ورزش

پروتئین های عملکردی در بدن انسان

فراهم کردن پروتئین کافی به همراه غذای روزانه برای رشد و تکامل اندام ها و بافت ها ضروری است. افزایش حجم عضله به اسید های آمینه نیاز دارد؛ فراهم کردن ناکافی پروتئین به طور کلی یا اسید های آمینه ضروری (اسیدهای آمینه ای که به وسیله بدن انسان ساخته نمی شوند) به طور خاص، با اختلال رشد همراه است.

ذخایر پروتئین

ذخیره ی پروتئینی بدن انسان با ذخیره عظیم انرژی در بافت چربی و گلیکوژن قابل مقایسه نیست. همه ی پروتئین های داخل بدن پروتئین های عملکردی هستند؛ یعنی بخشی از ساختارهای بافتی یا بخشی از سیستم های متابولیکی مانند سیستم های انتقال، هورمون ها و غیره به شمار می آیند. هرگونه پرونئین اضافی نمی تواند به شکل پروتئین ذخیره شود. بنابراین، بدن پروتئین غیر مصرفی را تجزیه خواهد کرد، اسیدهای آمینه آزاد شده را اکسید کرده و نیتروژن آن را به همراه ادرار دفع می کند. به عنوان راهی دیگر، اسیدهای آمینه می توانند از نظر متابولیکی به گلوکز یا اسید چرب تبدیل شوند و در مخازن مربوطه ذخیره شوند. در شرایط کمبود انرژی، ممکن است اسیدهای آمینه به طور عمده به عنوان سوخت انرژی برای بازسازی ATP مصرف شوند.
بدن انسان دارای سه منبع مهم پروتئین عملکردی است:
۱.پروتئین های پلاسما و اسیدهای آمینه پلاسما (AAs)
۲.پروتئین عضله
۳ پروتئین احشایی

1.پروتئین ها و اسید های آمینه پلاسما

آلبومین و سلول های قرمز خون پروتئین های مهم پلاسما هستند و در فرایند های انتقال حامل درگیر هستند و ممکن است در نتیجه کمبود بلند مدت مصرف پروتئین (نیتروژن)، مصرف انرژی یا ترکیبی از این دو کاهش یابد. پروتئین های دیگر پلاسما با بازگردش سریع، مانند پیش_آلبومین و پروتئین اتصالی به رتینول ، به تغییرات کوتاه مدت پاسخ می دهند و در نتیجه به عنوان شاخص های وضعیت تغذیه ای مورد استفاده قرار می گیرند.
از آنجا که انتقال اکسیژن به وسیله “هموگلوبین” برای تغذیه زنجیره های متابولیکی تولید انرژی نقش حیاتی بازی می کند، می توان نتیجه گرفت هر نوع کاهش قابل توجه در هموگلوبین با اختلال متابولیسم و عملکرد همراه خواهد بود. در مقابل، مشخص شده است که افزایش سطح هموگلوبین با استفاده از اریتروپوئتین ظرفیت عملکرد را افزایش می دهد و از این رو به عنوان یک عمل غیر اخلاقی و دوپینگ محسوب می شود.
اسیدهای آمینه پلاسما(AAs) در گردش خون، منبع مرکزی متابولیکی مواد پروتئینی در دسترس را می سازد. هر نوع پروتئینی که مصرف شود، پس از هضم و جذب به مخازن AAs برداشته خواهد شد.
ترکیب مخازن AAs پلاسما در یک دامنه محدود حفظ می شود. کمبود اسیدهای آمینه غیر ضروری باعث تولید این نوع اسید آمینه به وسیله بدن خواهد شد. از طرف دیگر، کمبود اسیدهای آمینه ضروری از طریق سنتز جبران نخواهد شد. تنها دو راه برای جبران چنین کمبودی وجود دارد:
افزایش مصرف حاوی پروتئین های حاوی این AAs ضروری، یا تجزیه پروتئین های ساختاری در درون بدن. مورد دوم منجر به آزادی سازی AAs به صورت ذخایر پلاسمایی خواهد شد. جدا از این که اسید های آمینه اجزای ساختاری همه ی بافت ها به شمار می آیند، اسیدهای آمینه موجود در گردش نیز در متابولسیم انرژی و سیستم عصبی مرکزی عملکردهای کلیدی زیادی دارند. اسیدهای آمینه نقش مهمی در متابولیسم واسطه ای بازی می کنند، آن ها پیش سازی هایی برای گلوکونئوژنز، هورمون ها و نیز پپتید هایی هستند که به عنوان میانجی عصبی عمل می کنند. هر نوع تغییر قابل توجه در ترکیب اسیدهای آمینه می تواند میزان سنتز پروتئین، هوشیاری خستگی، وضعیت خلق و خو و غیره را تحت تاثیر قرار دهد. هر نوع تغییر بلند مدت نیز می تواند پبامد هایی را برای تندرستی در پی داشته باشد.

تاثیرفعالیت ورزشی:

مشخص شده است که فعالیت ورزشی با تغییراتی در ترکیب اسیدهای آمینه پلاسما همراه است، و اسیدهای آمینه شاخه دار (BCAAs، لوسین، والین، ایزولوسین) به وسیله اکسید شدن ، در تولید انرژی هنگام فعالیت ورزشی دخالت دارند. در نتیجه غلظت آن ها در پلاسما کاهش خواهد یافت. این موضوع دو پیامد مهم در پی دارد:
۱.اکسیداسیون BCAAs به تشکیل آمونیاک منجر خواهد شد؛ یک فراورده نهایی متابولیکی که در اصل سمی شناخته شده و با خستگی همراه است و ۲.نسبت BCAAs به دیگر اسیدهای آمینه تغییر خواهد یافت. چنین تغییری منجر به انتقال برخی از اسیدهای آمینه مانند تریپتوفان به داخل مغز خواهد شد، که ظاهرا به عنوان پیش ساز هورمون ها و پپتیدهایی در سیستم عصبی مرکزی است. تصور می رود این تغییر مصرف اسیدهای آمینه، انتقال عصبی و خستگی را تحت تاثیر قرار می دهد.
مطالعات نشان داده است که کاهش گلیکوژن به طور قابل توجهی مصرف پروتئین (BCAAs) را برای تولید انرژی افزایش می دهد. دو دسته از شواهد، این یافته را تایید می کنند:
۱.تخلیه ذخایر گلیکوژن داخلی به موارد زیر منجر می شود:
الف)تغییر قابل توجه در اسیدهای آمینه درون سلولی و پلاسما
ب)افزایش در فعالیت مجموعه آنزیم های درگیر در تجزیه و اکسیداسیون BCAAs
ج)افزایش سریع سطوح آمونیاک درون سلولی و پلاسمایی
د)کاهش زمان رسیدن به خستگی بیش از اندازه
ه)افزایش دفع نیتروژن از طریق تعریق و ادرار
۲.مکمل سازی با گلیکوژن، مقدار کربوهیدرات لازن برای بدن را حفظ می کند و این تغییرات را به حداقل می رساند.
فعالیت های ورزشی همراه با خستگی زیاد، همواره فشار انرژیتکی زیادی را بر بدن وارد می کنند و در نتیجه همیشه منجر به افزایش استفاده از اسیدهای آمینه از جمله اسیدهای آمینه ضروری خواهد شد. در مسابقات استقامتی، هنگامی که منابع داخلی گلیکوژن تخلیه می شوند، استفاده از اسیدهای آمینه ضروری به حداکثر می رسد؛ بنابراین ورزشکاران باید آگاهی داشته باشند که تجزیه پروتئین و اکسیداسیون اسید آمینه می تواند از طریق تامین گلیکوژن طی فعالیت ورزشی یا بلافاصله پس از آن محدود شود.

2.پروتئین عضله

توده عضله بزرگ ترین ذخیره پروتئینی داخل بدن را تشکیل می دهد. تصور می شود پروتیین عضله محل تامین اسیدهای آمینه ضروری هنگام گرسنگی است از این رو، گرسنگی با کاهش در توده عضله و اختلال در ظرفیت کار عضلانی مشخص می شود. هم چنین مشخص شده است که گرسنگی ناشی از خستگی مفرط جسمانی، به جهت کمبود انرژی، نسبت فرایندهای آنابولیک به کاتابولیک را به سمت کاتابولیسم تغییر می دهد در نتیجه، سنتز خود به خودی پروتئین به سطوح پایینی کاهش خواهد یافت.
افزایش تجزیه و اکسیداسیون پروتئین همراه با کاهش سنتز آن منجر به از دست رفتن خالص پروتئین های عملکردی خواهد شد، که می تواند به عنوان تعادل منفی نیتروژن اندازه گیری شود. تحت این شرایط ممکن است سه هدف اصلی از طریق تجزیه بافت عضله به دست آید:
۱.آزادسازی اسیدهای آمینه برای استفاده در تولید انرژی و حفظ سطوح طبیعی گلوکز خون(گلوکونئوژنز)
۲.فراهم کردن اسید های آمینه ضروری برای حفظ ترکیب طبیعی اسیدهای آمینه پلاسما.
۳.آزادسازی گلوتامین برای حفظ سطح طبیعی گلوتامین پلاسما، که احتمالا برای وضعیت عملکرد مناسب سیستم ایمنی و عملکرد روده مهم است.

تاثیرفعالیت ورزشی:

افزایش اکسیداسیون اسیدهای آمینه و نیز از دست دادن نیتروژن که به وسیله فعالیت ورزشی ایجاد شده، در بسیاری از مطالعات تشریح شده است. درباره این که اسیدهای آمینه اکسید شده هنگام فعالیت ورزشی بلند مدت، از عضله گرفته شده اند یا از مسیرهای روده_معده ای از جمله کبد، یا از هر دو هم چنان شک و تردید وجود دارد. اندازه گیری های انجام شده در بین گروه های عضلانی خاص نشان داده است که برخی از اسیدهای آمینه، از طریق عضلات به وجود آمده و هنگام فعالیت ورزشی آزاد می شوند. با این حال، این رویداد ممکن است ضرورتا تجزیه خالص بافت عضله را نشان ندهد؛ چرا که عضله قادر است اسیدهای آمینه را نیز سنتز کند. نمونه هایی از مورد اخیر عبارت است از تشکیل آلانین از پیروات و نیتروژنی که از متابولیسم BCAAs گرفته شده است.
اتفاقات دیگری هم ممکن است از دست دادن پروتئین از عضله را تحت تاثیر قرار دهد؛ آسیب های ریز به تارهای عضلانی به دلیل تاثیر فشارهای مکانیکی احتمالی در حال دویدن، هنگام انجام کار منفی (انقباض برون گرا یعنی راه رفتن و دویدن در سرازیری) ممکن است سبب بروز آسیب های ریزی در تارهای عضلانی شود. چنین آسیب هایی باعث فرایندهای التهاب و ترمیم پس از فعالیت ورزشی می شود که منجر به احساس درد می گردد و بیشترین شدت درد ۲ تا ۴ روز بعد از فعالیت خود را نشان می دهد (که اصطلاحا کوفتگی عضلانی تاخیری نامیده می شود).
به طور اساسی این فرایند ترمیم نیاز به تامین اسیدهای آمینه دارد. با این حال، تجزیه سلول های عضلانی آسیب دیده منجر به آزادسازی اسیدهای آمینه در همان مخازن AAs می شود؛ همان طوری که از آن ها برای سنتز خود به خودی پروتئین استفاده می شود. کاتابولیسمی که به لحاظ مکانیکی ایجاد شده، ضرورتا منجر به از دست رفتن خالص پروتئین و اسیدهای آمینه یا افزایش نیاز به آن ها نمی شود.

3.پروتئین احشایی

پس از عضله، بافت احشایی (عمدتا ارگان های شکمی) دومین منبع مهم ذخیره پروتئین است. اسیدهای آمینه گرفته شده از این منبع، ممکن است به ذخایر دیگر تحویل داده شده، یا با آن ها مبادله شوند، به ویژه کبد در تبادل درون اندامی اسیدهای آمینه در حالت ناشتا و فشار جسمانی ایجاد شده به وسیله ی بیماری نقش مهمی دارد.

تاثیر فعالیت ورزشی:

فعالیت ورزشی ممکن است مشارکت پروتئین احشایی را در تبادل اسیدهای آمینه بین اندام ها افزایش دهد. در عین حال در مورد نقش کمّی اسیدهای آمینه گرفته شده از این شبکه در متابولیسم انرژی و گلوکونئوژنز و مطابق با آن، در از دست رفتن نیتروژن از طریق تعریق و ادرار هنگام فعالیت ورزشی تصوراتی وجود دارد. گرچه در گذشته نشان داده شده است که نیتروژن از دست رفته به وسیله فعالیت ورزشی عمدتا از پروتئین عضله گرفته شده است، لیکن شاخص هایی وجود دارد که نشان می دهد بافت های احشایی (که در معرض کاهش زیاد گردش خون قرار می گیرند و در برخی شرایط ممکن است دچار ایسکمی شوند، به ویژه در روده بزرگ) ، نیز ممکن است در این میان سهم قابل توجهی داشته باشند. مشاهدات برگرفته از اثر فعالیت ورزشی بر باز گردش پروتئین روده ای، کاهش سنتز پروتئین و نیز افزایش تجزیه ی پروتئین را در زمان فعالیت ورزشی نشان داده اند.
با توجه به مطالب می توان نتیجه گرفت که دلیل اصلی از دست دادن خالص پروتئین (نیتروژن) در نتیجه فعالیت های ورزشی استقامتی، استفاده از اسیدهای آمینه است که از ذخایر مختلف، در متابولیسم انرژی واسطه ای گرفته شده، و این فرایند هنگام فشارهای انرژیتکی شدت خواهد یافت، مانند حالتی که نیاز سریع به انرژی است؛ زمانی که گلیکوژن تخلیه شده و منجر به تعادل منفی نیتروژن می شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *