Bieżący numer Medicina Sportiva

Streszczenia

FOSFORAN KREATYNY I JEGO ROLA W METABOLIZMIE MIĘŚNI SZKIELETOWYCH

CREATINE PHOSPHATE CONTRIBUTION TO SKELETAL MUSCLE METABOLIZM

Grażyna Lutosławska1, Małgorzata Wiśniewska2
1Zakład Biochemii, 2Zakład Fizjologii, Katedra Fizjologii i Biochemii, Akademia Wychowania Fizycznego, Warszawa

STRESZCZENIE

Fosforan kreatyny występuje w tkankach o dużym i zmiennym zapotrzebowaniu na energię - w mózgu, mięśniu sercowym i w mięśniach szkieletowych, stanowiąc rezerwę energii i odtwarzając ATP z ADP w pojedynczej reakcji katalizowanej przez kinazę kreatynową (CK - EC 2.3.7.2). Fosforan kreatyny stanowi główne źródło energii dla mięśni w wysiłkach, których czas trwania nie przekracza kilku sekund. Jednakże jego rola w metabolizmie nie ogranicza się do odtwarzania ATP. W wielu badaniach in vitro udowodniono, że fosforan kreatyny i powstająca w procesie resyntezy ATP kreatyna oraz kinaza kreatynowa stanowią ważne ogniwo przenoszenia energii wewnątrz komórki. Jest to możliwe dzięki lokalizacji kinazy kreatynowej zarówno w cytoplazmie, jak i w mitochondriach oraz właściwościom chemicznym fosfokreatyny i kreatyny (małe cząsteczki łatwo przemieszczające się między różnymi kompartmentami komórki). A zatem układ fosforan kreatyny-kreatyna-kinaza kreatynowa pełni rolę buforu energetycznego, zapobiegającego wahaniom stężenia ATP w pobliżu aparatu kurczliwego. W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie doustnymi preparatami kreatyny, stosowanymi w celu poprawy zdolności organizmu do krótkich, intensywnych wysiłków. Należy jednak podkreślić, że dane doświadczalne, dotyczące skuteczności stosowania kreatyny, nie są jednoznaczne – stwierdzono bowiem zarówno pozytywny wpływ kreatyny, jak i brak efektu jej stosowania w testach wysiłkowych. Ponadto nie prowadzono badań nad ogólnoustrojowymi skutkami długotrwałego stosowania kreatyny u ludzi w celu poprawy siły i szybkości. Wiadomo jednak, że u zwierząt doświadczalnych doustne stosowanie kreatyny powoduje wzrost jej zawartości nie tylko w mięśniach szkieletowych, ale także w wielu innych tkankach, w których, w warunkach fizjologicznych, zawartość kreatyny jest niska (np. w trzustce, wątrobie i nerkach). Ponadto stwierdzono, że kreatyna dodawana do diety zwierząt powoduje wzrost stężenia insuliny we krwi rano, na czczo, co może mieć istotne znaczenie w homeostazie glukozy. Nie można zatem uznać doustnych preparatów kreatyny stosowanych w sporcie w wysokich dawkach, za całkowicie bezpieczne i skuteczne we wspomaganiu zdolności organizmu do krótkich, intensywnych wysiłków.
Słowa kluczowe: fosforan kreatyny, mięśnie szkieletowe, przemiany energetyczne, wspomaganie

ABSTRACT

A major amount of creatine phosphate (CrP) in the body is found in the tissues with high and fluctuating energy demands as skeletal, smooth and cardiac muscles and the brain. CrP is an energy reserve supplying ATP in a single reaction catalyzed by creatine kinase (CK – EC 2.3.7.2) and a main energy source during intensive muscular work of very short duration (4-5 s). However, CrP contribution to metabolic processes is not limited to ATP resynthesis. Numerous studies have demonstrated that CrP, its metabolite creatine and creatine kinase are of substantial importance in energy transfer inside the cell, between different cellular compartments. This CrP action was named phosphcreatine shuttle or phosphcreatine circuit. Due ot creatine kinase localization both in the cytosol and in the outer surface of the inner mitochondrial memebrane and physico-chemical properties of CrP and creatine (small molecules easily diffusing between cell compartmets) – CrP-creatine –creatine kinase system acts as energy buffer preventing a major fluctuation of ATP in the vicinity of myofilaments. There is a growing interest in creatine monohydrate use as an ergogenic aid improving muscle capacity to perform anaerobic work. However, it should be stressed that experimental data in humans are not equivocal since both positive and/or the lack of effects were noted in response to creatine supplementation. In addition, there is the lack of data concerning possible side effects of prolonged high-doses creatine supplementation. Animal studies revealed that during supplementation a pronounced elevation in creatine content were observed in the tissues characterized by a low physiological creatine content as the liver, kidney and pancreas, much more pronounced that in tissues characterized by high creatine content as the muscle. Moreover, elevated plasma insulin concentrations after overnight fast were found in response to increased creatine monohydrate amount in the diet. For these reason prolonged high-doses creatine supplementation could not be recognized as an undoubtly safe and useful in sport practice.
Key words: creatine phosphate, skeletal muscle, energy metabolism, supplementation

---

BIOCHEMICZNE WSKAŹNIKI PRZEMIANY KOSTNEJ U LEKKOATLETÓW UPRAWIAJĄCYCH BIEGI NA ŚREDNIE I DŁUGIE DYSTANSE, PODDANYCH TESTOWI WYSIŁKOWEMU W OKRESIE STARTOWYM

BONE METABOLIC MARKERS IN ATHLETES PRACTICING MIDDLE- AND LONG-DISTANCE RUNNING UNDER THE EXERCISE TEST IN THE COMPETITION PERIOD

Alicja Nowak1, Jacek Zieliński2, Łucja Szczęśniak1, Tadeusz Rychlewski1
1 Katedra Fizjologii, Biochemii i Higieny, Akademia Wychowania Fizycznego, Poznań
2 Zakład Lekkiej Atletyki, Akademia Wychowania Fizycznego, Poznań

STRESZCZENIE

W prezentowanych badaniach u szesnastu lekkoatletów w wieku od 20 do 25 lat, uprawiających biegi na średnie i długie dystanse dokonano oceny poziomu biochemicznych markerów przemiany kostnej w surowicy krwi: osteokalcyny, izoenzymu kostnego alkalicznej fosfatazy (bALP) i C-końcowego telopeptydu kolagenu I (ICTP).
Badania przeprowadzono na początku okresu startowego i pod koniec tego okresu. Krew do analizy pobierano rano, na czczo, z żyły odłokciowej oraz z opuszki palca. W surowicy krwi żylnej oznaczano poziom markerów kościotworzenia: osteokalcyny i bALP testem immunoenzymatycznym firmy Metra Biosystems (USA), stężenie wskaźnika degradacji tkanki kostnej - ICTP oraz testosteronu określono metodą radioimmunologiczną testem firmy Orion Diagnostica (Finlandia). W krwi kapilarnej oznaczano parametry równowagi kwasowo-zasadowej, stężenie kwasu mlekowego oraz hemoglobiny. W obu terminach badań zawodnicy wykonywali standardowy test biegowy na bieżni mechanicznej i korzystali z zestawu komputerowego CARDIO2 firmy Medical Graphics produkcji USA. W czasie testu stosowano obciążenie wzrastające co 3 minuty o 2 km/h, począwszy od obciążenia10 km/h, do uzyskania progu wentylacyjnego. Po ukończeniu testu ponownie pobierano krew żylną i kapilarną w celu wykonania ww. oznaczeń.
Analiza porównawcza spoczynkowych wartości markerów przemiany kostnej w obu badanych grupach lekkoatletów wykazała istotne różnice tylko w przypadku aktywności bALP, która była istotnie wyższa (średnio o 9,8 U/l w I terminie badań i o 9,1 U/l w II terminie badań; p<0,01) u średniodystansowców w stosunku do wartości uzyskanej w grupie długodystansowców. U zawodników z obu grup stężenia testosteronu nie różniły się istotnie.
W obu terminach badań test wysiłkowy spowodował istotny wzrost stężenia ICTP i testosteronu oraz parametrów równowagi kwasowo-zasadowej zarówno u długodystansowców, jak i średniodystansowców (p<0,05). Test wysiłkowy doprowadził również do przyrostu aktywności bALP (p<0,05) u obu grupach lekkoatletów w pierwszym terminie badań, natomiast w drugim terminie tylko u biegaczy długodystansowych (p<0,05).
Uzyskane wyniki badań pozwalają wysnuć wniosek, że trening lekkoatletów biegających na średnie dystanse w większym stopniu stymuluje proces kościotworzenia niż biegi długodystansowe.
Słowa kluczowe: osteokalcyna, fosfataza alkaliczna, C-końcowy telopeptyd kolagenu I, wysiłek fizyczny

ABSTRACT

The study presents the effects of training on serum bone turnover markers: osteocalcin, bALP (bone specific alkaline phosphatase), ICTP (C-terminal telopeptide of collagen I) and other parameters in sixteen 20 to 25-yr-old male athletes practicing middle- and long-distance running.
The study was conducted at the beginning and the end of competition period. The blood was drawn from the ulnar vein and the finger tip in the morning after an overnight, fasting. In the serum of the venous blood sample levels of markers of the bone formation: osteocalcin and bALP were determined by the immunoenzyme test by Metra Biosystems (USA). Concentrations of the bone degradation marker - ICTP and testoserone were determined by radioimmunological test by Orion Diagnostica (Finland). In the capillary blood sample indices of acid-base balance, the lactate and hemoglobin were determined. In both terms of the study, the athletes performed a standard running exercise test with the use of a treadmill and computer set CARDIO2 by Medical Graphics USA. Exercise was initiated at 10 km/h and was increased by 2 km/h every 3 minutes. The test was continued until the ventilatory threshold was reached. The venous and capillary blood were drawn again upon the exercise completion.
Comparative analysis of bone turnover markers’ values, measured at rest, in both groups of examined athletes, showed significant differences only in the bALP activity. The activity of bALP was significantly higher in middle-distance-runners (mean by 9,8 U/l and by 9,1U/l in the Ist and IInd terms of the study, respectively) in comparison to values obtained in the other group of athletes. There were no significant differences in testosterone concentrations between both groups of athletes.
In both terms of the study the exercise test showed the increase of ICTP and testosterone concentrations and the level of acid-base balance parameters in both of the tested groups (p<0,05). The test also amounted to the bALP activity increase (p<0,05) in both groups of subjects in the first term and in long-distance-runners only in the second term of the study.
The obtained results indicate that the training requirements in the middle-distance runnners are more potent in stimulating bone formation than in the long- distance runners.
Key words: osteocalcin, alkaline phosphatase, C-terminal telopeptide of collagen I, physical activity

---

POZIOM I DYNAMIKA ZMIAN WYDOLNOŚCI AEROBOWEJ U 12-15-LETNICH DZIECI UPRAWIAJĄCYCH PŁYWANIE

LEVEL AND CHANGES OF AEROBIC CAPACITY IN 12-15 YEARS OLD SWIMMING CHILDREN

Wojciech Kobosko, Marek Bawelski
Instytut Fizjologii Człowieka, Zakład Fizjologii i Biochemii, AWF Kraków

STRESZCZENIE

Celem badań było określenie poziomu i dynamiki zmian wydolności aerobowej u 12-15-letnich dzieci nietrenujących i trenujących pływanie oraz izolowanego wpływu treningu pływackiego na zdolność do wykonywania wysiłków fizycznych o charakterze tlenowym, na podstawie zmian poziomu wybranych parametrów fizjologicznych. Przeprowadzone badania miały charakter longitudinalny i obejmowały czteroletni okres obserwacji. W momencie rozpoczęcia eksperymentu badani byli w wieku 11-12 lat. Grupa dzieci nietrenujących liczyła 45 osób (17 dziewcząt i 28 chłopców), grupę trenującą pływanie stanowiło 46 dzieci (18 dziewcząt i 28 chłopców). Po czterech latach badań komplet wyników posiadał 55 osób. Ich wyniki stanowią podstawę niniejszego opracowania. Do ustalenia poziomu reakcji fizjologicznych, charakteryzujących wysiłkowy potencjał tlenowy, zastosowano test stopniowany na ergometrze rowerowym, trwający „do odmowy” jego kontynuowania przez badanych. W trakcie testu rejestrowano w sposób ciągły wysiłkowe parametry układów oddechowego i krążenia. Do oceny izolowanego wpływu treningu na poziom wybranych parametrów fizjologicznych użyto metody wieloczynnikowej analizy wariancji. Po stwierdzeniu istotności efektu treningu testem ogólnym ANOVA, zróżnicowanie konkretnych par średnich oceniano testem porównań zaplanowanych. W całym okresie obserwacji najwyższy poziom wydolności tlenowej, określonej na podstawie relatywnej wielkości VO2max i maksymalnego obciążenia wysiłkowego odnotowano w grupie trenujących chłopców. Badani pływacy charakteryzowali się również największą dynamiką zmian relatywnych wartości VO2max 51,7÷65,0 ml • kg-1(przyrost o 25% p<0,001) i maksymalnego obciążenia wysiłkowego 3,91÷4,6 W • kg-1 (przyrost o 19,4% p<0,001) między 12 a 15 rokiem życia. Wyniki badań wskazują także na statystycznie istotny pozytywny wpływ treningu pływackiego na poziom relatywnych wartości VO2max (p<0,001) i maksymalnego obciążenia wysiłkowego (p<0,001) badanych dzieci.
Słowa kluczowe: badania longitudialne, trening pływacki, wydolność aerobowa

ABSTRACT

The aim of the 4-year longitudinal study was to determine the level and dynamics of changes in the aerobic capacity in 12-15 year old swimmers and untrained teenage. Additionally, we wanted to determine the effect of training in isolated environment on the aerobic capacity in 12-15 years old youth, based on physiological reactions to maximal work intensity. During the initial stages of the study the 11-12 yr old group was divided into two groups, namely: the untrained youth (n = 45; 17 girls and 28 boys) and the swimmers (n = 46, 18 girls and 28 boys). Fifty five subjects completed the 4-yr study. To assess the maximal aerobic capacity each subject performed a graded exercise test on cycloergometer to exhaustion. Maximal oxygen uptake, maximal aerobic power, and other physiological exercise parameters were measured during the test. Statistical analysis: ANOVA followed by planned comparisons test to measure if the f ratio was significant. During this study, we noted the highest level of aerobic capacity (based on VO2max (ml • kg-1) and Pmax (W • kg-1) in the intensively training male population. Also, the most significant dynamic changes in VO2max 51,7÷65,0 ml • kg-1 (plus 25% p<0,001) and Pmax 3,91÷4,6 W • kg-1 (plus 19,4% p<0,001) were noted in the age of 12-15. The obtained results show significant differences in the changes of relative values of VO2max (p<0,001) and relative values of Pmax (p<0,001) attributed to intensive training in the swimming population.
Key words: longitudinal study, swimming training, aerobic capacity

---

POSTĘPY W ZAPOBIEGANIU OBRAŻENIOM USTNO-TWARZOWYM W SPORCIE

ADVANCES IN PREVENTION OF ORO-FACIAL INJURIES IN SPORT

Paweł Pięta

STRESZCZENIE

W wielu dyscyplinach sportowych twarz zarówno zawodowców, jak i amatorów, niezależnie od wieku, jest narażona na uszkodzenia. Wielu ustno-twarzowym obrażeniom w sporcie można zapobiec poprzez użycie właściwego sprzętu ochronnego, jak kaski, maski ochronne i ochraniacze jamy ustnej. Stosowanie odpowiednio dopasowanych ochraniaczy jamy ustnej zmniejsza wyraźnie liczbę i ciężkość uszkodzeń jamy ustnej i głowy. Idealny ochraniacz jamy ustnej powinien pełnić funkcję ochronną, być wygodny w użyciu, elastyczny, odporny na rozrywanie, bez smaku i bez zapachu. Powinien także nie utrudniać oddychania i mowy, doskonale być dopasowany do jamy ustnej i mieć właściwą grubość w odpowiednich miejscach. Ochraniacze jamy ustnej dzielą się na: a) stock: seryjne, szablonowe, wytwarzane przez przemysł, b) mouth-formed: wykonywane bezpośrednio w jamie ustnej, c) custom-made: wykonywane na zamówienie na modelu protetycznym jamy ustnej sportowca. Panuje zgodna opinia, że najbardziej zbliżone do wzorca są ochraniacze wykonywane na zamówienie na modelu jamy ustnej zawodnika. Pomimo udoskonaleń ochraniaczy jamy ustnej, kasków i masek ochronnych, które znacznie zmniejszają prawdopodobieństwo wystąpienia obrażeń, twarz sportowców nadal jest zagrożona urazami.
Słowa kluczowe: obrażenia ustno-twarzowe, maski ochronne, ochraniacze jamy ustnej

ABSTRACT

Face, an exposed part of the body, is the most susceptible to sports injuries in both professional and amateur athletes of all ages. Many sports related oro-facial injuries are preventable with the use of appropriate athletic equipment such as helmets, face-masks and mouthguards. The use of properly fitted mouthgards unequivocally reduces the number and severity of oral and head injuries. The ideal mouthguard should be protective, comfortable, resilient, tear resistant, odourless, tasteless, cause minimal interference to speaking and breathing and have excellent retention, fit and sufficient thickness in critical areas. There are three types of mouth guards: a) stock, b) mouth-formed, c) custom-made. It is generally agreed that the custom-made mouthguard most readily meets the criteria for the ideal mouthguard. Although advances in mouthguards, helmets, and face-masks decrease injuries to a significant degree, the face often remains an area exposed to sport injuries.
Key words: oro-facial injuries, face-masks, mouthguards