Vliv aerobního a anaerobního cvičení na oxidační stres a buněčnou zdatnost u zdravě trénovaných mladých mužů

Oxidační stres vzniká z nerovnováhy mezi prooxidačními a antioxidačními hladinami, kde prooxidační stav, primárně reaktivní formy kyslíku (ROS), převyšuje antioxidační obranu. Tato nerovnováha může poškodit buněčné složky, jako jsou membrány, lipidy, proteiny, DNA a lipoproteiny, což vede k různým chronickým a degenerativním onemocněním. Lidské tělo se proti oxidativnímu stresu brání prostřednictvím antioxidačních mechanismů. Četné studie prokázaly, že fyzické cvičení zvyšuje produkci ROS, zejména prostřednictvím zvýšené aktivity fosfolipázy A2 (PLA2), nikotinamid adenindinukleotid fosfát (NADPH) oxidázy a xanthin oxidázy (XO). Pokud se ROS nadměrně hromadí, může to mít za následek oxidační stres. Během anaerobního cvičení může hladina peroxidace lipidů výrazně stoupnout až 48 hodin po cvičení. Mezi primární zdroje produkce volných radikálů během cvičení patří mitochondriální elektronový transportní řetězec, ischemicko-reperfuzní poškození a lokální zánět, které všechny vyvolávají oxidační stres.

Akutní změny biomarkerů oxidačního stresu po cvičení jsou často doprovázeny zvýšením antioxidační reakce. Například hladiny kyseliny močové (UA), katalázy (CAT) a glutathionperoxidázy (GPX) se zvyšují po 10 minutách až 4–8 hodinách anaerobního cvičení. Různé typy cvičení také stimulují mitochondriální biogenezi, i když zůstává nejasné, zda je při podpoře tohoto procesu u lidí účinnější anaerobní nebo aerobní cvičení. Mitochondrie, kritické pro produkci buněčné energie, generují energii přenosem elektronů z potravy do systému dýchacího řetězce, včetně různých komplexních proteinů. Vysoce intenzivní intervalový trénink (HIIT) v aerobních cvičeních, jako je jízda na kole a chůze, podněcuje buňky k produkci více proteinů pro mitochondrie a jejich ribozomy, čímž účinně působí proti stárnutí buněk. Vytrvalostní cvičení (nízká až střední intenzita po dobu 30 až 60 minut) je dobře známo, že zlepšuje mitochondriální funkce v kosterním svalstvu, ačkoli účinky anaerobního cvičení na mitochondriální biogenezi jsou méně prozkoumány.

Aerobní i anaerobní cvičení pozitivně ovlivňují metabolismus lipidů. Aerobní cvičení je zvláště účinné při zlepšování lipidových profilů, zejména při zvyšování lipoproteinů s vysokou hustotou (HDL). Australská studie ukázala, že aerobní cvičení významně snížilo celkový cholesterol, lipoproteiny s nízkou hustotou (LDL) a triglyceridy (TG), zatímco HDL zvýšilo asi o 0,05 mmol/l. Metaanalýza Kelley et al. dospěli k závěru, že aerobní cvičení zvyšuje HDL o 9 % a snižuje TG o 11 %, i když významně nemění hladiny celkového cholesterolu nebo LDL. Anaerobní cvičení také prokázalo pozitivní účinky na lipidové profily. Evropská studie na 16 obézních subjektech zjistila, že kombinovaný aerobní a anaerobní trénink vedl k většímu snížení neesterifikovaných mastných kyselin a indexu tělesné hmotnosti než samotný aerobní trénink.

Stručně řečeno, fyzické cvičení ovlivňuje oxidační stres, mitochondriální funkce a metabolické parametry, ale rozdílné účinky aerobního versus anaerobního cvičení na tyto faktory zůstávají nejasné. Aerobní a anaerobní cvičení se liší především požadavky na kyslík (O2). Aerobní cvičení, jako je běh na dlouhé vzdálenosti, jízda na kole a jogging, se provádějí při nízké až střední intenzitě (40 % až 70 % VO2max) a spoléhají na kyslík po dlouhou dobu. Anaerobní cvičení se provádí ve vysoké intenzitě (75 % až 100 % VO2 max) a není závislé na dodávce kyslíku (O2). Příklady zahrnují sprinty na 100 metrů nebo méně, házecí sporty a podobné aktivity.