SEMMELWEIS EGYETEM BUDAPEST DOKTORI ISKOLA NEVELÉSTUDOMÁNYI-SPORTTUDOMÁNYI TUDOMÁNYÁGI DOKTORI ISKOLA
AZ EDZÉSMUNKA HATÁSA A SZTEROIDHORMON PROFILJÁRA ÉS EGYÉB ANYAGCSERE MUTATÓKRA KÜZDŐSPORTOKBAN Készítette: Pucsok József Márton Témavezető: Prof. Dr. Frenkl Róbert egyetemi tanár Opponensek: Dr. Malomsoki Jenő tudományos főmunkatárs Dr. Barabás Anikó egyetemi docens Bíráló Bizottság: Dr. Mészáros János egyetemi tanár Dr. Nagykáldi Csaba egyetemi docens Dr. Apor Péter főorvos
BUDAPEST, 2005
Tartalomjegyzék I.
BEVEZETÉS....................................................................................................... 1 A téma megjelölése, a probléma felvetése, a vizsgálat célja........................................ 1 1.1 A vizsgálat célja ............................................................................................ 3 1.2 A vizsgálatok során a következő kérdésekre kerestünk választ: .................. 3 1.3 Alapfeltevések ............................................................................................... 3 II. IRODALMI ÁTTEKINTÉS.............................................................................. 5 Bevezetés ...................................................................................................................... 5 a neuroendokrin szabályozás ................................................................................ 5 a fizikai aktivitás hormonális hatásai.................................................................... 5 a ciklooxigenáz rendszer és a fizikai terhelés összefüggése................................. 5 2.1 A neuroendokrin szabályozás......................................................................... 5 1. ábra. A szteroid hormonok szabályozási köre ................................................. 7 2. ábra. A szteroid hormonok bioszintézise ......................................................... 7 A hormonhatás mechanizmusa..................................................................................... 8 A hormonok részletes ismertetése ................................................................................ 9 3. ábra. A plazma tesztoszteron szintjének napszakos változása férfiakban .... 12 4. ábra. A plazma kortizolszintje változásának napi ritmusa ............................ 14 2.2 A fizikai terhelés hormonális hatásai.......................................................... 16 2.3 A ciklooxigenáz rendszer és a fizikai terhelés összefüggései ................... 19 5. ábra. Az eikozanoidok eltérő hatásai ............................................................. 21 6.ábra. Omega-3 és omega-6 zsírsavakból származó eikozanoidok bioszintézise ............................................................................................................................ 21 A fizikai terhelés hatása a légutak működésére.......................................................... 24 III. VIZSGÁLT SZEMÉLYEK ............................................................................. 26 Bevezetés .................................................................................................................... 26 3.1 Vizsgált személyek ..................................................................................... 27 1. táblázat. A férfi cselgáncsos és karatés sportolók életkor, testmagasság, testtömeg és testzsír adatai ................................................................................. 27 2. táblázat. A sportolók életkor, testmagasság és testtömeg adatai .................... 28 IV. ALKALMAZOTT MÓDSZEREK ................................................................. 29 4.1 A szérum szteroid koncentráció meghatározása akut terhelés során.......... 29 4.2 A vizelet szteroid koncentráció meghatározása akut terhelés során........... 30 3. táblázat. A GC-MS műszeres mérés technikai adatai .................................... 31 7. ábra. A vizeletben ürülő szteroidok kromatogramja ...................................... 32 8.ábra. A vizeletben ürülő androszteron és etiocholanolon kromatogramja ...... 32 9. ábra A vizeletben ürülő epitesztoszteron, tesztoszteron, dehidroepiandroszteron, 11-béta-OH androszteron és 11-béta-OH etiocholanolon kromatogramja.................................................................................................... 33 4.3 A kilégzett levegő kondenzátum mediátor anyagainak vizsgálata............. 33 4.4 Statisztikai adatfeldolgozás ........................................................................ 34 10. ábra. A kondenzátum gyűjtésére szolgáló eszköz sematikus rajza ............. 35 V. EREDMÉNYEK, MEGBESZÉLÉS ................................................................... 36 5.1 A szérum szteroidhormon koncentrációk változása akut fizikai terhelés hatására ................................................................................................................... 36 11. ábra. A szérum kortizol változása cselgáncsos és karatés sportolóknál ....... 38
2
12. ábra. A szérum tesztoszteron változása cselgáncsos és karatés sportolóknál38 13. ábra. A szérum tesztoszteron/kortizol arány cselgáncsos és karatés sportolóknál ........................................................................................................ 39 14. ábra. A szérum dehidro-epiandroszteron változása cselgáncsos és karatés sportolóknál ........................................................................................................ 39 15. ábra. A szérum androsztendion változása cselgáncsos és karatés sportolóknál ............................................................................................................................ 40 5.2 A vizelet szteroidhormon koncentrációk változása akut terhelés során .... 44 4. táblázat. A férfi és női versenyzők teljesítmény adatai .................................. 44 16. ábra. A vizeletben ürülő androszteron és etiocholanolon változása............. 45 17. ábra. A vizeletben ürülő 11-béta-OH androszteron és 11-béta-OH etiocholanolon változása .................................................................................... 45 18. ábra. A vizeletben ürülő tesztoszteron és epitesztoszteron változása........... 46 19. ábra. A vizeletben ürülő DHEA és az androszteron/etiocholanolon hányados változása ............................................................................................................. 47 20. ábra. A vizelet etiocholanolon és epitesztoszteron összefüggése akut terhelés során férfi és női cselgáncsosoknál .................................................................... 48 21. ábra. Androgén hormonok metabolizmusa ................................................. 49 5.3 A kilégzett levegő kondenzátumában mért mediátor-anyagok koncentrációjának változása ................................................................................... 50 4. táblázat. A PGE2 és TXB2 változása terhelés hatására................................... 51 VI. ÖSSZEFOGLALÁS ÉS KÖVETKEZTETÉSEK......................................... 53 Az értekezésben használt rövidítések magyarázata.................................................... 59 Összefoglaló ............................................................................................................... 61 Abstract....................................................................................................................... 62 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS...................................................................................... 63 FELHASZNÁLT IRODALOM .................................................................................. 64 TUDOMÁNYOS KÖZLEMÉNYEK JEGYZÉKE................................................... 73
3
I.
BEVEZETÉS
A téma megjelölése, a probléma felvetése, a vizsgálat célja Értekezésünkben, két, Japánban meghonosodott, mára igen népszerűvé vált küzdősporttal a judo-val és a karate-val foglalkozunk részletesebben. Több mint egy évszázada Jigoro Kano az ősi ju-jitsu és egyéb harcművészeti technikából merítve fejlesztette ki saját önvédelmi egyben testnevelési rendszerét, a judot. Az első Kodokan iskola Tokióban, 1882-ben nyitotta meg a kapuit. A judo japán szó jelentése „lágy út”, melyben a ju előtag lágyságot, az ellenfél erejének saját célunkra való felhasználását, míg a do - az út – nemcsak módszerre, technikára utal, hanem a személyiség szilárd erkölcsi alapokon nyugvó tökéletesedésre is (34). Kano szavaival élve önmagunk tökéletesedésével, környezetünket a minket körülvevő világot gazdagítjuk (44). A nemzetközi szövetség 1951-es megalakulása óta a judo, vagy másnéven cselgáncs az egyik legdinamikusabban fejlődő sportág. A judo 1964-ben, szülőhazájában mutatkozott be először a nyári olimpiai játékok műsorán (52). A mai modern karate egyes elemeit ősi indiai meditációs és testerősítő gyakorlatokból származtatják. Kialakulásának igazi állomása azonban a középkorra, Okinawa szigetére tehető. A későbbi karate technikái Okinawa te néven honosodtak meg az őslakosság körében, melyet Funakoshi mester formált egységes egésszé. A huszadik század 20-as éveire a karate megerősödött, önálló iskola alakult, a globális világégést követően, pedig létrejött a Japán Karate Szövetség, és versenysporttá fejlődött az egykori harcművészet. A modern versenysport teljesítménykényszerének, egyre növekvő kihívásainak csak tudományos alapokra építő edzésmunkával felelhetünk meg. A sporttudományok közvetett célja részben e felkészülés elősegítése. Az anatómiai, biomechanikai, biokémiai, élettani, pszihológiai ismeretek nagyban elősegíthetik az eredményes szereplést.
Az
említett
sportágak
közül
elsősorban
cselgáncsban
születtek
biomechanikai, teljesítmény-élettani, pszihológiai tárgyú elemzések. Egy judotechnika végrehajtásakor csak a fizikai, biomechanikai törvényszerűségek ismeretében küszöbölhetjük ki a sérülésveszélyt és lehetünk eredményesek. Elemzésünkhöz (Pucsok és Ng 58) egy kedvelt dobástechnikát, a kaszáló-csípődobást választottuk. Õsszesen huszonnyolc fős, az Egyesült Államok különböző sportegyesületeit képviselő más-más életkorú férfiakból és nőkből álló csoportját vizsgáltuk. A résztvevőket képzettségi
szintjük, övfokozatuk alapján kezdő és haladó csoportokba soroltuk. Az erőméréshez illetve mozgáskép-elemzéshez egy Kistler típusú erőplató rendszert és egy Camcorder videokamerához kapcsolódó Peak Technologies elemző software-t alkalmaztunk. A vizsgálat célja a kaszálócsípő dobás kinetikai és kinematikai jellemzőinek elemzése, összehasonlítása kezdő és haladó cselgáncsosok esetében. Először a támaszláb (ez esetben a balláb) által kifejtett erőhatások és a kaszálóláb (jobbláb) sebessége közötti kapcsolatot vizsgáltuk. Ezt követően a két csoport közötti esetleges dobásvégrehajtási különbségekre koncentráltunk. Konkrétan a támaszláb függőleges és vízszintes irányú erőhatásai valamint a kaszálóláb függőleges és vízszintes sebességkomponensei változását kísértük figyelemmel. Előzetes irodalmi adatok eredményeit is felhasználva hat alaphipotézist 0,05 szignifikanciaszinten vizsgáltunk. A vizsgálat során a dobást végrehajtó az erőplatót körülvevő tatamin, míg a dobásban passzív személy az erőplatón helyezkedett el. A vizsgálatban résztvevő mind a huszonnyolc fő egyenként három jobbra kaszálócsípő dobást hajtott végre. A vizsgálat teljes terjedelme alatt a passzív személy, akin a dobásokat végrehajtották azonos volt. Az erőhatásokkal és sebességkomponensekkel kapcsolatos információkat A Kistler Bioware és a Peak Technologies software-k segítségével dolgoztuk fel. A támaszláb függőleges irányú erőközlése tekintetében a két csoport adatainak statisztikai összehasonlítása nem mutatott szignifikáns különbséget. Vagyis a bal térdhajlítás és nyújtás nagyságában nem mutatkoztak statisztikailag szignifikáns különbségek a két csoport között. Míg a haladó csoport cselgáncsosai szignifikánsan nagyobb vízszintes irányú erőkifejtésének magyarázata a dinamikusabb egyensúlyvesztés és a kaszálás közben a felsőtest nagyobb mértékû rásegítő mozgása lehetett. Bár a kaszálóláb vízszintes és függőleges sebessége döntően meghatározza a végrehajtás színvonalát, a vizsgált sportolóknál nem találtunk szignifikáns különbséget. Az eredmények ekképp alakulásában a szokványostól eltérő dobásszituáció, a csoporton belül dobástechnikában és a végrehajtás minőségében tapasztalható jelentős individuális különbségek játszhattak szerepet (58). A judo sportági mozgásanyagának biomechanikai célú elemzése után arra gondoltunk, szükség lenne a sportág hazai élvonalát a Semmelweis Egyetemen és az Országos Sportegészségügyi Intézetben zajló új vizsgálat-sorozatba
2
bevonni. Vizsgálódásunk tárgyát az akut fizikai terhelés szteroidhormon profilra majd a ciklooxigenáz rendszer mediátoranyagaira gyakorolt hatásaival egészítettük ki. 1.1
A vizsgálat célja A teljes kifáradásig tartó futószalagos terhelés a fizikai teljesítőképesség
mérésének objektív, számszerűsíthető (kvantitatív) módszere. Ezen alapképességek, mint erő, gyorsaság, állóképesség valamint e tulajdonságok összetett - gyorserő, erőállóképesség stb. - formában megjelenő együttese megbízhatóan, kvalitatíve és kvantitatíve jellemzik egy adott sportoló, sportági képességeit. A küzdősportok valamely ágában való eredményes szereplés egyik feltétele a már említett összetett képességek megfelelő szintjének megléte. Jelen tanulmány férfi és női élvonalbeli cselgáncsosok és karatésok szteroidprofil és futószalag-ergometriás, valamint a kilégzett levegő kondenzátumának analízise során gyűjtött adatokat dolgozta fel. Feltételeztük, hogy az alkalmazott futószalagos terhelési protokoll megbízhatóan jellemzi az adott sportághoz, sportágcsoporthoz tartózó fizikai képességek minőségét. Összegezve, vizsgálatunk célja, az akut fizikai terhelés hatására bekövetkező anyagcsere - és szteroidprofil-változások vizsgálata férfi és női élsportolóknál. 1.2
A vizsgálatok során a következő kérdésekre kerestünk választ: 1) Mely szteroidfrakciók változnak a vérben akut fizikai terhelés hatására férfi küzdősportolóknál? 2) Hogyan változik akut terhelés hatására a vizelet szteroid profil férfi és női cselgáncsosoknál? 3) Van-e összefüggés akut terhelés során az egyes szteroid metabolitok változása között? 4) Van-e összefüggés a ciklooxigenáz enzim mediátor anyagainak a kilégzett levegő
kondenzátumában
mért
változása
teljesítőképessége között? 1.3
Alapfeltevések
3
és
a
versenyzők
fizikai
Az alkalmazott terhelés típusa (aerob-anaerob), időtartama és intenzitása döntően befolyásolja a terhelésre adott metabolikus és hormonális választ. A sportoló edzettségi állapota, indulási tréning-státusza, az esetleges túlterhelés, túledzettség, a pihenési idő hosszúsága és gyakorisága egyaránt befolyásolhatják a vizsgálatunk során mért jellemzőket. Egyéb tényezők hatásai, mint az életkor, a nem, a versenyhelyzet, esetleges betegség jelenléte, a vizsgált személyek individuális adottságai és az alkalmazott analitikai módszerek sem hagyhatók figyelmen kívül (72). Véleményünk szerint az akut, futószalagos terhelés alkalmas a különböző küzdősportot (judo, karate) űzők fizikai teljesítőképességének és a terhelés által kiváltott élettani folyamatok összefüggéseinek meghatározására. A szérum és vizeletszteroidok vizsgálata során alkalmazott gázkromatográffal kombinált tömegspektrométer, GC-MS eljárás megbízható adatokat szolgáltat a terhelés során kialakuló hormonális és metabolikus változásokról. A
mediátoranyagok
szintjének
non-invazív
becslésére
a
kilégzett
levegő
kondenzátumának gyűjtése és analízise biztosít lehetőséget. Feltételezzük, hogy egészséges egyéneknél a fizikai terhelés befolyásolja a prosztaglandin E2 és a tromboxán B2 koncentrációját. Feltételezzük, hogy a ciklooxigenáz enzim mediátoranyagainak vizsgálata a sportoló egészségi állapotának és edzettségének új megközelítését biztosítja.
II.
IRODALMI ÁTTEKINTÉS
Bevezetés A fejezet szerkesztése során a következő, a kérdésfeltevéshez szorosan illeszkedő gondolatmenetet tekintettük vezérfonalnak:
- a neuroendokrin szabályozás - a fizikai aktivitás hormonális hatásai - a ciklooxigenáz rendszer és a fizikai terhelés összefüggése 2.1
A neuroendokrin szabályozás A neuroendokrin rendszer legfontosabb központi idegrendszeri struktúrája a
hipotalamusz. A hipotalamusz által termelt realising faktorok serkentő, illetve gátló hatást gyakorolnak az agyalapi mirigyre. A múlt század második felében számos faktort izoláltak, amelyek az agyalapi mirigy elülső lebenyére hatva szabályozzák annak hormon-elválasztását. A kutatások eredményeként a trophormont felszabadító anyagok mellett megismerték azokat a neuronokat, amelyek a központi idegrendszer számos helyén elhelyezkedve a hormonhatások közvetítésében vesznek részt. Ismeretesek azok a receptorok, amelyek nem csak a központi idegrendszerben, hanem egész szervezetben biztosítják a hormon-hatás érvényesülését. A perifériás belső elválasztású mirigyek és a központi idegrendszer között hormonális feedback mechanizmus érvényesül.
A
perifériás mirigyek hormonjai a vérbeni koncentrációtól függően negatív visszahatással befolyásolják az agyalapi mirigy hormonelválasztását: az emelkedett hormonszint gátlóan, csökkent koncentráció serkentőleg hat az érintett trophormon szekréciójára. A szervezetben lévő belső elválasztású mirigyek és az agyalapi mirigy közötti kapcsolat a hosszú feedback szabályzásban érvényesül. A vizsgálatok során kiderült, hogy maguk az agyalapi mirigy trophormonok is képesek közvetlenül visszahatni önmaguk elválasztására, ez az ún. rövid feedback amely visszahatás a hipotalamikus struktúrákra történik. Létezik egy ún. ultrarövid feedback, amely humorális és idegi úton hatva közvetlenül a neurohormonok között történik. A hormonhatás és az idegműködés megértéséhez kulcsfontosságú volt az agyban lévő hormon-receptorok kimutatása. E receptorokon keresztül érvényesül a feedback mechanizmus [1. ábra] és feltehetően olyan idegsejtekben találhatók, amelyek az agyalapi mirigy hormonok elválasztásának
5
szabályozását végzik. Az endokrin hírközlés specializált sejtek által termelt és elválasztott hormon molekulák közvetítésével történik. A hormonok a vérkeringésbe kerülnek és termelődésük helyétől különböző távolságokban lévő célsejtek működését szabályozzák. A hormonhatás sajátosságát a célsejtek felszínén, vagy belsejében lévő receptorok jelenléte határozza meg. A hormonra adott válasz jellegét az adott sejt genetikai tulajdonságai döntik el. E miatt ugyanaz a hormon, különböző sejtekben eltérő hatásokat hozhat létre. Az adrenalin a szívizomban serkenti, míg a simaizom-sejtekben gátolja az összehúzódást. A hormonok kémiai szerkezetük alapján eltérő felépítésű molekulák lehetnek. Molekula szerkezet alapján glikoprotein, polipeptid, aminosav származék hormonokat, lipid származékokat és szteroid hormonokat ismerünk. A szteroidhormonok felépítésében [2. ábra] közös, hogy ciklopentano-perhidro-fenantrén (szterán) vázat tartalmaznak, zsíroldékonyak, azaz lipoid szerkezetűek (Ádám et al. 4, Gláz 21). A szterán vázat alkotó szénatomok száma egyben speciális biológiai hatást is jelez. Így három nagy csoportot különböztethetünk meg. A C21-es szteroidok magját pregnán-váz, a C19-es szteroidokét androsztán-váz, a C18-as szteroidokét ösztrán-váz alkotja. A C21-es vegyületek progeszteron illetve kortikoid hatással rendelkeznek (progeszteron, kortizol, kortikoszteron, aldoszteron). A C19-es szteroidok esetében az androgén hatás emelhető ki (tesztoszteron, dehidro-epiandroszteron, stb.), míg a C18-as szteroidok ösztrogén hatásúak (21). A hormonok célsejtekhez történő eljutását oldékonyságuk határozza meg. A szteroid hormonok és a pajzsmirigy hormonok zsíroldékony molekulák, általában fehérjéhez kötve szállítódnak. A szállító fehérjék biztosítják a hormonok oldhatóságát és védik a molekulákat, az inaktivitást befolyásoló hatásoktól. A zsíroldékony hormonok átjutnak a sejtmembránon és a célsejtben lévő receptorokon fejtik ki hatásukat. A peptid és fehérje hormonok és az aminosav származék hormonok nem képesek átjutni a sejtfalon, hanem a sejt felszínén található receptorokra hatnak.
6
1. ábra. A szteroid hormonok szabályozási köre (1)
2. ábra. A szteroid hormonok bioszintézise (42)
7
A hormonhatás mechanizmusa A sejtek működését szabályozó receptorok a sejt felszínén vagy a sejt belsejében helyezkednek el. A hormonhatás közvetítésében a receptorok mellett különböző típusú jelátvivő anyagok vesznek részt.
Ilyenek a G-fehérjék, amelyek különböző
alegységekből épülnek fel. Fontos jelátvivő az adenilcikláz, ciklikus adenozinmonofoszfát (cAMP) rendszer. A sejtmembránon lévő adenilcikláz enzim érzékeli a hormonhatást és ATP közreműködésével cAMP keletkezik. A cAMP biológiai hatásai a hormon
által
hozott
információkat
tartalmazza.
A
proteinkináz
enzimek
közreműködésével a biológiai hatás érvényesül. A cAMP által közvetített hormonok: adrenalin, noradrenalin, glukagon, a mellékvesekéreg működését serkentő hormon (ACTH), pajzsmirigyműködést-serkentő hormon (TSH), stb. Az adeninciklázra ható hormonok mellett a jelátvitelben a guanilcikláz enzim hatására keletkező ciklikus guanil-monofoszfát (cGMP) rendszer is jelentős hírvivő szerepet játszik a sejtek működésének szabályozásában. A jelátvitelben fontos szerepe van a kalcium ionkoncentrációnak, amely egyrészt a sejtek működésében résztvevő fehérjék, enzimek aktiválását vagy gátlását végzi. A jelátvitelben a hormonális hatás továbbításában az említett rendszerek mellett kiemelendő a tirozinkinázok szerepe. A tirozinkinázok közreműködésével működő receptorokon érvényesül az inzulin és az inzulinszerű növekedési faktor és egyéb, az anyagcserében fontos szerepet játszó növekedési faktorok hatása is. A jelátvitelben jelentős a lipidek szerepe is. A foszfolipáz enzimek hatására a membránban lévő foszfolipidekből arachidonsav szabadul fel. Az arachidronsavból ciklooxigenáz enzim hatására prosztaglandinok és tromboxánok keletkeznek.
A
foszfolipidek olyan fehérjékhez kötődnek, amelyeknek szerepet tulajdonítunk a jelátviteli folyamat révén kialakuló komplex molekulák létrehozásában. Intrecelluláris receptorokon keresztül hatnak a lipidoldékony hormonok, amelyek passzív diffúzióval átjutnak a sejtmembránon. A szteroid hormonok: glukokortikoidok, mineralokortikoidok, szexuálhormonok, a D3 vitamin receptorai a hormon megkötését követően aktiválódnak, majd a magban lévő DNS molekula specifikus régióihoz kötődnek. Ezt követően a hormon receptor komplex bejut a sejtmagba és a megfelelő szekvenciájú DNS szakaszhoz kötődik. A DNS
8
információt ad az mRNS-nek, amelynek feladata a hormon által kódolt hatás érvényesítése, a megfelelő metabolikus folyamat lezajlása. A hormonok részletes ismertetése Az emberi szervezet működésének megértéséhez a teljes neuroendokrin szabályozás ismerete szükséges. Az értekezés terjedelmének korlátai meghatározzák az irodalmi ismertetés részletességét is. Az egyes hormonok irodalmának leírására vonatkozóan elsősorban a fizikai teljesítményt befolyásoló anabolikus, beépítő és katabolikus, lebontó folyamatokat irányító hormonok ismertetésére kerül sor. Az ún. felépítő hormonok közül elsőként a növekedési hormonnal (GH) kapcsolatos ismereteket közöljük. A GH 191 aminosavból álló diurnális, napszaki elválasztását és epizódikus pulzálását a hipotalamuszban képződő serkentő hatású faktor a (GHRH) irányítja. A hormonelválasztás gátlását a szomatosztatin (SS) szabályozza. A serkentő és a gátló hipotalamikus molekulákat különböző neurotranszmitterek, neuropeptidek modulálják. A növekedési hormon elválasztást indirekt módon serkenti az acetilkolin, a dopamin, az alfa-adrenerg ingerek. A hipotalamuszban mind a növekedési hormon, mind az insuline-like growth factor (IGF-1) serkenti, a szomatosztatin viszont gátolja a növekedési hormonelválasztást irányító faktort (GHRH). A hipofízisben az IGF-1 gátolja, a GHRH serkentő hatását. A növekedési hormon cirkadián ritmusa huszonnégy óra alatt mintegy tizenhárom nagy csúcsban jelentkezik, az egyes csúcsok között a növekedési hormon szint alacsony. Normál értéke a vérszérumban 0–5 ng/ml. Maximális elválasztása éjszaka a mélyalvás időszakára esik és a gyors szemmozgással jellemzett ébredési periódusban csökken az elválasztása. Jelenlegi elméletek szerint, a növekedési hormon az alvás egyes szakaszaira jellemző szekréciós változásait az SS határozza meg. Számos külső inger, így a fizikai aktivitás is a GH elválasztást befolyásolja, pl. vércukor emelkedésekor, fizikai munka, stresszhatás, alacsony vércukorszint, aminosavak hatására emelkedik a GH elválasztás. Intracelluláris hatása a GH receptorok kötődésén keresztül cAMP közvetítésével történik. Az IGF-1 a GH hatásainak fontos mediátora, ugyanis a receptor kötődés után beindul az IGF-1 szintézise, amely feedback módon gátolja a GH elválasztást. Anabolikus hatása miatt a nemzetközi sportban évek óta használatos peptidhormon, amely szomatropin néven a természetes GH mesterséges változata. Fokozza a fehérje, az RNS és DNS szintézist
9
izomban, májban, csontban és a porcszövetben. Fokozza az aminosavak beépülését, emeli a vércukorszintet a vér szabadzsírsav tartalmát. A Nemzetközi Olimpiai Bizottság doppinglistáján a tiltott fehérjehormonok csoportjába tartozik. A növekedést serkentő hatása mellett a teljesítmény intenzitásához adaptálódó szervezet fontos hormonja. A biológiai ritmus megváltozása a GH szekréciót lényegesen befolyásolja. Transzkontinentális utazásoknál az alvási ritmus megváltozása a GH elválasztás zavarát okozza, ami befolyásolja a fizikai teljesítményt, az emléknyom tárolást, tanulást és egyéb kognitív funkciókat. Tesztoszteron A tesztoszteron a here által termelt androgén hormonok fő képviselője. Bioszintézise acetátból kiindulva koleszterinen keresztül az egyéb szteroid hormonok bioszintéziséhez hasonlóan megy végbe. Normál értéke a szérumban férfiaknál 10-35 nmol/l, nőknél 3,5 nmol/l alatti értékek találhatók. A here Leydig sejtjeiben a tesztoszteron mellett más szteroidok is képződnek: androsztendion, androsztendiol, dehidro-tesztoszteron (DHT), 17-OH-progeszteron, ösztradiol, ösztron. A tesztoszteron napszakos változása férfiakban [3. ábra] megfigyelhető, koncentrációja legmagasabb a reggeli órákban, legalacsonyabb este. Egyes szerzők évszakos ingadozást is leírtak, miszerint az őszi hónapokban észlelték a legmagasabb tesztoszteron elválasztást. A
tesztoszteron
egyrészt
az
ún.
androgéndependens
szervek
fejlődéséért,
differenciálódásáért felelős, másrészt a nem reprodukciós szervekben, pl. májban lezajló fehérjeszintézisen keresztül aktivációs hatása is érvényesül (40). A tesztoszteron felelős az androgén funkciók kifejlődéséért, amelyet extragenitális hatásoknak nevezünk. Ilyen a haj és a szőrzet növekedése, a beszédhang mélyülése, a hang tónusának változása, a libidó és a szexuális érdeklődés megjelenése és növekedése, a bőr verejtékmirigyeinek funkciója fokozódik. A genitális változások elsősorban a nemi mirigyek és szervek fejlődésében figyelhető meg. Az androgén hatás mellett az anabolikus (felépítő) funkció is a tesztoszteron hatásának tulajdonítható. Növekszik a test izomtömege, emelkedik a vér hemoglobin koncentrációja, a vörös vérsejtek mennyisége, csökken a testzsír aránya és változik a
10
testzsír eloszlása. Fokozódik a kalcium beépülés a csontokba, pozitív nitrogén egyensúly jön létre. A tesztoszteron hatására indul meg a spermaképződés. Az anyagcserére kifejtett anabolikus hatása miatt a sportban az egyik legismertebb teljesítményfokozó hormon. Közvetlen hatása van a csontvelőre, a vörös vérsejtképződést az őssejtekre gyakorolt hatása révén fokozza, ez által növeli a hemoglobin és hematokrit értékét. Az izomzat fejlődése és a hormon hatására létrejövő izom hipertrófia az anyagcsere egyéb pozitív változásaival egyértelműen a fizikai teljesítmény növekedéséhez vezet. A tesztoszteron szerepet játszik a központi idegrendszer hipotalamikus és hipofízis funkciók szabályozásában is.
A hipofízisben az elülső
lebeny gonadotróp-hormon elválasztását szabályozza, mind férfiakban, mind nőkben egyaránt a libidót és a szexuális potenciát fokozza. A tesztoszteron aktív formája a dehidro-tesztoszteron (DHT), amely enzimatikus hatásra jön létre. A DHT a sejtmagban megfelelő receptorokhoz kötődve fokozza az RNS képződését, a molekuláris fehérje szintézist. A Leydig sejtek a szteroid hormonok mellett egyéb peptideket is elválasztanak, ilyenek: neuropeptidek, gasztrointesztinális peptidek, és opioid származékok. Az említett peptidek egyrészt a Leydig sejtek tesztoszteron elválasztását, illetve a Sertoli sejtek funkcióját szabályozzák. A Sertoli sejtek termelik az androgénkötő fehérjéket és egyéb peptidhormonokat, növekedési faktorokat. A spermaképzéshez a Sertoli sejtek működése nélkülözhetetlen, a sejtek által termelt peptidek és növekedési faktorok, továbbá a fehérjéhez kötött tesztoszteron koncentrációja biztosítja a spermaképződést. A nőkben a petefészek az ösztrogének és a progesztinek mellett androgén hormonokat is termel. A tüszők a tesztoszteron és androsztendion hormonokat termelik, amelyek az ösztrogén szintézis közvetlen bioszintetikus előnyagai. A tüszők a szteroid hormonok mellett relaxint, a prosztaglandinokat és inhibint szintetizálnak, amelyek a női ciklus, a terhesség és a hipofízis gonandotróp hormonjainak szabályozásában jelentősek. Az androgének metabolizmusa révén inaktív anyagok keletkeznek, amelyek a vizeletben androszteron és etiocholanolon formájában ürülnek.
11
3. ábra. A plazma tesztoszteron szintjének napszakos változása férfiakban (42) Dehidro-epiandroszteron Felfedezése a múlt század harmincas éveire tehető. 1939-ben Butenandt és Ruzicka, a dehidro-epiandroszteron (DHEA) és egyéb nemi hormonok vizsgálatáért kémiai Nobel-díjat kapott. A mellékvesekéreg zóna retikulárisában termelődő hormon. Számos biokémiai tanulmány igazolja, hogy a DHEA előanyaga az andosztendionnak, az androsztendiolnak, ösztradiolnak, tesztoszteronnak, etiocholanolonnak. Ezzel magyarázható, hogy a férfiakban a kis mennyiségű ösztrogén és a nőkben a tesztoszteron is megtalálható a keringésben. Vizeletben ürülő metabolitjai az androszteron és az etiocholanolon. A szabad DHEA a vizeletben csak nyomokban fordul elő. Az emberi szövetek közül a zsírszövet és az izomszövet tartalmaz jelentős mennyiségű DHEA-t. A zsírszövet, mint hormontermelő szerv jelentőséggel bír a szteroid hormonok tárolásában és lebontásában is. Az izomszövet szintén jelentős DHEA raktár. Mind a harántcsíkolt izomban és mind a szívizomban is. Egyesek szerint a szívizom- elégtelenség kialakulásáért az alacsony DHEA koncentráció is felelős lehet. Az analitikai módszerek fejlődésével a DHEA és szulfátésztere a DHEA-S csak a múlt század hatvanas éveiben került az érdeklődés középpontjába. A DHEA az emberi szervezetben, a mellékvese-kéregben koleszterinből keletkezik. A mellékvesekéreg mellett leírtak a bőrben, a herében és az agyban is DHEA szekréciót.
12
A DHEA mellett egyéb androgének is képződnek, ilyenek az androsztendion és a tesztoszteron. A mellékvese-kéregben képződő DHEA gyorsan metabolizálódik és szulfatált formában (DHEA-S) kerül a vérkeringésbe. A hormon szulfatált változata a vérben nagyobb mennyiségben található. Lényegében a DHA-S a hormon aktív formája. A DHEA a tesztoszteron mellett jelentős anabolikus hatású hormon. A normál értéke a vérben nőknél 0,44 – 2,6 nmol/l, férfiaknál 0,85 – 3,6 nmol/l. A DHEA-S mennyisége nőknél 2,2 – 9,2 nmol/l, férfiaknál 5,4 – 9,8 nmol/l. Termelődése kifejezetten korfüggő, idős korban a DHEA koncentrációja lényegesen lecsökken, amely elsősorban a hormon a DHEA-S formáját érinti. A DHEA maximális szekréciója húsz-huszonnégy éves korra esik. Harminc éves kortól minden tizedik évben a szekréciója húsz százalékkal csökken. Időskorban nyolcvan év után elválasztása a korábbi szinthez képest kilencvenöt százalékkal marad el. Több szerző (12, 13) az időskori fáradságot a DHEA hiányával magyarázza. A DHEA-S időskori csökkenésének oka lényegében nem tisztázott, egyik feltételezés szerint idős korban csökken a mellékvesekéreg zóna retikulárisában lévő DHEA termelő sejtek száma. Mások a hipofízis androgéneket termelő stimuláló hormonjainak csökkenésével magyarázzák a DHEA időskorban jelentkező alacsony koncentrációját. Állatkísérletes adatok szerint a DHEA kezelés megelőző hatású az elhízás, cukorbetegség, rosszindulatú daganatok, egyes szívbetegségek kifejlődésére. Jelentős antioxidáns és fokozza az immunrendszer aktivitását. Embereknél magasabb DHEA-S szint esetében a szív- és érrendszeri halálozás rizikója kisebb volt. Három hónapos DHEA kezelés jelentősen javította a fizikai és lelki közérzetet. Fokozta az izomerőt és a fizikai teljesítőképességet. Az izomerő és az izomtömeg fokozódása mellett jelentős IGF-1 koncentráció - növekedést tapasztaltak. Egy éves kezelési idő után a csonttömeg növekedését és egyes szövetekben a szexuál szteroidok képződését fokozta. Idősebb korban történő adása hasonló a tesztoszteronéhoz. Napjainkban a DHEA a melatoninhoz hasonlóan divatos szer az öregedés megelőzésére. A posztmenopauzás oszteoporózis kialakulása a DHEA elválasztás zavarával, vagy hiányával is magyarázható. A metabolikus csontbetegségben a hormonnak patogenetikai szerepe van. Az elmúlt évek vizsgálatai szerint a DHEA és a DHEA-S-t idegi szteroidoknak is tekintik, mivel kimutatták, hogy az agyszövetek DHEA és DHEA-S tartalma nagy. Az agyban lévő hormonszintek, valamint képződésük helyi jellegű, független a perifériás
13
hormon-produkcióktól és a vér hormonszintjeitől. A vizsgálatok igazolták, hogy az idegi szteroidok hatással vannak a kognitív folyamatokra. Emberben, az öregedés folyamatát kísérő funkciózavarokkal, anyagcsere eltérésekkel, a rosszindulatú daganatok keletkezésével is kapcsolatba kerül a DHEA mennyisége. Az öregedési pigment megjelenése, a testsúlyváltozás, a szabadgyök-kötő képesség csökkenése, az egyes szerv funkciók károsodása összefügghet a DHEA szintézis csökkenésével. Elképzelhető, hogy a DHEA befolyásolja az autoimmun folyamatokat is. Anabolikus hatása miatt a DHEA tiltott, doppinglistán szerepel. Kortizol A kortizol az emberi mellékvesekéreg fő glukokortikoid hormonja, a zóna fascikulátában szintetizálódik, bár a zóna retikuláris is képes kortizolt előállítani. A vérplazma kortizol szintje napi ingadozást mutat, legmagasabb koncentrációt a korareggeli órákban mérhetünk, déli tizenkét órától a koncentrációja fokozatosan csökken és a huszonnegyedik órában, éjfélkor a legalacsonyabb [4. ábra]. Reggeli vérszintje 140-690 nmol/l, este 80-330 nmol/l. A zóna fascikulátában képződő kortizolt a hipofízisben termelődő ACTH irányítja. Az alváskiesés, a folyamatos táplálkozás, valamint az éjszakai munkavégzés egyaránt megváltoztathatják elválasztásának napi ritmusát, melynek a fizikai és pszihés stressz valamint az alacsony vércukorszint a legjelentősebb ingere. Az ACTH szekréciója is lökésszerű elalvás után három-öt órával kezd emelkedni a maximumot ébredéskor éri el. Az ACTH hatására növekszik a mellékvese vérellátása, fokozódik a mellékvesekéreg fehérjeszintézise – ezzel a szteroid-elválasztás is (42).
4. ábra. A plazma kortizolszintje változásának napi ritmusa (42)
14
A kortizol a különböző szövetek anyagcseréjére hat, azáltal, hogy befolyásolja az anyagcserében résztvevő kulcsenzimeket. Biztosítja a raktárakból történő és a szükségletnek megfelelő tápanyagok kiáramlását, szabályozza a vércukorszintet. A májban fokozza a gluko-neogenezisben résztvevő enzimek működését ennek eredménye egyrészt a glukóz keletkezése, másrészt növekszik a májsejtekben tárolt glikogén mennyisége. A cAMP-n keresztül ható hormonok csak akkor tudnak a májból glukózt mobilizálni és a vércukorszintet növelni, ha megfelelő nagyságú glikogénraktár áll rendelkezésre. A vércukorszintet emelő hatása a májból való fokozott glukóz kiáramlás mellett az izomban és a zsírszövetben csökken az inzulin irányította glukóz felvétel. Energiaigényüket ezek a szövetek nagyobb részt zsírsavégetéssel elégítik ki. A zsírszövetben csökken a glukózfelvétel és a triglicerid szintézis és ezzel egy időben, fokozódik a lipolízis. A zsírszövetből kiáramló glicerin a gluko-neogenezis anyagai a zsírsavak, pedig energiaforrást jelentenek. A kortizol általános gyulladáscsökkentő, befolyásolja a gyulladásban szereplő sejtszintű és humorális komponenseket. A normális kortizol szint a fiziológiás védekezésben és a szervezet regenerációjában jelentős szerepet játszik. Növekvő koncentrációja az egyensúly felborulásához, a celluláris és humorális összetevők eltolódásához vezet, amelynek következménye a szervfunkciók - , vagy a szervezet károsodása. A gyulladás gátlás
mellett
jelentős
immun-szupresszív
anyag.
A
szervátültetések
sikere
elképzelhetetlen a kortizol, a glukokortikoidok alkalmazása nélkül. Gátolják a fagocita sejtek funkcióit, csökkentik a fehérje oldásában résztvevő enzimek aktivitását, akadályozzák a fehérvérsejtek mozgását a gyulladásos centrum helyén. A gyulladásos reakció befolyásolása az immunválaszra is kihat, a fagocita sejtek mellett gátolják a citokinek, interleukinek, tumor-nekrózisfaktor leadását, a T-limfociták funkcióit és ez által az elsődleges sejthez kötött immunválaszt. A tesztoszteron és a kortizol aránya az edzett szervezetre jellemző. A kortizol koncentrációjának emelkedése és a tesztoszteron csökkenése a terheléshez történő rossz adaptációt jelzi, amelynek következménye a túledzettség. Ezért a sportélettan területén számos tanulmány (71, 74, 76) által igazolt vizsgálat bizonyította, hogy a túledzettséget követő számos anyagcserezavar egyik fő komponense a tesztoszteron és kortizol arány eltolódása a kortizol javára. A glukokortikoidok a gyakorlati orvoslás, így a sportorvoslás területén is alkalmazott gyulladáscsökkentő gyógyszerek.
15
2.2
A fizikai terhelés hormonális hatásai Az 1970-es évek második felétől kezdve folyik intenzívebb vizsgálódás az
endokrinológia és a fizikai aktivitás összefüggésében (65). Hellemans (29) edzetlen és edzett
populációt
felmérő
vizsgálatai
során
feltételezte,
hogy
utóbbiak
az
energiaháztartás adaptációjából fakadóan, eredményesebben képesek szervezetük homeosztázisát fenntartani. Ennek oka a hatékonyabb endokrin alkalmazkodásban keresendő. Eltérő szintű stresszhatások befolyásolják a plazma hormon szintjét. Bizonyos hormoncsoportoknál, például a katekolaminoknál fizikai aktivitás hatására koncentráció-növekedés, míg a tesztoszteron esetében csökkenés volt tapasztalható. A szteroid hormonok esetében ezek a változások csak intenzív hosszú ideig tartó erőkifejtéskor jelentek meg pregnánsan. Különböző erőkifejtési zónákban végzett kutatások azt igazolták, hogy mind az edzetteknél, mind az edzetleneknél a kardiorespiratorikus állóképesség meghatározó jelentőségű a szubmaxmális terhelésre adott metabolikus, endokrin válasz szempontjából (Sutton et al. 65, Sutton 67) arra a következtetésre jutottak, hogy az edzett személyek nagyobb arányban hasznosítják a zsírt, kevésbé a szénhidrátot, mint edzetlen társaik és náluk ez magasabb katekolamin és növekedési hormon szintekkel jár. Pagano et al. (54) nagyobb kortizol szintet mutattak ki a fizikailag aktív elhízottaknál, mint a nem-elhízottaknál. Sutton (67) szerint hipoxiás körülmények között jobban emelkedik a kortizolszint mint normoxiás állapotban. Megfelelő folyadékellátottság esetén, az akklimatizáció nem befolyásolta a plazma kortizol szintjét, a nem kielégítő folyadékpótlás azonban a kortizolszint változásában is megmutatkozott (17). Sutton (67) által végzett kerékpár-ergometriás vizsgálat normál (normoxiás) és alacsony (hipoxiás) oxigénnyomás viszonyait figyelembe véve, egy alacsony nyomású kamrában illetve normál nyomásviszonyok között, hegymászókon zajlott. A kutatók hipoxiás körülmények között a tengerszinthez viszonyitva magasabb kortizol és növekedési hormon szinteket mértek. A kortizol szintben tapasztalt változás az ACTH-kortizol szabályozórendszer aktivitásának tudható be (66). Tsai et al. (73) élvonalbeli futók magaslati, hipoxiás körülmények kiváltotta anabolikus és katabolikus hormonválaszát jellemezték. Kétezer méteres tengerszint feletti magasságon töltött kéthetes edzőtáborozást követően a kutatók sem az anabolikus sem a katabolikus hormonkoncentrációkban nem észleltek szignifikáns változást. Az anabolikus hatású
16
tesztoszteron három biológiailag aktív formában lelhető fel a vérkeringésben (73). Az egyik erősen kötődik az ún. sex hormone-binding globulin-hez (SHBG), míg a hormon egy másik alakja kémiailag csak gyengén kapcsolódik a fehérjecsoporthoz, végül a szteroid szabad alakja (NST) teljesen független a fehérjecsoporttól. Az NST koncentrációját az össztesztoszteron az SHBG és az albumin értékei adják ki (73). Tsai et al. (73) az anabolikus illetve katabolikus hatást az (Adlercreutz et al. 2) által javasolt NST/kortizol hányadossal jellemezték. A fizikai aktivitás magaslati viszonyok közti tanulmányozása során (Humpeler et al. 31, Johansson et al. 33) eltérő következtetésekre jutottak. Az adatok a nyugalmi tesztoszteron - és a kortizolszint párhuzamos emelkedését mutatták, visszatérve a tengerszintre tájfutó versenyzőknél csökkenést tapasztaltak (31). Az egymástól eltérő eredmények az eltérő vizsgálati körülményeknek is betudható. Luger et al. (43) egy inaktiv valamint két különböző edzettségű futókból álló csoportot vizsgáltak. A munkacsoport az ACTH-kortizol valamint corticotropinreleasing hormon (CRH) koncentrációjának a futószalagos terhelés hatására történő koncentrációváltozást mérték. Terhelés hatására a plazma ACTH és kortizol alapkoncentrációja a kiemelkedő edzettséggel bíróknál magasabb volt, mint a kevésbé edzett valamint az edzetlen populáció esetében. A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a fizikai aktivitás, egy adott erőkifejtési zóna okozta stressz a hipotalamusz-agyalapi mirigy-mellékvese tengely aktivitásának csökkenésével jár. Azaz a fizikai aktivitás intenzitásának növekedésével az ehhez kapcsolódó alkalmazkodási folyamatok, végső soron az edzettség kialakulásával arányosan csökken a hipotalamuszagyalapi mirigy-mellékvese rendszer aktivitása is. Ez a folyamat a fizikai terhelésre bekövetkező komplex neuroendokrin alkalmazkodás részét képezi. A terhelési protokolltól és intenzitásától függően változik a plazma kortizol szintje (17, 38), ezt a folyamatot a hipofízis ACTH szekréciójának növekedése váltja ki (22). Kjaer és Secher (36) statikus, egy adott izomcsoportra ható erőkifejtésre adott hormonális választ vizsgálták. Kjaer és Secher feltételezték, hogy statikus gyakorlatok kiváltotta hipofízisválasz függ az aktivált izomzat arányától. Míg egy kilenc percig tartó szorítóerő-gyakorlat (a maximális akaratlagos kontrakció-MVC harminc százalékos értéken áll) esetében nem, addig egy páros lábbal végrehajtott, ugyanazon időtartamú statikus combizomgyakorlat (MVC-huszonegy százalék) a plazma kortizolszintjében szignifikáns emelkedést eredményezett. Ugyanakkor a nagy izomcsoportok kisebb
17
mértékű (MVC-tizenöt százalék) összehúzódása, már nem váltja ki az ACTH-kortizol tengely pozitív irányú aktivációját. Kutatók közül (Kindermann et al. 35, Naveri 53) csak hosszan tartó, intenzív terheléskor figyeltek meg kortizolszint emelkedést, míg rövid távú futás esetében a plazma kortizol koncentráció átlagosan huszonhét, nagy erőkifejtéssel járó hosszú távú futáskor negyvenhárom százalékos emelkedését mutatták ki (38). Extrém futási teljesítmények, például a maratoni táv teljesítése után Dessypris et al. összefüggést keresett a fittségi állapot, a mért maximális aerob kapacitás, valamint az akut terhelés utáni kortizolszint között (15). A vizsgálat során bizonyítást nyert, hogy e mutatók között pozitív korreláció áll fenn. Vanhelder et al. (74) anaerob erőkifejtéskor a plazmakortizol szintjének szignifikáns emelkedését mérték, ezzel szemben folyamatos, aerob munkavégzéskor ez nem volt tapasztalható. Alacsony kalória-bevitelt és fizikai aktivitást kombinálva a kortizolszint szignifikánsan nőtt, a változást döntően az energiaszegény táplálkozás váltotta ki (46). A kortizolszint terhelés hatására bekövetkező változásának különböző interpretációját találhatjuk az idevonatkozó szakirodalomban. Már a hetvenes évektől kezdve dokumentálták a különböző típusú erőkifejtésekre,
sportági
mozgásanyagra
adott
elsősorban
kortizol
és
tesztoszteronválaszt. Bloom et al. (6) edzett kerékpárosoknál magasabb kortizol értékeket mértek, nagy intenzitású munkavégzéskor, mint edzetlen társaiknál. Ezzel szemben (Bopp et al. 8) edzetlenek esetében mutattak ki magasabb értékeket. Az irodalmi adatokból is látható, hogy az eltérő edzésprogramok és módszerek más-más hormonválaszt indukálnak. Több tanulmány is vizsgálta a fizikai terhelés hatását a plazma tesztoszteron és androsztendion szintjére, valamint a tesztoszteron/kortizol és a tesztoszteron/sex hormone binding globulin arányára. E kutatások többsége a nagy energiaigényű, állóképességi terhelés hatásait vizsgálták (24, 38, 39, 47, 66, 74). Hakkinen et al. (25) tesztoszteron/kortizol és a tesztoszteron/SHBG arány számértékének aerob edzéshatásra bekövetkező növekedését mérték. Az eredményeket egy korábbi (Remes et al. 61) által publikált tanulmány is alátámasztja. Remes és munkacsoportja a plazmatesztoszteron és androsztendion koncentráció jelentős emelkedését, valamint a tesztoszteron/SHBG arányának harminckét százalékos, erősen szignifikáns növekedését mutatta ki. Lac és Berthon (40) néhány éve publikált munkájában a tesztoszteron és a kortizol illetve a két szteroid
18
arányát vizsgálta hosszan tartó terhelés során és az azt követő pihenő fázisban. Két futóversenyzőkből álló kétfős csapat egy hatórás váltófutáson vett részt. A verseny alatt a nyugalminál másfélszer nagyobb kortizol szintet észleltek. Egy nappal később érdekes módon a kortizol koncentrációja a nyugalmi szint alá esett. A tesztoszteron tekintetében szignifikáns változás csak a férfiak estében volt tapasztalható. Edzéshatásra erőteljesen csökkent a már említett szteroid hormon szintje, az erőpróbát követő napokban a tesztoszteron újra emelkedni kezdett, szintje a nyugalomban mért érték fölött maradt. Ennek megfelelően alakult a tesztoszteron/kortizol arány is. A T/C hányados terheléskor katabolikus, míg a terhelés után, a magasabb tesztoszteron szint okán anabolikus folyamatokra utal (40). Az általunk tanulmányozott szakirodalom többségében a terhelés előtti és utáni változásokat standardizált laboratóriumi körülmények között, vagy pályán mérték (23, 45, 47, 53). A szteroid hormonok versenyhelyzetben való vizsgálatának több objektív akadálya is lehet. A sportolók ilyenkor az általuk elérhető maximum teljesítményre törekednek, értelemszerűen szinte lehetetlen bármilyen mintavétel anélkül, hogy ezzel ne zavarnánk a versenyzőt. E dilemmára a nyálból történő szteroid meghatározás kínál megoldást, hiszen így akár a sportverseny közben is lehetővé válik, hogy elemezhető mintához jussunk (40). Ez a módszer különféle sportágak váltóversenyein valamint súlyemelésben (55) és küzdősportokban például birkózás (56) hódított teret. Azóta számos vizsgálat zajlott a rekreációs jelleggel szabadidősportot illetve versenysportot űzők körében. A vizsgálatok laboratóriumi és sportági helyszíneken (pályák, edzőtermek, csarnokok) egyaránt zajlottak (25). E tanulmányok az amatőr kocogóktól, úszókon át a profi versenytáncosokig a legkülönbözőbb sportágak képviselői körében gyűjtöttek adatokat, sőt a hadseregnél alkalmazott edzésprogramok kapcsán történt vizsgálatok is sok érdekességgel szolgáltak. A tesztoszteron és a növekedési hormon bizonyítottan növeli az izomfehérjék szintézisét (anabolikus hatás), ami az izomtömeg gyarapodásával jár együtt. Ezzel ellentétben a kortizol a miofibrilláris fehérjékre, a fehérjeszintézisre gyakorol ellentétes irányú, gátló, katabolikus hatást. 2.3
A ciklooxigenáz rendszer és a fizikai terhelés összefüggései A sejthártya felépítésben résztvevő foszfolipidek strukturális szerepük mellett
különböző intra- és intercelluláris folyamatok szabályozásában is fontos szerepet
19
játszanak. A foszfolipid molekulába beépülő hosszúszénláncú zsírsavak különböző ingerek hatására a foszfolipáz A2 enzim hatására felszabadulnak. Ilyen zsírsavak az arachidonsav és az eikozapentaénsav. Mint többszörösen telítetlen zsírsavak előanyagai lesznek olyan fontos mediátoranyagoknak, amelyek az egyes szervek működésének kialakításában nélkülözhetetlenek. Ilyen biológiailag aktív anyagok a prosztaglandinok, prosztaciklinek, tromboxánok és leukotriének. A húsz szénatomot tartalmazó, többszörösen telítetlen zsírsavakból az egyik legfontosabb az arachidonsav, amely négyszeres telítetlenséggel rendelkezik és a foszfolipidekből lehasadva háromféle úton oxidálódik. Az első út a ciklooxigenáz (COX) útvonal. A ciklooxigenáz enzim hatására az arachidonsavból a prosztanoidok-prosztaglandinok és a tromboxánok képződnek. E biológiailag aktív anyagok szintézise elsősorban a sejtek endoplazmás retikulumában folyik.
A prosztaglandinok szintézisére valamennyi emlősejt képes, ezért élettani
hatásuk is rendkívül sokoldalú. Az izomműködésben, a vérnyomás szabályozásban, a különböző gyulladásos folyamatokban részt vesznek. A prosztaglandin E2 ( PGE2 ) a gyulladás fő mediátora, közreműködésével csökkenti az interleukinek, (IL-1, IL-6) a tumornekrozis faktor (TNF) termelését és ez által a celluláris és a humorális immunitást is befolyásolja. A prosztaglandin I2 ( PGI2 ) emeli a trombociták és a leukociták cAMP szintjét, ez által a leukociták fagocita funkciója mozgásképessége csökken, a trombociták kicsapódása kisebb mértékű. A ciklooxigenáz úton keletkező tromboxán A2 ugyancsak a cAMP szint csökkenésével befolyásolja az erek és a légúti simaizmok kontrakcióját és elősegíti különböző szervekben és szövetekben a tromboxán keletkezését. A második út a lipoxigenáz útvonal hatására az arachidonsavból leukotriének és lipoxinok keletkeznek. Ezek közül a legnagyobb jelentősége a leukotrién B4 ( LTB4 )-nek van. A leukotrién D4 ( LTD4 ) erős gyulladáscsökkentő, számos sejt termeli, összecsapja a fehér vérsejteket, fokozza a lizozomális enzimek kiszabadulását, aktiválja a limfociták közül, az ún. ölősejteket (NK sejtek). A tüdőben helyileg fokozza a tromboxán A2 ( TXA2 ) szintézisét, így közvetlen szerepet játszik a gyulladást követő bronchus összehúzódás kialakulásában. A TXA2 felszabadulás révén légúti szűkületet, fokozott nyáktermelést és csökkent csillószőrős mozgást idézhetnek elő, pl. tüdőasthmában. A leukotriének a bőrbe lévő erekben tágulatot, a tüdőben és a koszorúerekben szűkületet váltanak ki. Bizonyos hogy az eikozanoidok eltérő hatással bírnak [5. ábra].
20
A harmadik út az eikozanoid bioszintézis [6. ábra]. A folyamat lényege, hogy az omega-6-os linolsavból, illetve omega-3-as linolénsavból különböző enzimek hatására hogyan keletkezik az arachidonsav, illetve prosztaglandinok, prosztaciklinek, tromboxánok és leukotriének.
5. ábra. Az eikozanoidok eltérő hatásai (26)
6.ábra. Omega-3 és omega-6 zsírsavakból származó eikozanoidok bioszintézise (26) Egészséges állat és ember izomzatában a terhelés okozta szimpatikus aktiváció létrejöttével
jelentős
a
mechanoreceptorok
szerepe.
A
mechanoreceptorok
prosztaglandin és adenozin érzékenysége befolyásolja a terhelés hatására létrejövő
21
szimpatikus aktivációt. A ciklooxigenáz hatására keletkező TXA2 igen erős trombocita aggregációt kiváltó, valamint érösszehúzódást előidéző. A prosztaciklin a PGI2 gátolja a trombociták összecsapódását és értágító hatással rendelkezik. A vele együtt keletkező prosztaglandin I3 ( PGI3 ) ezt a gátló hatást tovább erősíti. A lipoxigenáz hatására felszabaduló lipoxin A gátolja a normális ölősejtek funkcióját és az LTD4-et. A lipoxin B ugyanezzel a hatással rendelkezik. A prosztaglandinok hatásával kapcsolatosan lényeges kiemelni a citokinek képződésének a szabályozását. A citokinek a sejtekben lévő regulátor fehérjék, amelyek a gyulladás folyamatában fontos szerepet játszanak. Az interleukin-1 (IL-1), vagy az interleukin-2 (IL-2) a limfocitákban, monocitákban, makrofágokban keletkeznek, e sejtek aktivációját végzik. Attól függően, hogy milyen funkciót látnak el a szervezet immunvédekezésében, 11-féle változatuk ismert. A prosztaglandinok és a TXA2 a mononukleáris fagocita sejtekben fokozza a citokinek keletkezését. A sporttevékenységgel kapcsolatos izomműködés molekuláris tanulmányozása során, továbbá a szív-légzőrendszeri válaszok létrejötténél a biológiailag aktív anyagok, így a prosztaglandinok, tromboxánok vizsgálata néhány évre tekint vissza. A ciklooxigenáz enzim működése és az arachidonsavból keletkező biológiailag aktív anyagok a terhelésre adott válaszreakcióban molekuláris szintig jelentősek.
A fizikai terhelés
során fellépő izomsérülések, lokális és szisztémás gyulladásos folyamatok, patomechanizmusában szerepük meghatározó jellegű. A légutakat érintő elváltozások közül az asthmás folyamatokat kell elsőként említenünk. A tüdőasztmában szenvedő betegek fizikailag inaktívak. Fiatalkorúakon az inaktív életmód és az asthma kapcsolata az utóbbi években átértékelődött. A rendszeres testmozgás, a sport előnyös hatását egyre többen hangsúlyozzák. A rendszeres terhelés hatására alakuló légzésfunkciós adatok asthmásoknál is javulnak. A sportorvoslás szempontjából jelentős tényező, hogy az aktív sportolókon, versenyzőkön, a fizikai aktivitás is kiválthat asthmás elváltozást. Ez a terhelés által indukált asthma. Az ilyen sportolókra jellemző, hogy az intenzív fizikai terhelés kezdetén, vagy öt-tizenöt perccel a megkezdett program után rohamszerű légszomj, sípoló légzés, köhögés, mellkasi nyomásérzés jelentkezik, reverzibilis légúti szűkülettel. A légzésfunkciós adatok vizsgálata mellett a terhelés indukálta asthma mechanizmusának tanulmányozásában nagy jelentőségű a biológiailag aktív anyagok szerepe és részvétele a terhelés során
22
kialakuló légzészavarok folyamatában. Az asthmás esetek nyolcvan százalékában a fizikai terhelés bronchus görcsöt és asthmás rohamot vált ki. A fokozott percventilláció, a légutak hő- és vízveszteségével jár együtt, amely stimulálja az afferens légúti receptorokat és serkenti a biológiailag aktív anyagok felszabadulását, amelyek bronchus görcsöt idéznek elő. A felszabaduló gyulladásos mediátorok öt-hat órával a fizikai terhelés után bronchus szűkületet okoznak. A küzdősportok versenyzőinél, pl. a cselgáncsozóknál, vagy karatésoknál a terhelés indukálta asthma létrejöttében a tatami hatása is jelentős. A légutakat érintő por, esetleg atkák jelenléte fokozhatja a terhelés kiváltotta légúti elváltozások kialakulását. Az általunk áttekintett hazai és nemzetközi szakirodalomban küzdősportok tekintetében nem jelent meg olyan közlemény, amelyik a terhelés indukálta légúti folyamatok és a biológiailag aktív anyagok összefüggéseit tanulmányozta volna. Langberg et al. (41) a prosztanoidok és az endothél által elválasztott növekedési faktor hatását tanulmányozták fizikai terhelés után, humán izomszövetben. Megállapították, hogy az endothél által termelt növekedési faktor, amelyet a vastus laterális izomban vizsgáltak, egészséges fiatal férfi sportolókon fokozódott a fizikai terhelés hatására és az endothél sejteknek a növekedése 2,7-szeresre, a nyugalmi állapotban lévő izomhoz viszonyítva. A COX gátlása nem volt hatással az endothéliális növekedési faktor (VEGF) koncentrációjára és hatására. A vizsgálat bizonyítja, hogy a VEGF jelen van a humán vázizomzatban és terhelés hatására mennyisége fokozódik és hatása az angiogenezisben érvényesül. A COX készítmények nincsenek hatással a VEGF elválasztására és hatására. Langberg et al. (41) a ciklooxigenáz-2 (COX-2) által szabályozott prosztaglandin elválasztás és a kötőszöveti véráramlás összefüggését tanulmányozták terhelés hatására. Megállapították, hogy a PGE2 koncentrációja hatással van a szöveti véráramlásra. A tanulmány szerint a terhelés hatására fokozódó prosztaglandin-szintézis. a COX-2 specifikus gátlása nem befolyásolja a véráramlást, míg a növekvő szöveti prosztaglandin koncentráció fontos szerepet tölt be a szöveti vérellátásban. Bolli et al. (7) az ishémiás reperfúziós károsodás késői stádiumában a COX-2 kardioprotektív hatásáról számoltak be,. A tanulmány megállapítja, hogy több mint tíz évvel a COX-2 hatásának felfedezése után nagy reményt fűztek, hogy a szívérrendszeri rendszer működésében a homeosztázis létrehozásában a COX-2-nek meghatározó szerepe van. Az isémiás állapot kialakulásában a COX-2 aktivitás
23
jelentőségét hangsúlyozták. Az aktivitás emelkedése védő hatású a miokardiális történésekben, az infarktus létrejöttében. Megállapították, hogy a COX-2, továbbá a PGE2 és a prosztaglandin jelentős szerepet játszik a védelemben, az új stratégiák bevezetésében, erősíti a bioszintézist és véd a szívizom károsodása ellen. Wetter et al. (78) huszonhárom éves fiatal atlétákon tanulmányozták a tüdő gyulladásos folyamataiban keletkező mediátor anyagokat, amelyek a terhelés indukálta artériás hipoxémia hatására keletkeztek. Megállapították, hogy terhelés hatására - amely maximális kerékpáros terhelés volt - a tüdőben a gyulladásos mediátorok mennyisége emelkedett, hatására artériás hipoxémia alakult ki. A hipoxémia megjelenését gyógyszeres blokáddal próbálták megelőzni. Bebizonyosodott, hogy gyógyszeres kezeléssel blokkolni lehet a terhelés hatására kialakuló artériás hipoxiát. A szerzők vizsgálták a gázcserét, a gyulladásos metabolitok mennyiségét a vérben, a vizeletben és a köpetben. A randomizált kettős vak tanulmány igazolta, hogy a gyógyszeradás lényegében nem tudta javítani az artériás hipoxémiát és a gázcserét a terhelés alatt. A maximális terhelésnél az oxigén-szaturáció, az alveoláris artériás oxigén különbség (AVO2 diff) mérése bizonyította, hogy a terhelés során felhasznált oxigén mennyiségét, a gyógyszeres kezelés nem befolyásolta. A vizelet leukotrién és prosztaglandin szintjében nem találtunk különbséget. A terhelés utáni köpetben értékelhetően változtak a gyulladásos markerek. A terhelés során mért, intenzívebbé váló gázcsere a légúti gyulladások egyik előidézője lehet. A fizikai terhelés hatása a légutak működésére A fizikai terhelés jelentősen fokozza az aktív izomzat tápanyag - és oxigén igényét, ami a keringési - és légzőrendszer tökéletes koordinációját követeli meg és megfelelő teljesítmény-változást tesz lehetővé. A légzés szabályozásában, nyugalomban számos mechanizmus vesz részt. Terhelés során felmerül az a kérdés, hogy melyik mechanizmus játssza a legnagyobb szerepet. A szabályozás is sokoldalú, amely egyrészt a légzést és az oxigénellátást biztosítja, másrészt a sav-bázis háztartást szabályozza. A fizikai terhelés kezdetén az idegi mechanizmusoknak van nagyobb szerepük, majd a humorális tényezők is bekapcsolódnak a légzési profil kialakításába. A tüdő és a tüdőkeringés adaptációja a terheléshez kisebb mértékű, mint a neuromuszkuláris, vagy a kardiovaszkuláris funkció adaptációja.
24
A légzőizmok adaptálódhatnak a terheléshez, a légzési küszöb javul, amelyért elsősorban az izom és a kardiovaszkuláris funkció a felelős.
A tüdőben számos
mediátoranyag található, amelyek koncentrációja a terhelés hatására változik. Ilyenek az adenozin, prosztanoidok, leukotriének, citokinek, különböző ionok, nitrogén-oxid (NO), illetve a NO-val kapcsolatos termékek, hidrogén-peroxid, különböző ionok és a pH. Jelentőséggel bírnak az oxigén szabadgyökök, különböző növekedési faktorok. A környezetben lévő anyagok intenzív belégzése: allergének, vízgőz, fertőtlenítő anyagok, porok, a légutak kiszáradásával és lehűlésével együtt hozzájárulnak a légúti károsodás kialakulásához. A mediátor anyagok sejtes alapja a légutakban lévő hízósejtek, makrofágok, euzinofil sejtek, T-limfociták, vérlemezkék, neutrofil és bazofil sejtek. A mediátor anyagok hatása légúti szűkületben, fokozott nyálelválasztásban, plazma kiáramlásban és a légutak fokozott válaszkészségében jelentkezik. A szekréciós változásokat strukturális károsodások kísérik. Gyakori a bronchus szűkülettel járó terheléses asthma kialakulása. Az utóbbi évek tapasztalatai alapján megállapítható, hogy a sportolóknál, különösen sífutók és úszók között nagyobb az asthma előfordulása, mint a normál populációnál. A kilégzett levegőben emelkedett NO koncentráció sífutóknál, a légúti fokozott aktivitás és az euzinofil jellegű gyulladás ugyancsak igazolható volt. A tüdőasthma mellett egyéb légúti betegségek is kialakulhatnak, pl. a krónikus bronchitis vagy a krónikus obstruktív légúti betegség (COPD). A küzdősportot űzőkön végzett vizsgálatokból nagyon kevés adat található az akut fizikai terhelés, edzés és a légúti folyamatok – betegségek összefüggésére vonatkozóan. A hormon profil vizsgálata mellett az élvonalbeli válogatott cselgáncsozóknál vizsgáltuk a fizikai terhelés hatására létrejövő, légúti választ és a felszabaduló biológiailag aktív anyagok koncentrációját. Az asthmások egy részénél a fizikai terhelés vagy erős sporttevékenység után öt-tizenöt perc múlva tíz-húsz százalékánál jelentkezik a bronchus görcs, hideg száraz levegő belégzése mellett végzett terhelésnél ez az arány növekszik. A vízvesztés miatt a hörgő nyálkahártya-folyadék hiperozmotikussá válik, emelkedik a kálium koncentrációja és mindez hozzájárul a bronchus görcs kialakulásához. A légutak alveoláris makrofág és hízó sejtjei, valamint a hörgők falán lévő granulociták különböző leukotriéneket szintetizálnak. Leukotriének a sejtek membránjában lévő
25
arachidonsavból képződnek. A korábban említett folyamat szerint a reakciót a leukotriének keletkezését az lipoxigenáz-5 enzim katalizálja. Az arachidonsav, mint korábban írtuk, a ciklooxigenáz enzimnek is szubsztrátja és ezért a ciklooxigenáz és a lipoxigenáz között versengés áll fenn az arachidonsavért. Ha több leukotrién keletkezik, ami az erős fizikai aktivitás hatásánál érvényesülhet, főként a simaizom kontrakciót befolyásoló LTB4 mennyisége emelkedik, ami hozzájárul a bronchus görcs kialakulásához. Az asthmás légutakban az epithél sejtek NO-t is szintetizálnak. A folyamatot az indukálható NO-szintetáz katalizálja. A NO önmagában bronchus tágító, de ha a környezetében különböző szabadgyökök, pl. szuperoxid-anion előfordul, és ez asztmában gyakori, akkor ún. peroxi-nitrid gyökök keletkeznek, amelyek a nyálkahártyát károsíthatják. Az asthmás betegeknél és provokált terheléses asthmánál a kilégzett kondenzátum NO koncentrációja emelkedett, az egészséges személyekhez viszonyítva. Gyakorlatilag a fokozódó NO koncentráció károsíthatja az asthmával járó légúti folyamatokatt. Asthmás sportolóknál megfelelő kezelés mellett a tréning, vagy a verseny okozta fizikai terhelés alkalmazható. Jól ismert az úszás előnyös hatása, úszásnál a horizontális testhelyzet javítja a ventillációs-perfúziós arányt. Javul a gázcsere, a mellkasra gyakorolt hidrosztatikus nyomás miatt a kilégzés fázisában csökken a légzőizmok munkája. A gazdaságosabb hőtranszport mérsékli a légzőrendszer hőmérsékletcsökkenését. Az úszás kímélőbben hat a szervezetre, mint a futás. A gyakran előforduló arcüreg - és egyéb melléküreg gyulladások kialakulásában. provokáló tényezőként szerepelhet a klórozott víz, vagy pl. a klórallergia is. III.
VIZSGÁLT SZEMÉLYEK
Bevezetés A cselgáncs és a karate hazai és nemzetközi eredményessége alapján, a külföldi és a magyar források tanulmányozása után megállapítható - a küzdősportot űzők fizikai terhelésre bekövetkező anyagcsere és hormonális változásainak mérésére - mind a kiválasztás, mind az edzéstervezés szempontjából szükség van. Az egyes felmérések az éves versenynaptárhoz igazodva, az adott felkészülési időszak kívánalmainak megfelelően a 2001 és 2005 közé eső időszak között zajlottak. A
26
futószalag-ergometriás terheléskor a soron következő főversenyt szem előtt tartva, az edzettség általános állapotáról is képet kaptunk. 3.1
Vizsgált személyek Vizsgálatunkhoz két dinamikusan fejlődő versenysport, a judo, mely olimpiai
versenyszám is egyben, illetve a karate élvonalbeli versenyzőit kértük fel. A sportolók az említett két sportág megfelelő naptári évhez tartozó férfi és női válogatott keretének tagjai voltak. A vizsgálatsorozat első részében, melyben a szérum szteroidhormonprofiljának meghatározására került sor, összesen húsz férfi válogatott versenyző cselgáncsozó (tíz fő) és karatés (tíz fő) vett részt. A sportolók átlag életkorát, testmagasságát, testtömegét és testzsír adatait az [1. táblázat] szemlélteti. 1. táblázat. A férfi cselgáncsos és karatés sportolók életkor, testmagasság, testtömeg és testzsír adatai
ÉLETKOR TESTMAGASSÁG (év) (cm)
Sportoló
TESTTÖMEG TESTZSIR (%) (kg)
Cselgáncs
ÁTLAG
22,7
182,8
85,4
12,5
n=10
SD
3,6
9,6
15,2
2,7
Karate
ÁTLAG
20,7
177,8
68,6
12,4
n=10
SD
2,8
6,6
3,7
1,9
A két csoport között életkorban, testmagasságban, a testzsír százalékos értékében nem volt szignifikáns különbség. A testtömegben mutatkozó szignifikáns különbséget feltehetően a cselgáncsosok magasabb izomtömege okozta. A két küzdősport közötti differencia az edzés - és versenyterhelés sportági sajátosságaival magyarázható. A cselgáncs esetében mind a statikus, mind a dinamikus igénybevétel jelentős, míg a karate elsősorban dinamikus elemeket tartalmaz. A vizeletszteroid-profil vizsgálatát férfi és női válogatott cselgáncsosoknál végeztük. A terhelés előtti és terhelés utáni vizeletmintákból történt az analízis. A férfiaknál tizenhárom fő, míg a lányoknál tizenhat fő került be a vizsgálati anyagba. A lányok életkora alacsonyabb volt, mint a férfiaké. Mivel külön-külön mind a két csoportnál az
27
akut terhelésre bekövetkező szteroidprofil változást vizsgáltuk, a kapott mérési eredmények az értékelés szempontjából megbízhatóak. A harmadik kísérleti periódusban a vizeletszteroid-profil vizsgálatokkal párhuzamban, a kilégzett levegő kondenzátumából a ciklooxigenáz enzim mediátoranyagait mértük terhelés előtt és után. Célunk az volt, hogy meghatározzuk adott terhelés hatására mennyiben változik a ciklooxigenáz enzim mediátoranyagainak - a prosztaglandin E2 és a tromboxán B2 - koncentrációja. A fent említett huszonkilenc cselgáncsos versenyző futószalagos terhelést hajtott végre. A sportolók átlag életkorát, testmagasságát, testtömegét és testzsír adatait a [2. táblázat] mutatja.
2. táblázat. A sportolók életkor, testmagasság és testtömeg adatai
ÉLETKOR TESTMAGASSÁG (év) (cm)
Sportoló
TESTTÖMEG TESTZSIR (%) (kg)
FÉRFI
ÁTLAG
22,9
183,5
86,2
15,8
n=13
SD
3,6
10,2
16,2
3,7
NŐ
ÁTLAG
16,9
163,8
58,2
26,3
n=16
SD
3,3
7,0
9,9
3,4
28
IV.
ALKALMAZOTT MÓDSZEREK
A vizeletben megjelenő androgén szteroidokat és metabolitjaikat, korábban 17ketoszteroidként ismertük. A ketoszteroidok 2/3-a mellékvese, 1/3-a here eredetű. A labortechnika és az analitikai módszerek (HPLC, immunoassay) fejlődésével a fizikai aktivitás és a szteroid hormonok kapcsolatának újabb összefüggéseit ismerhettük meg. A vizsgálatok leggyakrabban a szérumból, nyálból, valamint a vizeletből származó hormonok és metabolitjaik meghatározására irányultak. Az analitikai módszerek fejlődésével a GC-MS metodikával lehetővé vált a ketoszteroidok részletes analízise. Napjainkban a szteroidhormonok mennyiségének meghatározására a gázkromatográffal kombinált tömegspektrométeres (GC-MS) módszer terjedt el. Basiewicz et al. (5) huszonnégy órán keresztül gyűjtött vizeletből GC-MS módszerrel határozták meg a tesztoszteron, a DHEA, az androszteron és az etiocholanolon mennyiségét. A kutatócsoport vérplazmából radio-immunoassay (RIA) technikával megmérte az ösztradiol, a szabad és össztesztoszteron koncentrációját. Immuno-radiometria (IRMA) alkalmazásával az SHBG, sárgatestképzést-serkentő hormon (LH), és a tüszőéréstserkentő hormonokat (FSH) is meghatározták. A szerzőcsoport a szabad androgén index (FAI),
a
szérum
tesztoszteron/ösztradiol
továbbá
a
vizeletből
mért
androszteron/etiocholanolon hányadosok értékeivel jellemezte a szteroidprofilt. 4.1 A szérum szteroid koncentráció meghatározása akut terhelés során A szérum szteroid hormon koncentrációk változását vizsgáltuk akut terhelés során két kűzdősportág (cselgáncs, karate) versenyzőinél. A terhelés mind a két csoportnál Jaeger LE 580 C típusú futószalag ergométeren zajlott. A cselgáncsos csoportnál az ún. „többlépcsős vita maxima” tesztet alkalmaztuk, míg a karatés csoportnál a „klasszikus vita maxima” típusú terheléses protokollt végeztettük el. A két csoport sportolói a teljes kifáradásig futottak. A „többlépcsős teszt” során állandó meredekség mellett (1,5 %) a sebességet hárompercenként 2 km/h-val növeltük. A kezdősebesség 8 km/h volt. A terhelési lépcsők között egy perc pihenőt tartottunk vérvétel céljából. A karatés csoportnál a sebesség állandó volt (9 km/h), míg a meredekség öt százalékról kétpercenként három százalékkal nőtt, a terhelés közben pihenő idő nem volt. A többlépcsős terhelés hosszabb ideig tart, a terhelés
29
egyenletesebben adagolható, a pihenőidő alatt a szervezet részben regenerálódik. A vita maxima terhelés során a versenyzők hamarabb érik el az anaerob körülményeket, ezért a kifáradási idő rövidebb. A terheléssel összefüggő szérum szteroid hormon változások az irodalmi adatok alapján - mint már az irodalmi áttekintésben összefoglaltam – igen ellentmondásosak, ezért a két küzdősportágban kifejezetten az akut terhelés hatását vizsgáltuk vizsgálati protokolltól függetlenül. Mindkét esetben a cél a teljes kifáradás elérése volt. A cselgáncsosok és a karatésok vizsgálata az Országos Sportegészségügyi Intézet Kutató Osztályán azonos felkészülési időszakban történt. A pulzusszámot Polár gyártmányú óra segítségével nyugalomban, folyamatosan a terhelés alatt és a restitúcióban határoztuk meg. A gázcsere adatok (VE, VO2, VCO2) mérését légvételről-légvételre történő analízis során, Jaeger Oxycon Alpha típusú készülékkel végeztük. Hiperémizált fülcimpából nyert kapilláris vérből a „Biochemica Test Combination L-lactate” enzimatikus eljárás segitségével, LP 400 típusú fotométer alkalmazásával mértük a tejsav-koncentrációt nyugalomban, a terhelés maximumában és a restitúció ötödik percében (R5’). A szteroidhormon koncentrációk meghatározása céljából a terhelés előtt nyugalomban, valamint a terhelés után az ötödik percben vénás vért vettünk a sportolóktól. A szérumból a biológiailag egyik legaktívabb katabolikus hormon, a kortizol valamint a tesztoszteron, a DHEA és az androsztendion koncentrációját mértük. A vizsgálatokat (Rácz et al. 60) által leírt radio-immunoassay (RIA) módszerrel, a Semmelweis Egyetem II. számú Belgyógyászati Klinika laboratóriumában végezték. 4.2
A vizelet szteroid koncentráció meghatározása akut terhelés során Az irodalmi adatok ellentmondásosak az akut terhelésre bekövetkező szteroid
összetevők változásával kapcsolatban, ezért hosszabb ideig tartó fokozatosan növekvő, a gyors rostokat is bekapcsoló futószalagos terheléses protokollt alkalmaztunk a férfi és női cselgáncsosoknál. Az induló szalagsebesség 6 km/óra volt, amelyet percenként 1 km/óra sebességgel növeltünk állandó 1,5 %-os százalékos meredekség mellett. A gázcsere mérése és a tejsav meghatározása az előző fejezetben leírtak alapján történt. A vizelet szteroid profilja a terhelés előtt és a terhelés után fél órával levett vizeletmintából került meghatározásra. A vizelet szteroidok meghatározása az Országos Sportegészségügyi Intézet doppinglaboratóriumában, GC-MS módszerrel történt. A
30
metodika két részből állt: a vizeletminta előkészítése a származékképzésig, a második rész pedig a műszeres analízist foglalja magába. A vizeletminta előkészítés, származékképzés: 5 ml vizeletet 20 μl metiltesztoszteron (20 ppm) belső standard hozzáadása után XAD-2 oszlopra viszünk fel. Két ml desztillált vízzel történő mosás után 4 ml metanollal eluálunk. A metanolos fázis nitrogénáramban történő kíméletes bepárlása után a száraz maradékot 1 ml, 0,2 mólos acetát pufferben vesszük fel (pH=5,6) és 55°C-on 40 μl béta-glükoronidáz enzim jelenlétében hidrolizáljuk. A hidrolízist követően a vizes fázist 3 ml etilacetáttal extraháljuk, 10 perc centrifugálás után (3000 ford./perc) a szerves fázist elválasztjuk ezt követően 0,4 ml nátriumhidroxid oldattal extraháljuk, majd a centrifugálás után a szerves fázist nitrogénáramban bepároljuk. A származékképzés 50 μl MSTFA-TMSA 1000:2 arányú elegyével történik. A kromatográfba 2 μl-t injektálunk. Műszeres mérés: 3. táblázat. A GC-MS műszeres mérés technikai adatai
GC
HP 6890
MS
HP 5973
Oszlop
HP-1MS 15m; 0,25 belső átmérő; 0,25 um filmvastagság
Oszlop hőmérséklete
160 °C 1 perc; 10 °C /perc 300 °C-ig
Injektor hőmérséklete
260 °C
Injektálás
split 1:10
Ionizáció
EI 70 eV
Ionforrás hőmérséklete
250 °C
Monitorozott ionok m/z
419, 432, 434, 446, 522
A terhelés előtti és utáni vizeletmintából meghatároztuk az androszteron, az etiocholanolon, a dehidro-epiandroszteron (DHEA), az epitesztoszteron, a tesztoszteron, a 11-béta-OH androszteron és a 11-béta-OH etiocholanolon koncentrációkat. A [7. ábra] a vizsgált szteroidok kromatogramját mutatja be.
31
1 2
1 androszteron TIC: 13PPROF.D 2 etiocholanolon 3 DHEA 4 epitesztoszteron 5 tesztoszteron 6 11OH-androszteron 7 11OH-eticholanolon
Beütésszám 750000 700000 650000 600000 550000 500000 450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 Idő --> 0
3 9.50
10.00
4 10.50
5 6 7 11.00
11.50
12.00
12.50
7. ábra. A vizeletben ürülő szteroidok kromatogramja A vizsgált csoportra jellemző szteroidprofil tömegspektrométeres vizsgálatának grafikus megjelenítése a [8. illetve 9. ábrán] látható. A kromatogramok egy férfi versenyző vizeletmintájának mennyiségi és minőségi szteroidhormon-összetételét mutatják. Beütésszám Ion 434.00 (433.70 to 434.70): 5P.D
1200000 1100000
9.33
1000000 9.22
900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0
Idő Idő Beütésszám
8.60
8.80
9.00
9.20
9.40
9.60
9.80
10.00
10.20
10.40
9.80
10.00
10.20
10.40
Ion 419.00 (418.70 to 419.70): 5P.D 9.22 9.32
1200000 1100000 1000000 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 8.60
8.80
9.00
9.20
9.40
9.60
Idő
8.ábra. A vizeletben ürülő androszteron és etiocholanolon kromatogramja
32
Beütésszám Ion 522.00 (521.70 to 522.70): 5P.D
120000
11.40
100000 80000 60000 11.55 40000 20000
10.00
10.20
10.40
10.60
10.80
11.00
11.20
11.40
11.60
11.80
Idő
Beütésszám
Ion 432.00 (431.70 to 432.70): 5P.D
10.22
11.25
11.75
45000 40000
10.59
35000 30000 11.40
25000 20000 15000
11.54
10000 5000 10.00
10.20
10.40
10.60
10.80
11.00
11.20
11.40
11.60
11.80
Idő
9. ábra A vizeletben ürülő epitesztoszteron, tesztoszteron, dehidroepiandroszteron, 11-béta-OH androszteron és 11-béta-OH etiocholanolon kromatogramja 4.3
A kilégzett levegő kondenzátum mediátor anyagainak vizsgálata Egyes szerzők (Montuschi és Barnes 49, Mutlu et al. 51, Vass et al. 75) szerint, a
ciklooxigenáz enzim mediátoranyagai - a TXB2 és a PGE2 - bizonyítottan kimutathatók a kilégzett levegő kondenzátumából. A szteroidprofil vizsgálatokkal párhuzamban a cselgáncsos mintánál a ciklooxigenáz enzim mediátoranyagainak vizsgálata is zajlott. Célunk az volt, hogy meghatározzuk adott terhelés hatására mennyiben változik a ciklooxigenáz enzim mediátoranyagainak - a prosztaglandin E2 és a tromboxán B2 koncentrációja.
33
A terhelési protokoll megegyezett a 4.2 fejezetben leírtakkal, a vizsgálatot cselgáncsos férfiaknál (13 fő) és lányoknál (16 fő) végeztük. A kilégzett levegőből a kondenzátumot a terhelés előtt és közvetlenül a terhelés után, tíz-tíz percig folyamatosan gyűjtöttük. A kondenzátum (EBC) gyűjtésére egy Jaeger gyártmányú Ecoscreen típusú eszközt [10. ábra] alkalmaztunk.. A versenyzők egy egyirányú áramlást lehetővé tevő szeleppel szabályozott csutorába lélegeztek. Az eszköz gyűjtőtartályába lecsapódott kondenzátum azonnali lefagyasztásra és alacsony –70°C-os hőmérsékleten tárolásra került. Az eljárás során nem alkalmaztunk orrcsipeszt, ami lehetővé tette mind az orron, mind a szájon át történő légzést. Korábbi tanulmányok (75) arra a következtetésre jutottak, hogy a szájvagy az orrlégzés maga, nem befolyásolja a kondenzátum TXB2 szintjét. Hasonlóképpen, tapasztalataink alapján a kondenzátum PGE2 koncentrációját az orron vagy a szájon át történő ki -, belégzés sem befolyásolta. A kondenzátumból az Országos Korányi Tbc és Pulmonológiai Intézet, Kórélettani Osztályán határozták meg a prosztaglandin E2 és a tromboxán B2 koncentrációját. A PGE2 koncentráció meghatározása szintén radio-immunoassay (RIA) módszerrel zajlott. A mérési határértéket 15,5 pg/ml-ben adtuk meg. A TXB2 koncentráció meghatározása specifikus radio-immunoassay (RIA) módszer alkalmazásával történt. A mérési határérték 12,3 pg/ml volt. 4.4
Statisztikai adatfeldolgozás A szérum és a vizelet szteroidhormonok terhelésre bekövetkezett változásait
egymintás t-próba alkalmazásával vizsgáltuk. Az egyes csoportok közötti különbséget kétmintás t-próbával állapítottuk meg. A kilégzett levegő kondenzátumának elemzésekor nyert adatokat mediánnal jellemeztük.
A korrelációs együtthatókat a
Sperman-féle módszerrel állapítottuk meg. A szignifikancia értéket a véletlen hiba öt százalékos szintjén (p<0,05) határoztuk meg. A statisztikai számításokat az SPSS 12,0 számítógépes programcsomag segítségével végeztük el.
34
Teflon cső A belégzés helye
Polipropilén cső
Kondenzátum
Jégtartály
Jég
10. ábra. A kondenzátum gyűjtésére szolgáló eszköz sematikus rajza (51)
35
V.
EREDMÉNYEK, MEGBESZÉLÉS
5.1
A szérum szteroidhormon koncentrációk változása akut fizikai terhelés hatására A cselgáncsos és a karatés válogatott sportolók teljesítmény-élettani mutatóiban
szignifikáns különbséget a maximális pulzusszámban és a terhelési időben találtunk. A karatésok terhelési ideje szignifikánsan alacsonyabb (p<0,001), maximális pulzusszáma pedig magasabb volt (p<0,05) a cselgáncsos csoporthoz képest. A vértejsav koncentrációban és a relatív aerob kapacitásban nem volt különbség a csoportok között. A teljesítmény-élettani mutatókat a [3. táblázat] mutatja. 3. táblázat. A férfi versenyzők teljesítmény adatai
959 115 536 62
186 8 194 8
102 10 110 10
66,2 6,5 63,9 4
Tejsav Tmax nmol/l 12,9 2,4 14,9 2,9
p<0,001
p<0,05
ns
ns
ns
Terhelési idő Pulzus Tmax mp 1/perc Cselgáncs ÁTLAG n=10 SD Karate ÁTLAG n=10 SD
Pulzus R5' VO2rel 1/perc ml/kg/perc
Tejsav R5' nmol/l 11,7 2,1 14,4 4,5 ns
A kapott eredmények alapján a két csoport aerob és anaerob igénybevétele között nem volt statisztikailag különbség. Mindkét csoport sportolói magas oxigén felvételt értek el. A vértejsav eredményekből is látszik, hogy a sportolók anaerob igénybevétele jelentős volt, ami azt mutatja, hogy a versenyzők teljes kifáradásig futottak. A cselgáncsosok alacsonyabb
maximális
pulzusszáma
az
átlagosan
három
évvel
hosszabb
edzéséletkorból adódhat, náluk a keringés adaptációja magasabb szintet ért el. Az egyes erőkifejtési zónákban (aerob-anaerob) végzett fizikai aktivitás mind az anyagcsere, mind a szteroidhormon-profil meghatározott mutatóiban specifikus változást idéz elő. Az aerob illetve anaerob kifejezések eredetileg arra utalnak, hogy az adott tevékenység oxigénigényét milyen mértékben képes a szervezet biztosítani. Míg a hosszantartó ciklikus mozgások (futás, úszás) döntően aerob feltételek mellett, addig egy dobás-, ugrás-, sprintsorozat végrehajtása elsősorban anaerob tartományban zajlik. A küzdősportok eredményes űzéséhez mind az aerob, mind az anaerob zónába tartozó
36
kondicionális képességek komplex megjelenésére van szükség.
A nemzetközi
élmezőny kiszélesedésével egyre nő az egy-egy versenyen vívott küzdelmek száma. Cipriano (11) adatai bizonyítják, hogy az akár hat-nyolc mérkőzés eredményezte sorozatterhelés mind az alaktacid, mind a laktacid anyagcsere komoly igénybevételével jár. Így az alapképességek, erő – gyorsaság – állóképesség hármasa mellett a judokának, karatékának erő-állóképességre, gyorserőre is szüksége van. Kraemer et al. (37) arra a következtetésre jutottak, hogy az erőedzés kifejtette inger hatással van a keringő szteroidok; a tesztoszteron, GH és a kortizol koncentrációjára. Ez az inger az izomsejtek hormonreceptorai közti kapcsolattartást azok számszerű gyarapodását, az izomfehérjék beépülését segíti elő. Saját vizsgálataink eredményeit a következőkben ismertetem. A cselgáncsos és karatés csoport nyugalmi és terhelés utáni szérum kortizol, tesztoszteron koncentrációit és a tesztoszteron/kortizol hányadosát a [11-13. ábra] mutatja. A [11. ábra] a terhelés előtt és után mért szérumkortizol koncentrációt szemlélteti. A terhelés hatására a kortizol szint a cselgáncsosoknál 14,1 ± 3,1 ug/dl-ről, 21,7 ± 6,2 μg/dl-re szignifikánsan (p<0,001) emelkedett. A változás mértéke ötvennégy százalékos növekedésnek felelt meg. A karatés csoportnál a szérumkortizol koncentráció nyugalmi értéke 14,2 ± 3,2 μg/dl, a terhelést követően 15,0 ± 2,4 μg/dl volt. Gyakorlatilag a karatés csoportnál a szérum kortizolszint nem változott. A két csoport nyugalmi szérum kortizol koncentrációja között nem volt szignifikáns különbség. KARATE
50
50
45
45
40
kortizol (ug/dl)
kortizol (ug/dl)
CSELGÁNCS
p<0,001
35 30 25 20 15
40 35 30
ns
25 20 15 10
10
5
5
0
0 TE
TE
TU
37
TU
11. ábra. A szérum kortizol változása cselgáncsos és karatés sportolóknál A [12. ábra] a terhelés előtt és után mért szérum tesztoszteron koncentrációkat mutatja. A terhelés hatására mindkét csoportnál a tesztoszteron koncentrációja szignifikánsan emelkedett. A cselgáncsos csoportnál 623 ± 166 ng/dl-ről 842 ± 284 ng/dl-re (p<0,01), míg a karatés csoportnál 589 ± 81 ng/dl-ről 837 ± 87 ng/dl-re növekedett (p<0,001). A növekedés mértéke harminchat illetve negyvennégy százalékos volt. A két csoport között a nyugalmi szérum tesztoszteron koncentrációjában és a változás mértékében nem volt szignifikáns különbség.
KARATE
CSELGÁNCS 1400
1200
p<0,01
Tesztoszteron (ng/dl)
Tesztoszteron (ng/dl)
1400
1000 800 600 400 200
1200
p<0,001
1000 800 600 400 200 0
0 TE
TE
TU
TU
12. ábra. A szérum tesztoszteron változása cselgáncsos és karatés sportolóknál Két eltérő fiziológiai sajátossággal bíró hormon a tesztoszteron és a kortizol aránya (T/C) a szervezetben zajló edzéshatásra létrejövő anabolikus és katabolikus folyamatok irányát mutatja (2, 60). Éppen ezért saját tanulmányomban is megvizsgáltam a T/C hányados változását, a [13. ábra] szemlélteti. A cselgáncsosoknál a T/C hányados értéke 48,6 ± 19,8, a terhelést követően 44,3 ± 22,6 volt, nem változott. A karatés csoportnál a T/C hányados 44,0 ± 13,1-ról, 56,6 ± 7,7-re nőtt, ami szignifikáns (p<0,05) eltérés. A [14. ábra] a cselgáncsosok és karatésok terhelés előtt és után mért szérum dehidroepiandroszteron koncentrációit mutatja. A terhelés hatására a DHEA szintje 266 ± 107
38
ug/dl-ről a terhelést követően 344 ± 98 ug/dl-re emelkedett. A változás statisztikailag szignifikáns (p<0,01). A változás mértéke harminhét százalékos növekedésnek felelt meg. A karatés csoportnál a szérum DHEA koncentráció nyugalmi értéke 195 ± 90 ug/dl-ről, a terhelést követően 246 ± 114 ug/dl-re nőtt. A különbség statisztikailag szignifikáns (p<0,01). A változás huszonhét százalékos emelkedést jelentett.
KARATE
CSELGÁNCS 80
70
tesztoszteron/kortizol
tesztoszteron/kortizol
80 ns
60 50 40 30 20 10 0
70
p<0,05
60 50 40 30 20 10 0
TE
TU
TE
TU
13. ábra. A szérum tesztoszteron/kortizol arány cselgáncsos és karatés sportolóknál
CSELGÁNCS
KARATE
500
500
450
DHEA (ug/dl)
400
DHEA (ug/dl)
450
p<0,01
350 300 250 200 150
350 300 250 200 150
100
100
50
50
0
p<0,01
400
0 TE
TU
TE
TU
14. ábra. A szérum dehidro-epiandroszteron változása cselgáncsos és karatés sportolóknál
39
A [15. ábra] a cselgáncsosok és karatésok terhelés előtt és után mért szérum androsztendion koncentrációit mutatja. A cselgáncsosoknál terhelés hatására az androsztendion szintje 104 ± 28 ng/dl-ről a terhelést követően 147 ± 50 ng/dl-re emelkedett. A változás statisztikailag szignifikáns (p<0,01). A változás mértéke negyvenkilenc százalékos növekedésnek felel meg. A karatés csoportnál a szérum androsztendion koncentráció nyugalmi értéke 105 ± 39 ng/dl-ről a terhelést követően 121 ± 47 ng/dl-re nőtt. A változás statisztikailag szignifikáns (p<0,05). A változás tíz százalékos emelkedést jelentett.
KARATE
300
Androsztendion (ng/dl)
Androsztendion (ng/dl)
CSELGÁNCS
250 p<0,01
200 150 100 50
300 250 p<0,05
200 150 100 50 0
0 TE
TE
TU
TU
15. ábra. A szérum androsztendion változása cselgáncsos és karatés sportolóknál Eredményeinket összefoglalva, a következő megállapításokat tesszük: 1. Akut teljes kifáradásig tartó futószalagos terhelés során férfi cselgáncsosok és karatésok szérum tesztoszteron, androsztendion és DHEA koncentrációja szignifikánsan emelkedett. A növekedés mind a ”klasszikus vita maxima” típusú, mind a „többlépcsős vita maxima terhelés” során is megfigyelhető volt, így a szérum tesztoszteron, androsztendion és DHEA koncentrációkban tapasztalt változást feltételezésünk szerint, a maximális intenzitás okozta. Irodalmi adatok alapján a szérum tesztoszteron és androsztendion terheléses változásának mérési eredményei igen különböző képet mutattak. A vizsgálatok többsége a tesztoszteronszint csökkenését bizonyította. Galbo et al. (21) negyven perc folyamatos munkavégzés után a szérum tesztoszteron csökkenését tapasztalták. Hasonlóan (Dobrzanski et al. 16) a terhelést követő negyvenötödik perctől, a tesztoszteron
40
koncentráció szignifikáns csökkenését mérték. Szubmaximális terhelés hatására harminc perccel a terhelés után a tesztoszteron koncentrációja a nyugalmi szint alá esik és három óra elteltével a plazmakoncentráció negyvenegy százalékkal alacsonyabb a nyugalmi koncentrációhoz viszonyítva (24) A krónikus, hosszantartó terhelés, pl. 64 km/hét, tizenhét százalékkal csökkenti a tesztoszteron koncentrációját. Valószínű, hogy a hormon szekréciójának csökkenését a bioszintézisben történő enzimatikus gátlás okozza. (24). Kindermann et al. arra a következtetésre jutottak, hogy az intenzív munkavégzés a rövidtávú sprintek (20, 40, 60 m), csak elhanyagolható mértékben befolyásolják a tesztoszteron elválasztást és nem változtatnak értékelhetően a szérum tesztoszteron koncentrációján (35). Ugyanakkor (Vogel et al. 77) egészséges felnőtteknél már szubmaximális terhelést követően is szignifikánsan magasabb szabad és össztesztoszteron értékeket mértek. Számos adat található a VO2 max és a tesztoszteron kapcsolatára vonatkozóan is. Megállapították, hogy a VO2 max és a tesztoszteron koncentrációjának változása pozitív korrelációt mutat (77). Az irodalmi adatok szerint a terhelés intenzitásától és idejétől függően változik a hormon szintézise és csökken a hepatikus clearence. Éppen ezért elképzelhető, az is, hogy az akut terhelés során a tesztoszteron koncentráció emelkedését a hormon hepatikus clearence csökkenése okozza. Feltételezhető az is, hogy tesztoszteron a hormon-előanyagok átalakulásából is keletkezhet, ugyanis magasabb a DHEA plazma koncentrációja. Ez jelentheti a másik metabolikus utat a here Leydig sejteinek funkciója mellett (12). Vizsgálatunkban akut terhelés hatására a szérum DHEA koncentrációja mindkét csoportban jelentősen megemelkedett a nyugalmi értékhez viszonyítva. Irodalmi adatok szerint, akut fizikai terhelés során fokozódik az izomzathoz kötődő DHEA kiáramlás is és a mellékvesekéreg fokozott szekréciós funkciójával együtt felelősek a szérumban megfigyelt koncentráció növekedésért. Az androsztendion mellékvese eredetű szteroidhormon, amely enzimatikus úton a DHEA-ból keletkezik. A DHEA mellett anabolikus tulajdonságokkal rendelkezik. Fizikai
terhelésre
bekövetkező
változásáról
küzdősportokban,
a
nemzetközi
szakirodalom rendkívül keveset közölt. Kuoppasalmi et al. (38) a rövid ideig tartó és a
41
hosszú távú futás tesztoszteron és androsztendion hormonokra gyakorolt hatását hasonlították össze. A rövidebb időtartamú terhelés hatására a tesztoszteron szint nem változott szignifikánsan, míg az androsztendion tekintetében tizenkilenc százalékos növekedést észleltek. Hosszabb időtartamú erőkifejtés a tesztoszteron koncentrációjának csökkenését váltotta ki, ez az elmozdulás azonban csak a terhelést követő harmincadik perctől számított három órán át volt jellemző. Az androsztendion esetében, intenzív erőkifejtéskor ötvenhárom százalékos növekedést mutattak ki. Az elvégzett vizsgálatok bizonyították, hogy mindkét sportolói csoportnál az alkalmazott terhelés hatására szignifikáns emelkedés történt a szérum DHEA és androsztendion koncentrációkban. Mindez arra utal, hogy a DHEA mennyiségének növekedése mellett az androsztendion koncentrációja hasonló érzékenységgel jelzi a mellékvesekéreg fokozott működését a hormon szekréciójára vonatkozóan. 2. Férfi cselgáncsosok többlépcsős akut terhelése során a szérum kortizol koncentrációja szignifikánsan nőtt a nyugalmi értékhez viszonyítva. Karatésoknál a „vita maxima” típusú futószalagos terhelés nem eredményezett változást a szérum kortizol koncentrációban. Feltételezésünk szerint a szérum kortizol szint változása nagymértékben függ a terhelés módjától, elsősorban a terhelési időtől. Hosszabb terhelési idő azonos intenzitás mellett nagyobb hormonális választ eredményez. A cselgáncsosok és a karatésok akut terhelésre bekövetkező szérum kortizol koncentráció változásában talált különbséget az eltérő terhelési idővel magyarázzuk. A cselgáncsos csoport terhelési ideje átlag tizenhat perc, míg a karatésoké kilenc perc volt. Bloom (6) edzett kerékpárosoknál magasabb kortizol értékeket mért, nagy intenzitású munkavégzéskor, mint edzetlen társaiknál. Luger et al. (43) egy inaktiv valamint két különböző edzettségű futókból álló csoportot vizsgáltak. A munkacsoport az ACTHkortizol
valamint
corticotropin-releasing
hormon
(CRH)
koncentrációjának
a
futószalagos terhelés hatására történő koncentrációváltozását mérték. Terhelés hatására a szérum ACTH és kortizol alapkoncentrációja a jól edzetteknél magasabb volt, mint a kevésbé edzett valamint az edzetlen populáció esetében. Kindermann et al. (35) és Naveri (53) csak hosszan tartó, intenzív terheléskor figyeltek meg kortizolszint emelkedést, míg rövid távú futás esetében a szérum kortizol koncentráció átlagosan huszonhét, nagy erőkifejtéssel járó hosszú távú futáskor negyvenhárom százalékos emelkedését mutatták ki (38). Extrém futási teljesítmények, például a maratoni táv
42
teljesítése után (Dessypris et al. 15) összefüggést kerestek a fittségi állapot, a mért maximális aerob kapacitás, valamint az akut terhelés utáni kortizolszint között. A vizsgálat során bizonyítást nyert, hogy e mutatók között pozitív korreláció áll fenn. Vanhelder et al. (74) anaerob erőkifejtéskor a szérum kortizol szintjének szignifikáns emelkedését mérték, ezzel szemben folyamatos, aerob munkavégzéskor hasonló változást nem tapasztaltak. 3. Férfi cselgáncsosok többlépcsős akut terhelése során a szérum tesztoszteron/kortizol (T/C) arány nem változott a nyugalmi értékhez viszonyítva. Karatésoknál a „vita maxima” típusú futószalagos terhelése során a szérum T/C hányados szignifikánsan nőtt. A cselgáncsosoknál a terhelés hatására bekövetkező azonos mértékű tesztoszteron és kortizol koncentráció emelkedés az anabolikus és katabolikus folyamatok egyensúlyát mutatja, míg a karatésoknál az anabolikus folyamatok kerültek túlsúlyba, mivel a szérum tesztoszteron koncentráció nőtt, a kortizol koncentráció nem változott. A két eltérő fiziológiai sajátossággal bíró hormon a tesztoszteron és a kortizol aránya (T/C) - habár inkább indirekt módon - jól jellemezheti az elvégzett edzésmunka minőségét, a sportoló aktuális edzettségi állapotát (2, 66). Ez az arány az edzéshatásra létrejövő anabolikus és katabolikus folyamatokat jelzi (2, 63). Saját vizsgálatunkban a T/C hányados változásában a két csoport közötti különbség az eltérő terhelési protokollból adódhat, másrészt a cselgáncs válogatott keret tagjainak jobb felkészültségét, edzettségét, kondicionális állapotát és hormonális adaptációját is mutathatja. A tesztoszteron/kortizol arány csökkenése a katabolikus folyamatok túlsúlyára, akár túledzéses állapotra is utalhat (53). Egy éves folyamatos edzésprogram hatására (Fry és Kraemer 20) a tesztoszteron-kortizol hányadosának értékében változást nem észleltek. Fry és Kraemer (20) a tesztoszteron-kortizol (T/C) arányának növekedésével szignifikánsan korreláló, az intenzív erőedzés hatására fokozódó izomerő-gyarapodást tapasztaltak. A T/C hányadossal bizonyos mértékben jellemezhető az erő, mint kondicionális képesség előrehaladása. Több kutató (20, 53) is rámutatott, hogy az erőedzés terjedelmének és intenzitásának növekedésével együtt, legtöbbször a nyugalmi T/C arány is csökken. Élvonalbeli súlyemelőknél a hányados tekintetében változást nem igazoltak. Ha a hányados értéke harminc százalékkal csökken azaz erősödik a kortizol hatása, túledzettségről beszélünk.
43
5.2
A vizelet szteroidhormon koncentrációk változása akut terhelés során A 13 férfi és 16 női cselgáncsos teljesítmény-élettani mutatóit a [4. táblázat]
mutatja. A terhelési időben a relatív aerob kapacitásban talált szignifikáns különbséget a férfi és női sportolók közötti nemi különbség magyarázza. A férfiaknál megfigyelt terhelés utáni magas vértejsav koncentráció részben a nagyobb izomtömeggel, részben a jelentősebb anaerob erőkifejtéssel jellemezhető. A nőknél a restitúció ötödik percében talált magasabb pulzusszám a keringés alacsonyabb adaptációját jelzi, ami a nők fiatalabb életkorából is adódhat.
4. táblázat. A férfi és női versenyzők teljesítmény adatai
Sportoló FÉRFI n=13 NŐ n=16
ÁTLAG SD ÁTLAG SD
Terhelési idő mp
Pulzus Tm 1/perc
Pulzus R5' VO2rel Tejsav Tm Tejsav R5' 1/perc ml/kg/perc mmol/l mmol/l
720 63 540 61
195 11 198 8
105 10 116 15
59 7 50 5
14,4 2,5 9,1 1,7
15,4 2,8 8,7 2,3
p<0,001
ns
p<0,05
p<0,05
p<0,001
p<0,001
A férfi és női versenyzők terhelés előtti és utáni vizeletszteroid értékekeit a mutatja. A [16. ábra] a terhelés előtt és után mért vizeletben ürülő androszteron és etiocholanolon koncentrációkat mutatja. A terhelés hatására mind a férfiaknál, mind a nőknél a vizelet etiocholanolon koncentrációja szignifikánsan csökkent. A vizelet androszteron koncentrációja férfiaknál 3059 ± 1716 ng/dl a terhelést követően 2853 ± 1602 ng/dl, míg a nőknél 4587 ± 3730 ng/dl és 4116 ± 3777 ng/dl volt. A változás sem a férfiaknál, sem a nőknél nem volt szignifikáns. A vizelet etiocholanolon mennyisége férfiaknál 3676 ± 2204 ng/dl-ről, a terhelést követően 2517 ± 1239 ng/dl-re (p<0,05), míg a nőknél 5090 ± 3859 ng/dl-ről 4183 ± 3559 ng/dl-re csökkent (p<0,05).
44
etiocholanolon (ng/dl)
androszteron (ng/dl)
10000
10000
ns
8000 6000
p<0,05
8000 p<0,05
ns
TE TU
4000
6000
TE
4000
TU
2000
2000
0
0 ffi
ffi
nő
nő
16. ábra. A vizeletben ürülő androszteron és etiocholanolon változása A [17. ábra] a terhelés előtt és után mért vizeletben ürülő 11-béta-OH androszteron és 11-béta-OH etiocholanolon koncentrációkat mutatja. A terhelés hatására a 11-béta-OH androszteron mennyisége nem változott szignifikánsan sem a férfiaknál, sem a nőknél. A hormonfrakció mennyisége férfiaknál 525 ± 334 ng/dl, a terhelést követően 512 ± 341 ng/dl, míg a nőknél 1015 ± 748 ng/dl ill. 860 ± 837 ng/dl volt. A vizelet 11-bétaOH etiocholanolon koncentrációja a férfiaknál nem változott, a koncentráció 356 ± 154 ng/dl, a terhelést követően 287 ± 155 ng/dl volt. A nők esetében viszont a változás szignifikáns volt (p<0,05) 775 ± 864 ng/dl-ről, 589 ± 665 ng/dl-re csökkent a vizelet 11béta-OH etiocholanolon koncenrációja terhelés után. 11-béta-OH etiocholanolon (ng/dl)
11-béta-OH androszteron (ng/dl) 2000
ns 1500 1000
TE
ns
TU
500 0 ffi
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
nő
p<0,05
TE TU
ns
ffi
nő
17. ábra. A vizeletben ürülő 11-béta-OH androszteron és 11-béta-OH etiocholanolon változása
45
A [18. ábra] a terhelés előtt és után mért vizeletben ürülő tesztoszteron és epitesztoszteron koncentrációkat mutatja. A terhelés hatására férfiaknál a vizelet tesztoszteron és epitesztoszteron koncentrációja értékelhetően nem változott. A tesztoszteron mennyisége 71,65 ± 63,02 ng/dl majd terhelés után 60,54 ± 43,77 ng/dl, az epitesztoszteron koncentrációja 61,26 ± 43,42 ng/dl ill. 46,47 ± 24,08 ng/dl volt. A nőknél a vizelet tesztoszteron koncentráció 32,24 ± 19,55 ng/dl-ről, a terhelést követően 26,62 ± 16,00 ng/dl-re, az epitesztoszteron koncentráció 40,13 ± 26,95 ng/dl-ről 32,10 ± 24,61 ng/dl-re csökkent ami statisztikailag szignifikáns (p<0,05).
te s z to s z te ro n
epitesztoszteron (ng/dl) 160
ns
160
140
140
120
120
p<0,05
100
TE TU
80
ns
100
p<0,05
80
TE TU
60
60
40
40
20
20
0
0 ffi
ffi
nő
nő
18. ábra. A vizeletben ürülő tesztoszteron és epitesztoszteron változása A
[19.
ábra]
a
vizeletben
ürülő
dehidro-epiandroszteron
és
az
androszteron/etiocholanolon hányadosának terhelés előtti és terhelés utáni értékét mutatja. A DHEA koncentrációja terhelést követően sem a férfiaknál, sem a nőknél nem változott szignifikánsan. A férfiaknál a hormon koncentrációja 210 ± 103 ng/dl, a terhelést követően 227 ± 140 ng/dl, a nőknél ez az érték 306 ± 380 ng/dl ill. 368 ± 595 ng/dl volt. A vizelet androszteron/etiocholanolon hányadosa mindkét nem esetében értékelhetően nőtt (p<0,05). Férfiaknál a hányados értéke 0,93 ± 0,48–ról, a terhelést követően 1,20 ± 0,53–ra változott. Nőknél hányados értéke 0,98 ± 0,46-ról, 1,12 ± 0,53ra nőtt.
46
A terhelés előtt és a terhelés után a vizelet kreatinin koncentrációban szignifikáns különbséget nem találtunk. Férfiaknál a kreatinin koncentráció, terhelés előtt 18,2 ± 5,8 terhelés után 17,7 ± 6,0 ; nőknél 22,8 ± 12,0 ill. 19,7 ± 9,0 mmol/l volt.
DHEA (ug/dl) 800 700 600 500 400 300 200 100 0
ns
.
androszteron/etiocholanolon 2,0
ns
p<0,05
p<0,05
1,5 TE TU
TE
1,0
TU
0,5 0,0 ffi
nő
ffi
nő
19. ábra. A vizeletben ürülő DHEA és az androszteron/etiocholanolon hányados változása
Nyugalomban, valamint a terhelés után a vizeletben ürülő metabolitok között kerestünk összefüggést. Elsősorban az etiocholanolon hormonkomponens terhelésre bekövetkező változása volt a legmeggyőzőbb terhelés hatására. Az etiocholanolon és az epitesztoszteron terhelés előtti és utáni hányadosa között pozitív korrelációt találtunk (r= 0,67; p<0,001). Az eredményeket a [20. ábrán] mutatjuk be.
47
Vizelet etiocholanolon és epitesztoszteron összefüggése akut terhelés során
etiocholanolon TU/TE
2
n=29
1,6
y = 0,713x + 0,178 r=0,67 p<0,001
1,2 0,8 0,4 0 0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
epitesztoszteron TU/TE
20. ábra. A vizelet etiocholanolon és epitesztoszteron összefüggése akut terhelés során férfi és női cselgáncsosoknál
Eredményeinket összefoglalva megállapíthatjuk: 4.
Akut fizikai terhelés után mind a férfi, mind a női cselgáncsosoknál a vizelet
etiocholanolon koncentrációja értékelhetően csökkent. 5.
Férfiaknál
és
nőknél
a
vizelet
szteroid
profil
jellemzésére
az
androszteron/etiocholanolon hányados kellően érzékeny jelző. 6.
Akut fizikai terhelésre férfi, és női cselgáncsosoknál a vizelet androszteron és
DHEA koncentrációja nem változott. 7.
Nőknél akut fizikai terhelés hatására a vizelet tesztoszteron, epitesztoszteron, és
11-béta-OH etiocholanolon mennyisége értékelhetően csökkent. 8.
A terhelést követően a vizelet etiocholanolon mennyiségének változása pozitív
korrelációt mutat a vizelet epitesztoszteron koncentrációjának változásával. Az androszteron/etiocholanolon hányadosára vonatkozó eredményeink is megerősítik Basiewicz (5) vizsgálatait, mellyel a vizelet szteroid profil jól jellemezhető. A mellékvese és a here eredetű androgének inaktív bomlásterméke az androszteron és az etiocholanolon. Az említett két inaktív komponens legnagyobb mennyiségben ürül a vizeletben. Az androgén hormonok metabolizmusát a [21. ábra] szemlélteti.
48
21. ábra. Androgén hormonok metabolizmusa (62). Mindkét nem esetében a vizelet etiocholanolon mennyiségének terhelés utáni változása a májbeli lebomlás csökkenésével magyarázható, következésképpen a vizeletben ürülő inaktív termékek koncentrációja alacsonyabb is. A vizeletben sem a DHEA, sem az androszteron koncentrációja nem változott ezért feltételezhető, hogy az androsztendion lebomlása csökken egyrészt a mindkét nemnél megfigyelhető etiocholanolon, másrészt a tesztoszteron, epitesztoszteron képződés irányába. Ez az átalakulás nőknél kifejezettebb és értékelhető, míg a férfiaknál inkább csak tendenciának tekinthető. A tesztoszteron, DHEA, andosztendion hormonokból származó inaktív metabolitokat az androszteront és az etiocholanolont a vese választja ki. Saját vizsgálatainkban mindkét metabolit vizelet koncentrációja csökken, statisztikailag csak az etiocholanolon változása volt értékelhető. A vizeletben ürülő hormon frakciók közül egyedül a DHEA és a 11-béta-OH androszteron koncentrációja emelkedett. Ez a növekedés statisztikailag nem volt szignifikáns. Az irodalmi adatok a DHEA vizeletben ürülő koncentrációját a szérumszintekhez viszonyítva minimálisnak tartják (69). Az akut terhelés hatására létrejövő keringési változások a máj metabolizmust és vizelet kiválasztást is befolyásolják. A DHEA magasabb szérumkoncentrációját a terhelés hatására az izomzatban ürülő tartalék és a mellékvesekéreg szekréciós tevékenysége biztosítja.
49
Ugyanakkor a lassult hepatikus clearence és a vese keringés változása csökkentett kiválasztást igazol, mind az inaktív bomlástermékek, mind a változatlanul ürülő androgén hormonok vonatkozásában. A mellékvese eredetű DHEA fizikai terheléssel összefüggő változása a kortizolhoz és a tesztoszteronhoz viszonyítva kevésbé ismert. A terhelés hatására mindkét csoportban értékelhető változás történt, ami arra utal, hogy a fizikai terhelést követő hormonális adaptációban a DHEA-nak, mint anabolikus hatású szteroidnak jelentős szerepe van. Mivel az általunk feldolgozott irodalomban hasonló adattal nem találkoztunk, ezért ezt az eredményt az értekezés első új megállapításaként tartjuk nyilván. Amennyiben a sportoló adaptációja elégtelen a vita maxima terhelést akut stresszhatásként kell értékelnünk, ami az irodalommal megegyezve (15, 69) a mellékvese eredetű szekréció csökkenését okozhatja. 5.3
A
kilégzett
levegő
kondenzátumában
mért
mediátor-anyagok
koncentrációjának változása Vizsgálatunk elsődleges célja a légutak PGE2 és TXB2 szintjének meghatározása volt egészséges sportolóknál. Munkánk során összefüggést kerestünk a terhelés intenzitása, a teljesítmény-élettani mutatók és a kilégzett levegő kondenzátumának mediátor-anyagai között. A futószalagos vizsgálat 4.2 illetve 5.2 pontokban leírtak alapján zajlott. A PGE2 és TXB2 értékek mind a férfiaknál, mind a nőknél egyéni különbséget mutattak. A PGE2 és a TXB2 nyugalmi értékei között nem találtunk szignifikáns különbséget a férfi és a női versenyzők között. Terhelés hatására, férfiaknál a két mediátoranyag koncentrációja szignifikánsan, 180-ról 240-re pg/ml, (p<0,05) valamint 24-ről 37-re pg/ml emelkedett, (p<0,01). A nők terhelés utáni PGE2 koncentrációja 270 pg/ml volt, ami a nyugalmi értékhez képest magasabb, de statisztikailag nem szignifikáns. Női sportolóknál a TXB2 nyugalmi koncentrációja 39 pg/ml volt és terhelés utáni 36 pg/ml-re csökkent. A mérési eredmények szerint a fizikai terhelés befolyásolja a légutak PGE2 és TXB2 szintjét. A
ciklooxigenáz
rendszer
mediátor-anyagai
nyugalomban
koncentrációinak összefüggéseit a [4. táblázat] mutatja.
50
és
terhelés
utáni
4. táblázat. A PGE2 és TXB2 változása terhelés hatására
PGE2
TXB2
(pg/ml)
(pg/ml)
FÉRFI
TE
180 (100-350)
24 (0-80)
n=13
TU
240* (115-720)
37* (0-110)
NŐ
TE
220 (115-1100)
39 (0-130)
n=16
TU
271 (90-490)
36 (0-120)
* p<0,05
* p<0,05
Magyarázat: a zárójelben lévő számok az egyes szélsőértékeket jelölik
A szervezet a bronchusok tágulatával reagál az aktív izommüködéshez szükséges fokozott oxigénigény kielégítésére. A hörgők tágulata intenzívebb gázcserét, jobb oxigénellátást eredményez. A kilégzett levegő biomarkereinek - így nagyobb mennyiségű nitrogén-oxid - jelenléte, melyet sífutóknál mértek, légúti gyulladásra utal (47). Míg a sífutás döntően aerob jellegű sportág, a judót erőteljes anaerob komponens is jellemzi. A TXB2 és a PGE2 általunk mért nyugalmi koncentrációja korrelál más egészséges egyéneken végzett vizsgálatok eredményeivel (75). Értékelhető különbséget tapasztaltunk a TXB2 mennyiségének RIA illetve enzyme-immunoassay (EIA) technikával való meghatározása közt, ami a két eljárás specifikumából adódik (49). Saját vizsgálati eredményeink és az általunk feldolgozott irodalmi adatok alapján arra következtethetünk, hogy a több éves intenzív edzésmunka során a sportoló képes adaptálódni a ciklooxigenáz rendszer mediátor-anyagai kiváltotta gyulladásos folyamatokhoz. A nagy intenzitású edzés az anaerob anyagcsere-folyamatok fokozottabb igénybevételét eredményezi.
Maximális
“oxigénadósság”
a
illetve
szubmaximális
mediátor-anyagok
terhelési
aktivációjának,
a
zónákban légutak
kialakuló gyulladásos
folyamatainak egyik kiváltó ingere. Terheléses vizsgálataink során a mediátor-anyagok szintje csak a férfiaknál emelkedett, mely eredményeket korábbi, a nemi különbségekre irányuló irodalmi adatok is igazolták
51
(51). A férfiak és nők eltérő eredményei a terhelés során nyújtott teljesítmények (intenzitás, időtartam) különbözőségeivel is magyarázható. A futószalagos terheléssel együttjáró percventilláció emelkedés, egyben a kilégzett levegő kondenzátuma mennyiségének növekedését is eredményezte. A mediátor-anyagok terhelés utáni értékekeinek változása a terhelés intenzitásával fordítottan arányos. A TXB2 terhelésre bekövetkező változása összefügg a terhelés intenzitásával. A fizikai terhelés egészséges egyéneknél befolyásolja a légutak PGE2 és TXB2 szintjét. Ezen eredményeinket a dolgozat második új megállapításának tekintjük. Megállapíthatjuk, hogy a mediátor-anyagok koncentrációjának változása fontos szerepet tölt be a légutak terheléses adaptációjában. Ez egyben dolgozatunk harmadik új megállapítása.
52
VI.
ÖSSZEFOGLALÁS ÉS KÖVETKEZTETÉSEK Vizsgálatunk célja, az akut terhelés hatásának vizsgálata a szérum és a vizelet
anabolikus
és
katabolikus
hormonjaira
valamint
a
ciklooxigenáz
rendszer
mediátoranyagaira küzdősportokban. Az irodalom ismeretében, hasonló típusú vizsgálatok száma limitált, magyarországi viszonylatban pedig hiányzik. A szérumban lévő anabolikus hormonok: a tesztoszteron, a DHEA és az androsztendion mennyisége értékelhetően változott, a növekedés statisztikailag szignifikáns. A tesztoszteron és a fizikai terhelés (edzés) összefüggéseiről az irodalomban ellentmondó adatok találhatók. Egyes szerzők (25, 69) szerint az akut terhelés növeli a tesztoszteron koncentrációját. A terhelés intenzitásától és idejétől függően változik a hormon szintézise és csökken a hepatikus clearence (64). Saját vizsgálatunkban a plazma tesztoszteron szint mindkét sportolói csoportnál szignifikánsan emelkedett. Eredményeinket összevetve az irodalmi adatokkal megállapíthatjuk, hogy az akut terhelés a hormon hepatikus clearence-nek változásával magyarázható. Feltételezhető az is, hogy a tesztoszteron szintézise a hormonelőanyagok átalakulásából is létrejöhet, ugyanis magasabb a DHEA plazma koncentrációja. A metabolikus út egyik lehetőségét jelentheti, a here Leydig sejteinek funkciója mellett (12). Szubmaximális terhelés hatására harminc perccel a terhelés után a tesztoszteron koncentrációja a nyugalmi szint alá esik és három óra elteltével a plazmakoncentráció negyvenegy százalékkal alacsonyabb a nyugalmihoz hasonlítva (77). Rövidtávú sprintek, pl. 20, 40, 60 m lényegében nem befolyásolják értékelhetően a plazmatesztoszteron koncentrációját (35). Számos adat található a VO2 max és a tesztoszteron kapcsolatára vonatkozóan. A szerzők megállapították, hogy a VO2 max különböző értékeinek és a tesztoszteron koncentrációjának változása pozitív korrelációt mutat (2, 24). A krónikus hosszantartó terhelés, pl. 64 km/hét, tizenhét százalékkal csökkenti a tesztoszteron koncentrációját. Valószínű, hogy a hormon szekréciójának csökkenését a bioszintézisben történő enzimatikus gátlás okozza (24). A cselgáncsosoknál és a karatésoknál az akut terhelés hatására bekövetkező tesztoszteron koncentráció emelkedés az anabolikus és katabolikus folyamatok egyensúlyát igazolja, ami a cselgáncs válogatott keret tagjainak felkészültségét, edzettségét, kondicionális állapotát, a hormonális adaptációt figyelembe véve pozitív jelenségként értékelhető. Mindez bizonyítva a felkészítő edzésprogram
53
sikerességét és a versenyre való felkészülés hormonális adaptációját. A karatésoknál elsősorban a tesztoszteron szérumszintje volt értékelhetően magasabb, bár a kortizol is emelkedett, de ez statisztikailag nem szignifikáns. A szérum kortizol koncentrációja terhelés hatására szignifikánsan emelkedett, míg karatésoknál értékelhetően nem változott. A tesztoszteron és kortizol aránya az edzés hatására létrejövő anabolikus és katabolikus folyamatokat jelzi. Cselgáncsosoknál a T/C hányados terhelés hatására értéke nem változott, a karatés csoportnál a hányados értéke értékelhetően nőtt. A DHEA az emberi szervezetben, a mellékvese-kéregben koleszterinből keletkezik. A mellékvesekéreg mellett leírtak a bőrben, a herében és az agyban is DHEA szekréciót. A DHEA mellett egyéb androgének is képződnek, ilyenek az androsztendion és a tesztoszteron. A mellékvese-kéregben képződő DHEA gyorsan metabolizálódik és szulfatált formában (DHEA-S) kerül a vérkeringésbe. Lényegében a DHA-S a hormon aktív formája. DHEA maximális szekréciója húsz-huszonnégy éves korra esik. Harminc éves kortól minden tizedik évben a szekréciója húsz százalékkal csökken. Időskorban nyolcvan év után az elválasztása kilencvenöt százalékkal marad el. Több szerző az időskori fáradságot a DHEA hiányával magyarázza (12). Számos biokémiai tanulmány igazolja, hogy a DHEA előanyaga az andosztendionnak, az androsztendiolnak, ösztradiolnak, tesztoszteronnak, etiocholanolonnak. Ezzel magyarázható, hogy a férfiakban a kis mennyiségű ösztrogén és a nőkben a tesztoszteron is megtalálható a keringésben. Saját vizsgálatunkban a sportolók korosztály szerinti megoszlása igazolta, hogy a DHEA elválasztás a kor szerinti maximális időszakra esett. A terhelés hatására bekövetkező emelkedés a szérumban és a vizeletben egyértelműen bizonyítja, hogy a vita maxima terhelés hatására a DHEA szérumszintje jelentősen emelkedett a nyugalmi értékhez viszonyítva. Az irodalom szerint a DHEA adása jelentős terheléssel kombinálva csökkenti a kortizol katabolikus hatását és erősíti az anabolikus hatást, ami részben a DHEA közvetlen hatása vagy a metabolitokon keresztül érvényesülő anabolikus hatás (13). Véleményünk szerint a vita maxima terhelés az izomzathoz kötődő DHEA kiáramlását fokozza és kevésbé a mellékvesekéreg szekréciós funkcióját. Feltételezhető, hogy a terhelés hatására a magas szérumkoncentráció ellenére csökken a májbeli metabolizáció és vizeletben ürülő inaktív termékek mennyisége is. Ez utóbbi elsősorban az androszteron és az etiocholanolon vizeletben megjelenő koncentrációjára vonatkozik. Amennyiben a sportoló adaptációja elégtelen a vita maxima terhelést akut
54
stresszhatásként kell értékelnünk, ami az irodalommal megegyezve, a mellékvese eredetű szekréció csökkenését okozhatja (69). A szérum androsztendion koncentrációja terhelést követően mindkét csoportnál értékelhetően emelkedett. Megállapíthatjuk, hogy mindhárom anabolikus hormon (tesztoszteron, DHEA, androsztendion) mennyisége a szérumban az akut terhelés hatására szignifikánsan emelkedett. Feltételezésünk szerint ezt a változást a terhelés maximális intenzitása okozta. A vizsgálati eredmények azt bizonyítják, hogy a cselgáncsozók, a válogatott keret tagjai, kitűnően edzett állapotban voltak. A terhelésre adott hormonális válasz kiegyensúlyozott mivel az anabolikus és katabolikus anyagcsere hatások egyensúlyát mutatja. Karatésoknál a szérum kortizol szintjének emelkedése elmaradt, ami arra utal, hogy az alkalmazott terhelés intenzitása elsősorban az anabolikus folyamatokat erősítette. A katabolikus folyamatok lényegében nem változtak. A vizelet szteroid profiljára vonatkozó adatok azt bizonyítják, hogy az androgén (tesztoszteron, DHEA, androsztendion) hormonokból származó inaktív metabolitok az androszteron és az etiocholanolon vese által történő kiválasztása figyelemre méltó. Mindkét metabolit vizelet koncentrációja egyértelműen csökken, azonban statisztikailag csak az etiocholanolon változása volt értékelhető. A vizeletben ürülő hormon frakciók közül egyedül a DHEA és a 11-béta-OH androszteron koncentrációja volt magasabb. Ez az emelkedés statisztikailag nem volt szignifikáns. Az irodalmi adatok (13) a DHEA vizeletben ürülő koncentrációját a szérumszintekhez viszonyítva minimálisnak tartják. Az akut terhelés hatására létrejövő keringési változások a máj metabolizmust és vizelet kiválasztást is befolyásolják. A DHEA magasabb szérumkoncentrációja a terhelés hatására az izomzatban ürülő tartalék és a mellékvesekéreg szekréciós tevékenysége biztosítja a magas szérumkoncentrációt. Ugyanakkor a lassult hepatikus clearence és a vese
keringés
változása
csökkentett
kiválasztást
igazol,
mind
az
inaktív
bomlástermékek, mind a változatlanul ürülő androgén hormonok vonatkozásában. Eredményeinket összefoglalva, a következő megállapításokat tesszük: 1. Akut teljes kifáradásig tartó futószalagos terhelés során férfi cselgáncsosok és karatésok szérum tesztoszteron, androsztendion és DHEA koncentrációja szignifikánsan emelkedett. A növekedés mind a ”klasszikus vita maxima” típusú, mind a „többlépcsős
55
vita maxima terhelés” során is megfigyelhető volt, így a szérum tesztoszteron, androsztendion és DHEA koncentrációkban tapasztalt változást feltételezésünk szerint, a maximális intenzitás okozta. 2.
Akut fizikai terhelés után mind a férfi, mind a női cselgáncsosoknál a vizelet
etiocholanolon koncentrációja értékelhetően csökkent. 3.
Férfiaknál
és
nőknél
a
vizelet
szteroid
profil
jellemzésére
az
androszteron/etiocholanolon hányados kellően érzékeny jelző. 4.
Akut fizikai terhelésre férfi, és női cselgáncsosoknál a vizelet androszteron és
DHEA koncentrációja nem változott. 5.
Nőknél akut fizikai terhelés hatására a vizelet tesztoszteron, epitesztoszteron, és
11-béta-OH etiocholanolon mennyisége értékelhetően csökkent. 6.
A terhelést követően a vizelet etiocholanolon mennyiségének változása pozitív
korrelációt mutat a vizelet epitesztoszteron koncentrációjának változásával. A ciklooxigenáz rendszer mediátor-anyagainak változása sportolóknál a terhelés hatására az utóbbi években a terheléses asthma kialakulása miatt a vizsgálatok középpontjába került. A légutakban található biológiailag aktiv anyagok fontos szerepet játszanak a terheléses asthma kialakulásában. Az alveoláris makrofágok, hízósejtek, a hörgőkben lévő granulocyták leukotriéneket szintetizálnak. A leukotriének a sejtekben lévő arachidonsavból képződnek, tehát az arachidonsav az ciklooxigenáz enzimek szubsztrátjaként szerepel. A légúti gyulladás kialakulásában szerepet játszó külső ártalmak, pl. por, vagy a tatamiból származó atkák és egyéb allergének, amelyek a levegőből és a környezetből származnak, provokálhatják a légutakat és a bronchusok gyulladásos folyamata mellett megjelenhet a terheléses asthma is. Az irodalom szerint a fizikai terhelés vagy edzést követően öt-tizenöt perc múlva bronchus görcs lép fel, amely az esetek tíz-húsz százalékánál asthmatikus tünetekben jelentkezik. A hideg, száraz levegőn végzett fizikai terhelés vagy edzés növeli a bronchus görcs kialakulásának gyakoriságát, illetve az asthma jelentkezését. Különösen fontos gyermekek terhelésénél a standardizált körülmények biztosítása, mivel a terhelésre jelentkező pozitív reakciók gyermekeknél hatvan százalékot is elérhetnek. A légutak beszűkülése, a terheléssel fellépő hyperventilláció okozta víz és hőveszteség valamint a terhelést követő relatív vérbőség (hyperaemia) is fellép. Számos adat utal arra, hogy a
56
terhelés alatti légúti felmelegedés és az ezzel járó értágulat, az ödéma képződés is szerepet játszhat a légúti beszűkülés kialakulásában (78). Küzdősportokban az általunk vizsgált cselgáncsozó lányoknál és fiúknál a kilégzett kondenzátumból végzett biológiailag aktív anyagok meghatározására Magyarországon még nem került sor. A nemzetközi irodalmi adatok száma is rendkívül kevés. TXB2 és a PGE2 változása a terhelésre kialakult légúti adaptáció fontos eleme. A cselgáncsozóknál az edzésterhelés mellett az esetlegesen fellépő bronchus görcs kialakulásában jelentős szerepe van a környezetnek, elsősorban a tataminak, a levegő hőmérsékletének és páratartalmának. A szérum és a vizelet szteroid profiljának vizsgálata mellett jelentősnek tartjuk a biológiailag aktív anyagok légúti változását, amelyek a vizsgált sportolóknál küzdősportokban az edzésterhelés indukálta adaptációra vonatkozóan szolgáltatnak új adatokat. Az eredményeink a sportolók gyakorlati felkészítéséhez, edzésterheléséhez újabb jelentős élettani és biokémia adatokat szolgáltatnak. A katabolikus hormonok fő képviselője a kortizol koncentrációja a cselgáncsozóknál növekedett, a karatésoknál értékelhetően nem változott. Vizsgálatainkból kiemelendő a DHEA plazmakoncentrációjának változása. A terhelést követő hormonális adaptáció és az edzettség fontos jelének tartjuk a mellékvese eredetű DHEA változását. A mellékvese eredetű DHEA fizikai terheléssel összefüggő változása a kortizolhoz és a tesztoszteronhoz viszonyítva kevésbé ismert. A terhelés hatására mindkét csoportban értékelhető változás történt, ami arra utal, hogy a fizikai terhelést követő hormonális adaptációban a DHEA-nak, mint anabolikus hatású szteroidnak jelentős szerepe van. A vizelet szteroidprofilja az inaktív metabolitok, az androszteron és etiocholanolon csökkenését mutatta. A terhelést követően mért hormonfrakciók közül egyedül a DHEA és a 11-béta-OH androszteron koncentrációját tapasztaltuk magasabbnak, a változás nem szignifikáns. A 11-béta-OH androszteron mennyisége gyakorlatilag nem változott, állandó
szinten
maradt.
Valószínűsíthető,
hogy
a
DHEA
emelkedett
szérumkoncentrációja és a terhelés hatására bekövetkező májbeli metabolizmus magyarázza a hormon vizeletben mért magasabb szintjét. A ciklooxigenáz rendszer mediátor-anyagai terhelés utáni értékekeinek változása a terhelés intenzitásával fordítottan arányos. A TXB2 terhelésre bekövetkező változása összefügg a terhelés intenzitásával. A fizikai terhelés egészséges egyéneknél befolyásolja a légutak PGE2 és
57
TXB2 szintjét. Megállapíthatjuk, hogy a mediátoranyagok koncentrációjának változása fontos szerepet tölt be a légutak terheléses adaptációjában. Értekezésünk három új megállapitást tartalmaz: • A mellékvese eredetű DHEA fizikai terheléssel összefüggő változása a kortizolhoz és a tesztoszteronhoz viszonyítva kevésbé ismert. A terhelés hatására mindkét csoportban értékelhető változás történt, ami arra utal, hogy a fizikai terhelést követő hormonális adaptációban a DHEA-nak, mint anabolikus hatású szteroidnak jelentős szerepe van. Mivel az általunk feldolgozott irodalomban hasonló adattal nem találkoztunk, ezért ezt az eredményt az értekezés első új megállapításaként tartjuk nyilván. •
A mediátor-anyagok terhelés utáni értékekeinek változása a terhelés
intenzitásával fordítottan arányos. A TXB2 terhelésre bekövetkező változása összefügg a terhelés intenzitásával. A fizikai terhelés egészséges egyéneknél befolyásolja a légutak PGE2 és TXB2 szintjét. Ezen eredményeinket a dolgozat második új megállapításának tekintjük. •
Megállapíthatjuk, hogy a mediátor-anyagok koncentrációjának változása fontos
szerepet tölt be a légutak terheléses adaptációjában. Ez egyben dolgozatunk harmadik új megállapítása. Az 1. fejezetben megfogalmazott hipotézisek tarthatók. Vizsgálati eredményeink újabb adatokat szolgáltatnak az akut terhelést követő hormonális változásokról küzdősportokban. A szérum és a vizelet szteroidprofil változásából következtetni lehet a terhelés indukálta edzés-adaptációra. A biológiailag aktív anyagok, a PGE2 és TXB2 vizsgálata az akut fizikai terhelést követő légúti adaptáció jelentős markerei.
58
Az értekezésben használt rövidítések magyarázata ACTH: adeno-corticotrop hormon ATP: adenozin-trifoszfát AVO2diff. : az artériás és vénás vér oxigéntartalmának különbsége cAMP: ciklikus adenozin-monofoszfát COPD: chronic obstructive pulmonary disease (krónikus obstruktív légúti betegség) COX: ciklooxigenáz CRH: corticotropin-realising hormone cGMP: ciklikus guanil-monofoszfát DHEA: dehidro-epiandroszteron DHEA-S: dehidro-epiandroszteron szulfatát DHT: dehidro-tesztoszteron DNS: dezoxi-ribonukleinsav EBC: exhaled breath condensate (kilégzett levegő kondenzátuma) EIA: enzyme-immunoassay FAI: free androgen index (szabad androgén index) FSH: folliculus stimuláló hormon (tüszőérést-serkentő hormon) GC-MS:
gas
chromatograph-mass
spectrometry
(gázkromatográffal
kombinált
tömegspektrométer) GH: growth hormone (növekedési hormon) GHRH: growth hormone realising hormone (növekedési hormon termelését serkentő hormon) HPLC:
high-potency
liquid
chromatography
(nagyteljesítményű
kromatográfia) IGF-1: insuline-like growth factor (inzulinszerű növekedési faktor) IL-1: interleukin IRMA: immuno-radiometric analysis (immuno-radiometria) LH: luteinizáló hormon (sárgatestképzést-serkentő hormon) LTB4 : leukotrién B4 LTD4 : leukotrién D4 mRNS: messenger ribonukleinsav
59
folyadék-
MSTFA-TMSA: N-metil-trimetil-trifluoro-acetamid MVC: maximal voluntary contraction (maximális akaratlagos összehúzódás) NO: nitrogén-oxid NST: non-SHBG bound testosterone (fehérjecsoporthoz nem kötödő szabad tesztoszteron) PGE2: prosztaglandin E2 PGI2: prosztaciklin PGI3: prosztaglandin I3 RIA: radio-immunoassay SHBG: sex hormone binding globulin (nemi hormonokhoz kötődő globulin) SS: szomatosztatin TNF: tumornekrózis faktor TSH: tireoidákat (pajzsmirigy) stimuláló hormon TXA2 : tromboxán A2 TXB2 : tromboxán B2 VE: a ki – és belégzett levegő egységnyi idő alatt mért mennyisége VO2 max: maximális aerob teljesítőképesség VCO2: a kilégzett szén-dioxid egységnyi időre (perc) eső mennyisége VEGF: vascular endothelial growth factor (vaszkuláris endoteliális növekedési faktor)
60
Összefoglaló Vizsgálatunk célja, az akut, vita maxima terhelés a szérum és a vizelet anabolikus és katabolikus hormonjaira valamint a ciklooxigenáz rendszer mediátor-anyagaira gyakorolt hatásának vizsgálata küzdősportokban. A szérumban lévő anabolikus hormonok: a tesztoszteron, a DHEA és az androsztendion mennyisége értékelhetően változott, a növekedés statisztikailag szignifikáns. A katabolikus hormonok fő képviselője a kortizol koncentrációja a cselgáncsozóknál növekedett, a karatésoknál értékelhetően nem változott. A vizsgálati eredmények azt bizonyítják, hogy a cselgáncsozók, a válogatott keret tagjai, kitűnően edzett állapotban voltak. A terhelésre adott hormonális válasz kiegyensúlyozott, mivel az anabolikus és katabolikus anyagcsere hatások egyensúlyát mutatja. Vizsgálatainkból kiemelendő a DHEA szérumkoncentrációjának változása. A terhelést követő hormonális adaptáció és az edzettség fontos jelének tartjuk a mellékvese eredetű DHEA változását. A mellékvese eredetű DHEA fizikai terheléssel összefüggő változása a kortizolhoz és a tesztoszteronhoz viszonyítva kevésbé ismert. A terhelés hatására mindkét csoportban értékelhető változás történt, ami arra utal, hogy a fizikai terhelést követő hormonális adaptációban a DHEA-nak, mint anabolikus hatású szteroidnak jelentős szerepe van. A vizelet szteroidprofilja az inaktív metabolitok, az androszteron és etiocholanolon csökkenését mutatta. A terhelés utáni hormonfrakciók közül egyedül a DHEA és a 11-béta-OH androszteron koncentrációját tapasztaltuk magasabbnak, a változás nem szignifikáns. A 11-béta-OH androszteron mennyisége gyakorlatilag nem változott. Valószínűsíthető, hogy a DHEA emelkedett szérumkoncentrációja és a terhelés hatására bekövetkező májbeli metabolizmus magyarázza a hormon vizeletben mért magasabb szintjét. A ciklooxigenáz rendszer mediátor-anyagai terhelés utáni értékekeinek változása a terhelés intenzitásával fordítottan arányos. A TXB2 terhelésre bekövetkező változása összefügg a terhelés intenzitásával. A fizikai terhelés egészséges egyéneknél befolyásolja a légutak PGE2 és TXB2 szintjét. Megállapíthatjuk, hogy a mediátoranyagok koncentrációjának változása fontos szerepet tölt be a légutak terheléses adaptációjában. A biológiailag aktív anyagok, a PGE2 és TXB2 vizsgálata az akut fizikai terhelést követő légúti adaptáció jelentős markerei.
61
Abstract The purpose of our study was to analyze and compare the effect of acute, all out type physical exercise on the level of serum and urine anabolic-catabolic hormones and the cyclooxigenase system mediators in combat sports. The concentration of anabolic hormones in the serum, such as testosterone, DHEA and androstendione have significantly changed. The concentration of the main catabolic hormone, cortisol increased in judo players, but not in the karate group. The results of our study supports, that elite judoists were in excellent physical condition. The hormonal response due to the catabolic/anabolic effects is balanced. The karate players demonstrated no significant increase in serum cortisol level, the intensity of the treadmill test primarily strengthened the anabolic effects. We experienced no changes in catabolic effects. The changes of serum DHEA concentration is worth to note. We suggest, that the changes in the level of DHEA and the hormonal adaptation are important demonstrators of the improved physical capacity. The change in concentration of adrenal glands originated DHEA is less known, compared to cortisol and testosterone on the effect of exercise. We found significant increase in both groups (judo, karate), which supports that DHEA has an important effect on the adaptation of physical exercise. The urine steroid profile showed a decrease in the level of inactive metabolites, androsterone and etiocholanolone in elite competitors. Among the analyzed hormones, we measured increase, although not significant, only in the concentration of DHEA and 11-beta-OH androsterone. This increase was negligible, so the level of 11-beta-OH androsterone eventually remained stabile throughout the exercise test. We suggest, that the elevated serumconcentration of DHEA and the metabolism in the liver explains the higher concentration. The changes on the level of cyclooxigenase enzyme mediators are inversely related to exercise intensity. The changes in TXB2 are related to exercise intensity. We found, that physical activity has an effect on the level of PGE2 and TXB2 in the airways. We conclude, that these mediators have an important effect on the adaptation of the airways. The examination of biologically active substance - PGE2 and TXB2 - is a useful indicator of execise-induced airway adaptation.
62
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Az értekezés elkészítéséhez nyújtott támogató segítségéért köszönetet mondok Dr. Frenkl Róbert, Dr. Mohácsi János és Dr. Szabó Tamás professzor úrnak. Tisztelettel megköszönöm Dr. Györe István osztályvezető-helyettes főorvos úrnak a minden részletre kiterjedő szakmai irányítást és a terhelésélettani vizsgálatokban nyújtott segítségnyújtást. Külön köszönettel tartozom Dr. Hollósi Ildikónak és Soós Erikának az Országos Sportegészségügyi Intézet Doppingellenörző Laboratórium vezetőjének és munkatársának, akik a hormonális vizsgálatok technikai végrehajtásában és értékelésében segítették munkánkat. Külön köszönettel tartozom továbbá Dr. Horváth Ildikónak az Országos Korányi TBC és Pulmonológiai Intézet, Kórélettani Osztálya vezetőjének a kilégzett levegő kondenzátuma vizsgálatai során nyújtott értékes szakmai-technikai támogatásáért. Ugyancsak köszönettel tartozom az Országos Sportegészségügyi Intézet Kutató Osztálya munkatársainak, akik a vizsgálatsorozat lebonyolításában aktívan részvettek. Dr. Rácz Károly professzor úrnak és a Semmelweis Egyetem II. számú Belgyógyászati Klinika Endokrinológiai Labor munkatársainak is jelentős szerepe van e dolgozat létrejöttében. Végül megköszönöm az érintett versenyzők és edzőik partneri közreműködését a vizsgálatban.
63
FELHASZNÁLT IRODALOM 1.
Abelson, P. H., Butz, E., and Snyder, S. H. (1985): Neuroscience. American Association for the Advancement of Science, Washington, DC.
2.
Adlercreutz, H., Harkonen, M., Kuoppasalmi, K., Naveri, H., Huhtaniemi, I., Tikkanen, H., Remes, K., Dessypris, A., and Karvonen, J. (1986): Effect of training on plasma anabolic and catabolic steroid hormones and their response during physical exercise. International Journal of Sports Medicine, 7 (Suppl.): 27-28.
3.
Alen, M., Pakarinen, A., Hakkinen, K., and Komi, P. V. (1988): Responses of serum androgenic-anabolic and catabolic hormones to prolonged strength training. International Journal of Sports Medicine, 9: 3. 229-233.
4.
Ádám, V., Dux, L., Faragó, A., Fésüs, L., Machovich, R., Mandl, J., és Sümegi, B. (2001): Orvosi Biokémia. Medicina, Budapest.
5.
Basiewicz, A., Mudrau, M., Jankowska, E., and Hojniak, M. (2001): The aging male. 4: 3. 134-139.
6.
Bloom, S. R., Johnson, R. H., Park, D. M., Rennie, M. J., and Sulaiman, W. R. (1976): Differences in the metabolic and hormonal response to exercise between racing cyclists and untrained individuals. Journal of Physiology, 258: 1-18.
7.
Bolli, R., Shinmura, K., Tang, X. L., Kodani, E., Xuan, Y. T., Guo, Y. (2002): Discovery of a new function of cyclooxigenase (COX)-COX-2 is a cardioprotective protein that alleviates ischemia/reperfusion injury and mediates the late phase preconditioning. Cardiovascular Research, 55: 3. 506-519.
8.
Bopp, J., Henriet, M. T., Nicolas, F., Nguyen, N. U., and Berthelay, S. (1978): Adaptation of glycemic regulation during muscle exercise of having an adapted force effects of training. Comptes Rendus des Seances de la Societe de Biologie et de ses Filiales, 172: 1107-1113.
9.
Callister, R., Callister, R. J., Fleck, S. J., et al. (1990): Physiological and performance responses to overtraining in elite judo athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise, 22: 6. 816-824.
10.
Carola, R., Harley, J. P., and Noback, C. R. (1990): Human anatomy & physiology. Mc Graw-Hill, New York.
64
11.
Cipriano, N. (1993): Technical-tactical analysis of free-style wrestling. Journal of Strength and Conditioning Research, 7: 30.
12.
Coffey, D. S. (1988): Androgen action and the sex accessory tissues. The physiology of reproduction. Raven Press, New York. 1081-1119.
13.
Corrigan, B. (2002): DHEA and sport. Clinical Journal of Sports Medicine, 12: 4. 236-241.
14.
Cousineau, D., Ferguson, R. J., De Champlain, J., Gauthier, P., Coté, P., and Bourassa, M. (1977): Catecholamines in coronary sinus during exercise in man before and after exercise. Journal of Applied Physiology, 43: 801-806.
15.
Dessypris, A., Wagar, F., Fyhrquist, A., Makinen, T., Welin, M. G., and Lamberg, B. A. (1980): Marathon run: effects on blood cortisol – ACTH, iodothyronines – TSH and vasopressin. Acta Endocrinologica, 95: 151-157.
16.
Dobrzanski,
T.,
Zurowski,
S.,
and
Graban,
W.
(1981):
Chromoendocrinological studies in athletes 4. Multiple hormonal responses to submaximal muscular exercise. Acta Physiologica Polonica, 32: 529-536. 17.
Farrell, P. A., Garthwaite, T. L., and Gustafson, A. B. (1983): Plasma ACTH and cortisol responses to submaximal and exhaustive exercise. Journal of Applied Physiology, 55: 1441-1444.
18.
Francesconi, R. P., Sawka, M. N., and Pandolf, K. B. (1984): Hypohydration and acclimation effects on hormone responses to exercise heat stress. Aviation Space and Environmental Medicine, 55: 365-369.
19.
Frenkl, R. (1983): Sportélettan. Sport, Budapest.
20.
Fry, A. C., and Kraemer, W. J. (1997): Resistance exercise overtraining and overreaching-neuroendocrine responses. Sports Medicine, 23: 2. 106-129.
21.
Galbo, H., Hummer, L., Peterson, I. B., Christensen, N. J., and Bie, N. (1977): Thyroid and testicular hormone responses to graded and prolonged exercise in man. European Journal of Applied Physiology, 36: 101-106.
22.
Gambert, S. R., Garthwaite, T. L., Pontzer, C. H., Cook, E. E., Tristani, F. E., Duthie, E. H., Martinson, D. R., Hagen, T. C., and Mc Carthy, D. J. (1981): Running elevates plasma endorphin immuno reactivity and ACTH in untrained human subjects. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine, 168: 1-4.
65
23.
Gláz, E. (1981): Klinikai Endokrinológia. Medicina, Budapest.
24.
Gugliemi, C., Paolini, A. R., and Conconi, F. (1984): Variations of serum testosterone concentrations after physical exercises at different duration. International Journal of Sports Medicine, 5: 246-249.
25.
Hakkinen, K., Pakarinen, A., Alen, M., and Komi, P. V. (1985): Serum hormones during prolonged training of neuromuscular performance. European Journal of Applied Physiology, 53: 287-293.
26.
Halmy, Cs. (1997): Omega-3 zsírsavak szerepe posztagressziós szindrómákban. Táplálkozás és egészség. 5: 13-16.
27.
Harries, M., Williams, C., Stanish, W. D., and Micheli, L. J. (1994): Oxford Textbook of Sports Medicine. Oxford University Press, New York.
28.
Hartley, L. H., Mason J. W., and Hogan R. P. et al. (1972): Multiple hormonal responses to graded exercise in relation to physical training. Journal of Applied Physiology, 33: 602-606.
29.
Hellemans, J. (1978): The energy metabolism in trained and untrained individuals. Geneeskunde en Sport, 11: 121-147.
30.
Hu, Z. Y., Bourreau, E., Jung-Testas, I., Robel, P., and Baulieu, E. E. (1987): Neurosteroids: oligodendrocyte mitochondria convert cholesterol to pregnenolone. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 84: 8215-8219.
31.
Humpeler, E., Skrabal, F., and Bartsch, G. (1980): Influence of exposure to moderate altitude on plasma concentrations of cortisol, aldosterone, renin, testosterone, and gonadotropins. European Journal of Applied Physiology, 45: 167-176.
32.
Jákó, P., Martos, É., és Pucsok, J. (2003): A sportorvoslás alapjai. Országos Sportegészségügyi Intézet kiadványa, Budapest.
33.
Johansson, C., Tsai, L., Hultman, E., Tegelman, R., and Pousette, A. (1990): Restoration of anabolic deficit and muscle glycogen consumption in competitive orienteering. International Journal of Sports Medicine, 11: 204-207.
34.
Kano, J. (1986): Kodokan judo. Kodansha International, New York.
35.
Kindermann, W., Schnabel, A., Schmitt, W. M., Biro, G., Cassens, J., and Weber, F. (1982): Catecholamines, growth hormone, cortisol, insulin, and sex
66
hormones in anaerobic and aerobic exercise. European Journal of Applied Physiology, 49: 389-400. 36.
Kjaer, M., and Secher, N. H. (1992): Neural influence on cardiovascular and endocrine responses to static exercise in humans. Sports Medicine, 13: 5. 303-319.
37.
Kraemer, W. J., Hakkinen, K., Newton, R. U., Nindl, B. C., Volek, J. S. McCormick, M., Gotshalk, L., Gordon, S., Fleck, S., Campbell, W., Putukian, M., and Evans, W. J. (1999): Effects of heavy-resistance training on hormonal response patterns in younger vs. older man. Journal of Applied Physiology, 87: 3. 982-992.
38.
Kuoppasalmi, K., Naveri, H., Harkonen, M., and Adlercreutz, H. (1980). Plasma cortisol, androstenedione, testosterone and luteinizing hormone in running exercise of different intensities. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 40: 403-410.
39.
Lac, G., Pantelidis, D., and Robert, A. (1997): Salivary cortisol response to a 30 mn sub-maximal test adjusted to a constant heart rate. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 37: 56-60.
40.
Lac, G., and Berthon, P. (2000): Changes in cortisol and testosterone levels and T/C ratio during an endurance competition and recovery. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 40: 139-144.
41.
Langberg, H., Bouschel, R., Skovgaard, D., Risum, N., and Kjaer, M. (2003): Cyclo-oxygenase-2 mediated prostaglandin release regulates blood flow in connective tissue during mechanical loading in humans. Journal of Physiology, 551: 683-689.
42.
Leövey, A. (2001): A klinikai endokrinológia és anyagcsere-betegségek kézikönyve. Medicina, Budapest.
43.
Luger, A., Deuster, P. A., Kyle, S. B., Gallucci, W. T., Montgomery, L. C., Gold, P. W., Loriaux, L., and Chrousos, G. P. (1987): Acute hypothalamicpituitary-adrenal responses to the stress of treadmill exercise. The New England Journal of Medicine, 316: 21. 1309-1315.
67
44.
Maekawa, M., and Hasegawa, Y. (1963): Studies on Jigoro Kano: Significance of his ideals of physical education and judo. Bulletin for the Association for the Scientific Studies on Judo, 2: Kodokan Judo Institute, Tokyo: 1-12.
45.
Magyar, P., és Vastag, E. (2004): Pulmonológiai betegségek. Semmelweis kiadó, Budapest.
46.
Marniemi, J., Vuori, I., Kinnunen, V., Rahkila, P., Vainikku, M., and Peltonen, P. (1984): Metabolic changes induced by combined prolonged exercise and low-calorie intake in man. European Journal of Applied Physiology, 53: 121-127.
47.
Maron, M. B., Horwath, S. M., and Wilkerson, J. E. (1977): Blood biochemical alterations during recovery from competitive marathon running. European Journal of Applied Physiology, 36: 231-238.
48.
Mason, J. W., Hartley, H., and Kotchen, T. A. (1973): Plasma cortisol and
norepinephrine
responses
in
anticipation
of
muscular
exercise.
Psychosomatic Medicine, 35: 406-410. 49.
Montuschi, P., and Barnes, P. J. (2002): Exhaled leukotrienes and prostaglandins in asthma. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 109: 615-620.
50.
Morville, R., Pesquies, P., Guezennec, C. Y., and Serrurier, B. D. (1979): Plasma variations in testicular and adrenal androgens during prolonged physical exercise in man. Annual Endocrinology, 40: 501-510.
51.
Mutlu, G. M., Garey, K. W., Robbins, R. A., Danziger, L. H., and Rubinstein, I. (2001): Collection and analysis of exhaled breath condensate in humans. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 164: 5. 731-737.
68
52.
Nakabayashi, S., Uchida, Y., and Uchida, G. (1964). Fundamentals of judo. Ronald Press, New York
53.
Naveri, H. (1985): Blood hormone and metabolite levels during graded cycle ergometer exercise. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 45: 599-604.
54.
Pagano, G., Trovati, M., Martiny, W., Airaldi, A., Cantino, G., Pisu, E., and Lenti, G. (1979): Metabolic and hormonal changes during exercise in healthy, diabetic and obese subjects. Acta Diabetologica, 16: 19-26.
55.
Passelergue, P., Robert, A., and Lac, G. (1995): Salivary cortisol and testosterone variations during an official and a simulated weight-lifting competition. International Journal of Sports Medicine, 16: 298-303.
56.
Passelergue, P., Robert, A., and Lac, G. (1997): Etude des variations des taux de cortisol salivaire au cours d’une competition de lutte et lors de la recuperation. Science & Sports, 12: 174-178.
57.
Petraglia, F., Barletta, C., Facchinetti, F., Spinazzola, F., Monzani, A., and Scavo, D. et al. (1988): Response of circulating adrenocorticotropin, betaendorphin,
beta-lipotropin
and
cortisol
to
athletic
competition.
Acta
Endocrinologia, 118: 332-336. 58.
Pucsok, J. M., and Ng. N. (2000): A kinetic and kinematic analysis of the harai-goshi judo technique. Health Physical Education and Recreation, University of Oregon, 17.
59.
Pulkkinen, W., J. (2001): The Sport Science of Elite Judo Athletes. Pulkinetics Inc., Toronto.
60.
Rácz, K., Pinet, K., Marton, T., Szende, B., and Corvol, P. (1993): Expression of steroidogenic enzyme messenger ribonucleic acids and corticosteroid production in aldosterone-producing and nonfunctioning adrenal adenomas. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 77: 677-682
69
61.
Remes, K., Kuoppasalmi, K., and Adlercreutz, H. (1979): Effect of longterm training on plasma testosterone, androstenedione, luteinizing hormone, and sex hormone binding globulin capacity. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation, 39: 743-750.
62.
Schanzer, W., Geyer, H., Gotzmann, A., and Mareck-Engelke U. (1998): Recent advances in doping analysis. Proceedings of the Manfred Donike Workshop on Dope Analysis 15th to 20th March 1998: p. 158.
63.
Simopoulos, A. P. (1991): Omega-3 fatty acids in health and disease and in growth and development. American Journal of Clinical Nutrition, 54: 438463.
64.
Snegovskaya, V., and Viru, A. (1993): Steroid and pituitary hormone response to rowing: relative significance of exercise duration and intensity and performance level. European Journal of Applied Physiology, 67: 59-65.
65.
Sutton, J. R., Coleman, M. J., and Casey, J. (1974): Adrenocortical contribution to serum androgens during physical exercise. Medicine and Science in Sports and Exercise, 6: 72.
66.
Sutton, J. R., Coleman, M. J., Casey, J., and Lazarus, L. (1973): Androgen response during physical exercise. British Medical Journal, 1: 520522.
67.
Sutton, J. R. (1977): Effect of acute hypoxia on the hormonal response to exercise. Journal of Applied Physiology, 42: 587-592.
68.
Sutton, J. R. (1978): Hormonal and metabolic responses to exercise in subjects of high and low work capacities. Medicine and Science in Sports and Exercise, 10: 1-6.
69.
Sutton, J. R., Farrell P. A., Harber V. J. (1990): Hormonal adaptation to physical activity. In: Bouchard, C., Shephard, R. J., Stephens T. et al., editors. Exercise, fitness and health. Champaign, Human Kinetics Publishers: 217-263.
70
70. 71.
Szollár, L. (1999): Kórélettan. Semmelweis kiadó, Budapest. Terblanche, S. E. (1988): Recent advances in hormonal response to exercise. Comprehensive Biochemistry and Physiology, 93: 4. 727-739.
72.
Tremblay, M. S., Chu, S. Y., and Mureika, R. (1995): Methodological and statistical considerations for exercise-related hormone evaluations. Sports Medicine, 20: 2. 90-108.
73.
Tsai, L., Pousette, A., Carlstrom, K., Askenberger, M., and Johansson, C. (1992): Anabolic and catabolic hormonal response of elite runners to training at high altitude. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 2: 10-15.
74.
Vanhelder, W. P., Radomski, M. W., Goode, R. C., and Casey, K. (1985): Hormonal and metabolic response to three types of equal duration and external work output. European Journal of Applied Physiology, 54: 337-342.
75.
Vass, G., Huszár, É., Barát, E., Valyon, M., Kiss, D., Pénzes, I., Augusztinovicz, M., and Horváth, I. (2003): Comparison of nasal and oral inhalation during exhaled breath condensate collection. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 167: 850-855.
76.
Viru, A., Karelson, K., and Smirnova, T. (1992): Stability and variability in hormonal responses to prolonged exercise. International Journal of Sports Medicine, 13: 230-235.
77.
Vogel, R. B., Books, C. A., Ketchum, C., Zauner, C. W., and Murray, F. T. (1985): Increase of free and total testosterone during submaximal exercise in normal males. Medicine and Science in Sports and Exercise, 17: 119-123.
78.
Wetter,T. J., Xiang, Z., Sonetti, D. A., Haverkamp, H. C., Rice, A. J., Meyer, K. C., and Dempsey, J. A. (2002): Role of lung inflammatory mediators as a cause of exercise-induced arterial hypoxemia in young athletes. Journal of Applied Physiology, 93: 1. 116-126.
71
79.
Weykamp, C. W., Penders, T. J., Schmidt, N. A., Borburgh, A. J., Van de Calseyde, J. F., and Wolthers, B. J. (1990): Steroid profile for urine: reference values. Clinical Chemistry, 36: 8. 1528-1529.
72
TUDOMÁNYOS KÖZLEMÉNYEK JEGYZÉKE J. M. Pucsok, N. Ng. (2000): A kinetic and kinematic analysis of the harai-goshi judo technique. Health Physical Education and Recreation, University of Oregon p.17. Pucsok J. M., Ng. N. (2001): A kaszáló csípődobás kinetikai és kinematikai elemzése a cselgáncs sportban. Magyar Élettani Társaság (MÉT) LXVI. Vándorgyűlése, Szeged, Abstract p. 133. J. M. Pucsok, N. Ng. (2001): A kinetic and kinematic analysis of the harai-goshi judo technique. Acta Physiologica Hungarica V. 88. No. 3-4, p. 271-280. Pucsok J. M., Györe I., Dékány M.: The studies of acid-base and lactaciduria with steroid profile after acute physical exercise. International Congress on Sport Sciences for Students, Budapest, Abstract p. 29. I. Györe, V. Nemeskéri, J. M. Pucsok. (2002): Lactaciduria examination at national athletes. XXVII FIMS World Congress of Sports Medicine, Budapest, Abstract p. 115. J. M. Pucsok, N. Ng. (2002): A kinematic and kinetic analysis of the harai-goshi judo technique. XXVII. FIMS World Congress of Sports Medicine, Budapest, Abstract p. 116. I. Györe, V. Nemeskéri, E. Ékes, I. Harbula, M. Dékány, J. M. Pucsok, J. Pucsok: The study of acid-base balance and lactaciduria during acute physical exercise. Acta Physiologica Hungarica, V. 89. No. 1-3, p. 83. J. M. Pucsok, I. Horváth, E. Huszár, G. Vass, I. Györe, J. Pucsok. (2003): Effect of exercise on the levels of cyclooxygenase products in exhaled breath condensate in leading sportsmen. European Congress of Sports Medicine, Hasselt (BEL), Abstract p. 52.
73
Pucsok J. M., Horváth I., Huszár E., Vass G., Barát E., Györe I., Pucsok J. (2003): Terhelés hatása a ciklooxigenáz szint változására a kilégzett levegő kondenzátumából, élsportolóknál. A Magyar Élettani Társaság (MÉT) LXVII. Vándorgyűlése, Pécs, Abstract p. 149. Pucsok J. M., Györe I., Dékány M. (2004): Az akut fizikai terhelés hatása a vizelet szteroid profiljának alakulására cselgáncsosoknál. Magyar Sportorvos Kongresszus, Budapest, Sportorvosi Szemle V. 45. No. 1. Pucsok J. M., Huszár E., Vas G., Barát E., Györe I., Pucsok J., Horváth I.(2004): Terhelés hatása a ciklooxigenáz emzim mediátor anyagainak változására a kilégzett levegő kondenzátumában élsportolóknál. Ph.D. Tudományos Napok, Budapest, Abstract p. 32. Pucsok J. M., Hollósi M., Horváthné Soós E., Györe I., Frenkl R.(2004): Az akut fizikai terhelés hatása a vizelet szteroid profiljára cselgáncsosoknál. A Magyar Élettani Társaság (MÉT) LXVIII. Vándorgyűlése, Debrecen, Abstract p. 65. Pucsok J. M., Györe I., Hollósi M., Soós E. (2004): The effect of acute physical exercise on urine steroid hormone profile in judo players. Acta Physiologica Hungarica V. 91. No. 3-4, p. 353-354. J. M. Pucsok, I. Györe, M. Hollósi, E. Soós, N. R. Ali Ghasemi, R. Frenkl.(2005): Urine steroid profile of judo competitors effected by acute physical exercise. Journal of Chromatographic Science V.43. September. Pucsok J. M., Györe I., Hollósi I., Soós E.(2005): A szteroid hormonprofil alakulása akut fizikai terhelés hatására válogatott cselgáncsosoknál és karatésoknál. A Magyar Élettani Társaság (MÉT) LXIX. Vándorgyűlése, Budapest, Abstract p. 169.
74
Pucsok J. M., Huszár E., Vas G., Barát E., Györe I., Pucsok J., Horváth I.(2005): Effect of exercise on levels of cyclooxigenase mediators in exhaled breath condensate in elite athletes. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. (közlés alatt).
75
