Uticaj L-askorbinske kiseline i alfa-tokoferola na prooksidantni i antioksidantni sistem zamoraca u uslovima akutne prekomerne fizičke aktivnosti

Abstract

Oksidativni stres je vrlo složen mehanizam prooksidativne i antioksida-tivne interakcije koji rezultira prevagom prooksidantnog sistema sa sledstvenim oštećenjem i disfunkcijom bioloških struktura. Proizvodnja slobodnih radikala kao odgovor na prekomernu fizičku aktivnost rezultat je mitohondrijske respira-cije, autooksidacije kateholamina, oksidazne enzimske aktivnosti, poremećaja ho-meostaze kalcijuma i/ili destrukcije proteina koji sadrže gvožđe. CILj: Cilj ove studije je da se praćenjem parametara oksidacionog stresa i kompo-nenti antioksidacione zaštite u toku prekomerne fizičke aktivnosti ispita oksi-dantni i antioksidantni status eksperimentalnih životinja (zamoraca - Guinea pigs). METOD: In vivo eksperimentalna studija je sprovedena na zamorcima (n=40) oba pola, prosečne telesne mase 450g±50g, koji su metodom slučajnog izbora bili svr-stani u 8 eksperimentalnih grupa od po 5 životinja. Prva eksperimenatalna grupa je kontrolna. Drugoj grupi administrirano je 20 mg/kg, intraperitonealno (i. p.) l-askorbinske kiseline (vitamin C). Trećoj grupi administrirano je 25 mg/kg, i.p. alfa-tokoferola (vitamin E). Četvrtoj eksperimentalnoj grupi administrirana je kombinacija 20 mg/kg, i. p. l-askorbinske kiseline (vitamin C) i 25 mg/kg, i. p. alfa-tokoferola (vitamin E). Peta eksperimentalna grupa bila je izložena testu prekomerne fizičke aktivnosti koja je određena metodom plivanja do iscrpljenosti. Šesta eksperimentalna grupa bila je izložena testu fizičkog opterećenja i suple-mentaciji l-askorbinske kiseline (20 mg/kg, i. p.). Sedma eksperimentalna grupa bila je izložena testu fizičkog opterećenja i suplementaciji alfa-tokoferolom (25 mg/kg, i. p.). Osma eksperimentalna grupa bila je izložena testu fizičkog opte-rećenja i suplementaciji kombinacije l-askorbinske kiseline i alfa-tokoferola. Pre izlaganja testu bio je uzet uzorak venske krvi. Nakon žrtvovanja, takođe se po-navlja procedura uzimanja uzorka krvi venepunkcijom iz srca i uzimani su uzorci tkiva jetre, srca i skeletnog mišića. Određivani su markeri oskidantnog statusa (LPx, XOD) i antioskidantnog statusa (TAS, CAT, GSH, koncentracija l-askorbin-ske kiseline) u hemolizatu krvi i homogenatu jetre, srca i skeletnog mišića. REZULTATI: 1) Prekomerna fizička aktivnost dovodi do promene parametara oksidacionog stresa [intenzitet lipidne peroksidacije (LPx), aktivnost ksan-tinoksidaze (XOD)] u serumu, jetri, skeletnom mišiću i srcu eksperimentalnih za-moraca; 2) Prekomerna fizička aktivnost dovodi do promene parametara endogenog antioksidantnog sistema [aktivnost celokupnog antioksidantnog sistema (TAS), koncentracija glutationa (GSH) i aktivnost katalaze (CAT)] u serumu, jetri, skeletnom mišiću i srcu eksperimentalnih zamoraca; 3) L-askorbinska kiselina dovodi do promene parametara oksidacionog sistema u krvi, jetri, skeletnim mišićima i srcu eksperimentalnih zamoraca pre i nakon izlaganja prekomerne fizičke aktivnosti; 4) L-askorbinska kiselina dovodi do promene parametara antioksidantnog sistema u krvi, jetri, skeletnim mišićima i srcu eksperimental-nih zamoraca pre i nakon izlaganja prekomerne fizičke aktivnosti; 5) Alfa-tokoferol dovodi do promene parametara oksidacionog sistema u krvi, jetri, skeletnim mišićima i srcu eksperimentalnih zamoraca pre i nakon izlaganja prekomerne fizičke aktivnosti; 6) Alfa-tokoferol dovodi do promene parametara antioksidantnog sistema u krvi, jetri, skeletnim mišićima i srcu eksperimental-nih zamoraca pre i nakon izlaganja prekomernoj fizičkoj aktivnosti; 7) Kom-binacija L-askorbinske kiseline i alfa-tokoferola dovodi do promene parametara oksidacionog sistema u krvi, jetri, skeletnim mišićima i srcu eksperimentalnih zamoraca pre i nakon izlaganja prekomerne fizičke aktivnosti; 8) Kombinacija L-askorbinske kiseline i alfa-tokoferola dovodi do promene parametara antioksidantnog sistema u krvi, jetri, skeletnim mišićima i srcu eksperimental-nih zamoraca pre i nakon izlaganja prekomerne fizičke aktivnosti; 9) L-askor-binska kiselina, alfa-tokoferol i njihova kombinacija imaju protektivnu ulogu u ublažavanju posledica izazvanih prekomernom produkcijom slobodnih radikala (kao što su povećan intenzitet lipidne peroksidacije i povećana aktivnost ksan-tin-oksidaze), pri čemu alfa-tokoferol ima bolji efekat u odnosu na L-askorbinsku kiselinu, a efekat njihove kombinacije je veći u odnosu na pojedinačni efekat što ukazuje na njihovo sinergističko dejstvo; 10) L-askorbinska kiselina data poje-dinačno ima izrazit efekat na celokupni antioksidantni sistem (TAS) u skeletnim mišićima a u kombinaciji sa alfa-tokoferolom najizraženiji pozitivan efekat na TAS ostvaruje se u srcu; 11) Postoji pozitivan efekat L-askorbinske kiseline na sintezu GSH u skeletnom mišiću, alfa-tokoferola na sintezu GSH u serumu i njihove kombinacije na sintezu GSH u jetri i srcu; 12) Postoji pozitivan efekat L-askorbinske kiseline na sintezu CAT u skeletnom mišiću i kombinacije L-askorbinske kiseline i tokoferola na sintezu CAT krvi i srcu; 13) Najbolje dejstvo L-askorbinske kiselina ispoljava na vreme izdržljivosti u akutnoj prekomernoj fizičkoj aktivnosti (plivanju) eksperimentalnih zamoraca.

Oxidative stress is complex mechanism in which pro oxidant and antioxidant interaction results in pro oxidant system leverage with damage and dysfunction of biological structure. Output of free radicals in relation to excess physical activity is result of mitochondrial respiration, autoxidation of catecholamine, oxidase enzyme activity, disruption of homeostatic calcium andor destruction of iron-containing protein. Goal: Purpose of this study is to examine oxidant and antioxidant status of experimented animals (guinea pigs) by monitoring parameters of oxidative stress and components of antioxidant protection during excessive physical activity. Method: In vivo experimental study was conducted on guinea pigs (n=40) both sexes, average body mass of 450g±50g, devided in 8 equal groups by random selection. First group was used as control group. Second group was administrated with 20 mg/kg, intraperitoneally (i.p.) L-ascorbic acid (vitamin C). Third group was administrated with 25 mg/kg, i.p. alpha-tocopherol (vitamin E). Fourth experimental group was administrated with combination 20 mg/kg, i.p. L-ascorbic acid and 25 mg/kg, i.p. alpha-tocopherol (vitamin E). Fifth group was exposed to a test of excessive physical activity through swimming to exhaustion. Sixth group was exposed to test of physical load and supplementation of 20 mg/kg, i.p. L-ascorbic acid. Seventh group was exposed to test of physical load and supplementation of 25 mg/kg, i.p. alpha-tocopherol (vitamin E). Eight group was exposed to test of physical load and supplementation of combination 20 mg/kg, i.p. L-ascorbic acid and 25 mg/kg, i.p. alpha-tocopherol (vitamin E). At beginning blood sample was taken. After sacrificing, blood sample was taken by venipuncture of hart and tissue samples taken from liver, heart and skeleton muscle. Markers of oxidant (LPx, XOD) and antioxidant status (TAS, CAT, GSH, concentration of l-ascorbic acid) were determined in blood hemolysis and liver, heart and muscle homogenate. Results: 1) Excessive physical activity leads to change of oxidant stress parameters (LPx, XOD) in serum, leaver, skeletal muscle and heart of guinea pigs. 2) Excessive physical activity leads to change of endogenous system parameters (TAS, GSH, CAT) in serum, leaver, skeletal muscle and heart of guinea pigs. 3) L-ascorbic acid leads to change of oxidant system parameters in heart, leaver, blood and skeletal muscle before and after exposure to excessive physical activity. 4) L-ascorbic acid leads to change of antioxidant system parameters in heart, leaver, blood and skeletal muscle before and after exposure to excessive physical activity. 5) alpha-tocopherol leads to change of oxidant system parameters in heart, leaver, blood and skeletal muscle before and after exposure to excessive physical activity. 6) alpha-tocopherol leads to change of antioxidant system parameters in heart, leaver, blood and skeletal muscle before and after exposure to excessive physical activity. 7) combination of L-ascorbic acid and alpha-tocopherol leads to change of oxidant system parameters in heart, leaver, blood and skeletal muscle before and after exposure to excessive physical activity 8) combination of L-ascorbic acid and alpha-tocopherol leads to change of antioxidant system parameters in heart, leaver, blood and skeletal muscle before and after exposure to excessive physical activity 9) L-ascorbic acid and alpha-tocopherol and combination of two have protective role in mitigate the effects caused by excessive production of free radicals (such as increase intensity of lipid peroxidase and increased activity of xanthine oxidase), whereby alpha-tocopherol have better effect compared to L-ascorbic acid and combination of two vitamins shoved best results witch implicates synergic effects. 10) L-ascorbic acid has pronounced effect on antioxidant system of skeleton muscle and in combination with alpha-tocopherol most pronounced effect of TAS is achieve on heart 11) There is positive effect of L-ascorbic acid on synthesis of GSH in skeleton muscle, alpha-tocopherol on synthesis of GSH in serum and there combination on synthesis of GSH in leaver and heart. 12) There is positive effect of L-ascorbic acid on CAT synthesis in skeletal muscle and combination of two vitamins on CAT synthesis in blood and heart. 13) Best effect L-ascorbic acid have on endurance during acute excessive physical activity (swimming) of guinea pigs.