3/2±7/23 سال، قد 8/5±38/174 سانتي متر، وزن 1/4±8/68 كيلوگرم و چربي بدني 6/1±6/10 درصـد بودنـد كـه بـه دو گـروه كـاملاًهمگن تقسيم شدند. همه آزمودنيهاي اين تحقيق افراد فعـاليبودند كه سابقه يك سال فعاليت منظم را (حداقل سـه جلسـهفعاليت يك ساعت در هفته) قبل از اجراي اين آزمون داشتند .
آزمودنيها در طي دوره مكمل دهـي غيـر از جلسـات آزمـون ازشركت در هرگونه فعاليت شديد منع شدند.
براي اجراي آزمون ابتدا فراخوان شركت در آزمون در امـاكنعمومي دانشگاه نصب گرديد. سپس از ميان 19 نفـر داوطلـب،16 نفر با توجه بـه ضـوابط ورود انتخـاب شـدند. از آزمودنيهـاخواسته شد كه در كلاس توجيهي شـركت نماينـد. در جلسـهتوجيهي آزمودنيها فرم رضايت نامه و فرم پرسشـنامه اطلاعـاتعمومي و سلامت را تكميل كردند. افرادي كه سـابقه بيمـاري،مصرف دارو، عمل جراحي، مصرف مكمل غذايي و دخانيـات راداش تند از مطالعـه كن ار گذاش ته ش دند. كلي ه آزمونه ا درآزمايشگاه دانشكده تربيت بدني و علوم ورزشي دانشگاه شـهيدبهشتي انجام گرفت.
در جلسه توجيهي از آزمودنيها خواسته شـد كـه 48 سـاعتقبل از تعيين VO2max و فعاليت زيربيشينه، از اجـراي هرگونـهفعاليت شديدي خودداري كنند. اولين جلسه آزمون مربوط بـهتعيين VO2max در شرايط نرموباريك نرموكسي بود. براي ايـنمنظور از آزمودنيها خواسته شد تـا بـه مـدت 15 دقيقـه رويصـ ندلي نشسـ ته و اسـ تراحت كننـ د. سـ پس ويژگيهـ اي آنتروپومتريكي (قد، وزن، چين پوسـتي بـا اسـتفاده از روش 8 نقطه ISAK) توسط فرد متخصصي كه داراي گواهينامه سطح يك ISAK بود اندازه گيري و ثبت شد. آزمون تعيـينVO2max در شرايط نرموكسي در زمان معيني بين سـاعت 9 تـا 11 بـهمدت 6 روز انجام گرفت. بعد از اين مرحله با توجه به VO2max، وزن و درصد چربي بدني آزمودنيها به صورت كاملاً همگـن دردو گروه مكمل (ال-كارنيتين) و دارونما قرار گرفتند.
گروه مكمل موظف شدند 30 گـرم ال -كـارنيتين معـادل 60 كپسول 500 ميلي گرمي را طـي مـدت ده روز مصـرف كننـد.
آزمودنيها در اين گروه روزانه 3 گرم( 6كپسول) را در دو وعـده(هر وعده 5/1 گرم يا 3 كپسول)، بلافاصـله بعـد از صـبحانه وناهار مصرف نمودند. لازم به ذكـر اسـت كـه در روزهـايي كـهآزمودنيها تمرين داشتند، وعده بعد از ناهار را 2 ساعت قبـل ازتمرين استفاده كردند. گروه دارونما نيـز دقيقـاً همـين كـار راانجام دادند؛ با اين تفاوت كه روزانه 3 گـرم شـكر( 6 كپسـول)مصرف مي كردند. در پايان روز پنجم مكمل دهـي از آزمودنيهـا خواسته شد كه به مـدت دو روز هيچگونـه فعـاليتي شـديدينداشته باشند. سپس در روز هشتم مكمل دهـي، بـراي تعيـينVO2max در شرايط نرموباريك هايپوكسي آزمودنيهـا بـه محـلآزمايشگاه دعوت شدند. براي ايـن منظـور ابتـدا آزمودنيهـا در شــرايطي مشــابه بــا ارتفــاع 3000 متــري از ســطح دريــا(5/14% =2PO) قرار گرفتند (مدت 3 دقيقه در شرايط معـادل
3000 متري براي سازگاري قرار مي گرفتند). و سـپس همـانآزموني را كه روز اول براي تعيين VO2max اجراكردند، اين بـاربراي تعيين VO2max در شرايط هايپوكسـي اجـرا كردنـد. ايـنمرحله را همه آزمودنيها در زمان مشخص (سـاعت 13 تـا 14) اجرا كردند. پس از پايان اين مرحله آزمودنيها دو روز استراحت كرده (همراه با مصـرف مكمـل) و در روز يـازدهم (روز بعـد ازاتمام مكمل دهي) براي اجراي پروتكل استقامتي زيربيشينه در محل آزمايشگاه حاضر شدند. لازم به ذكر است كه شب قبل از اجراي پروتكل استقامتي آزمودنيهـا از سـاعت 12 شـب هـيچگونه خوراكي و آشاميدني مصرف نكردنـد و بـه صـورت ناشـتاساعت 9 صبح در محـل آزمايشـگاه حاضـر شـده و بعـد از 15 دقيقه استراحت نمونـه خـوني ابتـدايي بـراي ارزيـابي آسـيبسلولي و اسيد لاكتيك از وريد بازويي آنها گرفته شـد. پـس ازخون گيـري ، آزمودنيهـا بـراي اجـراي پروتكـل زيربيشـينه بـهصورتي كه در زير شرح داده شـده اسـت، آمـاده شـدند. ابتـدامانند مرحله تعيين VO2max در شرايط هايپوكسـي ، آزمودنيهـا در شرايط مشابه بـا ارتفـاع 3000 متـر قـرار گرفتنـد. سـپسفعاليتي با شـدت 60% حـداكثر اكسـيژن مصـرفي در شـرايطهايپوكسي و به مـدت 60 دقيقـه بـر روي دوچرخـه كارسـنجمونــارك (Monark) اجــرا كردنــد. در طــي اجــراي آزمــونRespiratory exchange ratio (RER) به صورت لحظه اي ثبت شد. همچنين در دقيقه 30 فعاليت، يـك نمونـه خـوني بـراياندازه گيري اسيد لاكتيك گرفته شد. پس از خـون گيـري دوم ، آزمودنيها 30 دقيقه ديگـر فعاليـت كردنـد و بلافاصـله بعـد ازاتمام آزمون نمونه خوني ديگري گرفته شد. بعد از خون گيـريدوم آزمودنيهــا بــه مــدت 1 ســاعت در شــرايط نورموكســياستراحت غير فعال داشتند، سپس آخرين نمونه خوني گرفتـهشد.
حداكثر اكسيژن مصـرفي ( VO2max) بـا كمـك دسـتگاه تجزيـه گازهاي تنفسي كـورتكس متـالايزر (Cortex Metalyzer 3B) 3B و كــورتكس متــامكس (Cortex Metamax 3B) 3B بــر روي دوچرخه كارسنج مونارك اندازهگيري شد. نحـوه كـار بـه ايـنصورت بود كه آزمودنيها ابتدا به مدت 5 دقيقه بـدون بـار كـارشروع به ركاب زدن نمودند و سپس به ازاي هر يك دقيقه 25 وات به بار كار افزوده شده و تا هنگام واماندگي اين كـار ادامـهپيدا كرد (15).
شرايط براي پايان آزمون عبارت بود از: رسيدن ضـربان قلـبآزمودني به بيش از 90% ضربان قلـب بيشـينه، نسـبت تبـادلتنفسي بالاي 15/1 و به فلات رسيدن اكسيژن مصرفي عليرغم افزايش شدت تمرين. قابل ذكر است رسيدن به دو معيار از سه معيار ذكر شده براي توقف پروتكل كافي بود (15).
پروتكلي كه در اين تحقيق مورد استفاده قرار گرفت، پروتكل زيربيشينهاي با شدت 60% حداكثر اكسيژن مصرفي بـه مـدت65 دقيقه بود كه روي دوچرخه كارسـنج مونـارك و در داخـلچادر هايپوكسي اجرا شد. پروتكل بدين صورت بـود كـه ابتـدا آزمودنيها بدون بار شروع به ركاب زدن مي كردنـد و سـپس درمدت 5 دقيقه ابتدايي بار كار افزايش مي يافت تا شدت كار بـه60% حـداكثر اكسـيژن مصـرفي برسـد . سـپس آزمودنيهـا 60 دقيقه با همين شدت به ركاب زدن ادامه مي دادنـد . آزمودنيهـا در تمام طول اجراي پروتكل با سرعت 60 دور در دقيقه ركاب زدند. آزمون پايلوت (اجراي آزمايشي) توسـط يكـي از افـراديكه در تحقيق حضور نداشت اجرا و تعديلات لازم انجام گرفت.
با توجه به ساكن بـودن كليـه آزمودنيهـا در خوابگـاه از آنهـاخواسته شد تا از برنامه غذايي دانشگاه پيروي كنند. همچنـين آزمودنيها از خوردن مواد غني از ويتامين C و E ماننـد خرمـا،گوجه فرنگي، سويا، ماهي، سس گوجه فرنگي، ليمـو، پرتقـال وساير مكملها در طول دوره مكملدهـي و اجـراي آزمـون منـعشدند (8). آزمودنيها در زمـان اجـراي مطالعـه تحـت نظـارتآزمون گيرنده بودند تا حتيالمقدور عوامل مداخلـه گـر كنتـرلشوند. آزمودنيها بلافاصله بعد از فعاليت استقامتي زيربيشينه و در طي يك ساعت استراحت، مجاز به خوردن آب بودند .
به منظور جداسازي سـرم، نمونـه هـاي خـوني بـه مـدت 10 دقيق ه و ب ا س رعت 3000 دور در دقيق ه در دم اي 4 درج ه سانتي گراد سـانتريفيوژ شـده و سـپس درون فريـزر در دمـاي75- درجه نگهداري شـدند . بـراي تجزيـه و تحليـل داده هـا ي مربوط به MDA از روش رنگ سنجي شـيميايي بـا اسـتفاده ازكيت MDA ساخت آمريكا (شركت كايمان شيمي كال)، بـرايتجزيـه و تحليــل داده هــاي مربــوط بــهCK و LDH از روش رنگ سنجي آنزيمي با استفاده از كيت هاي CK و LDH ساخت ايران (شركت پارس آزمون) و براي تجزيه و تحليـل داده هـايمربوط به اسـيدلاكتيك از كيـت اسـيدلاكتيك سـاخت ايـران
(شركت پارس آزمون) استفاده شد .
جدول 1. توصيف آماري مشخصات فردي آزمودنيها در هر گروه (ميانگين ± انحراف استاندارد)

نمودار 1. VO2max در دو گروه مكمل ال-كارنيتين و دارونما درشرايط نرموكسي و هايپوكسي
* : معني داري بين شرايط هايپوكسي و نرموكسي در دو گروه

ب راي تعي ين توزي ع طبيع ي داده ه ا از آزم ون كلم وگروف اسميرنوف، براي تجزيه و تحليل داده هـاي مربـوط بـه آسـيبسلولي- فشار اكسايشي، اسيد لاكتيك، نسبت تبادل تنفسي و VO2max از روش آماري تحليل واريـانس مكـرر بـا عامـل بـينگروهـي و ب راي تعيـين مح ل معنـي داري از آزم ون تعقيب ي بونفروني استفاده شد (سطح معني داري 05/0 P=). همچنـينب راي تم ام تجزي ه و تحليله ا از ن رم اف زار SPSS نس خه 16 استفاده شد.

يافته ها
مشخصات فردي آزمودنيها در هر گـروه (ميـانگين± انحـرافاستاندارد) در جـدول 1 ارائـه شـده اسـت. بـينVO2max دو گروه مكمل ال-كارنيتين( 79/2±38 ميلي ليتر بر كيلـوگرم دردقيقه) و دارونمـا ( 42/3±75/37 ميلـي ليتـر بـر كيلـوگرم دردقيقه) در شرايط هايپوكسي تفاوت معني داري وجـود ندا شـت (نمودار 1). در مورد RER هيچگونـه تفـاوت معنـي داري بـينگــ روه مكمــ ل ال-كــ ارنيتين( 05/0±81/0) و دارونمــ ا
(04/0±84/0) وجود نداشت (نمودار 2).
هيچ تفاوت معني داري در ميزان اسيد لاكتيك بين دو گـروهمكمل( 7/2±57/19، 5/5±3/21 و 2±05/19 به ترتيب قبـل،حــين و بعــد فعاليــت) و دارونمــا( 4/2±63/19، /5±3/22 و 6/1±20) بـه ترتي ب قبــل، ح ين و بعــد از اج راي آزمــونزيربيشينه وجود نداشت (نمودار3).

مي زان MDA هنگ ام اج راي فعالي ت اس تقامتي در ش رايطهايپوكسي بين دو گـروه مكمـل( 71/0±78/4، 57/0±83/4، 5/0±70/4 به ترتيب قبل، بلافاصله بعد و يك سـاعت بعـد) ودارونما( 74/0±69/4، 72/0±05/5 ، 65/0±12/5 بـه تر تيـبقبل، بلافاصله بعد و يك ساعت بعد)، تفاوت معني داري وجـودداشت (001/0<P) (نمودار 4). در زمانهاي بلافاصله بعد و يك سـاعت بع د ب ين دو گ روه تفـاوت معن ي داري وج ود داش ت (014/0P< و 001/0P< به ترتيب بلافاصله بعد و يـك سـاعت بعد از ريكاوري.)

0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
RER10
RER20
RER30
RER40
RER50
RER60
CO
2
/O
2

(
min
)

زمان

مکمل



قیمت: تومان

دسته بندی : پزشکی

دیدگاهتان را بنویسید