Kaakaoflavanolin saanti ja liikunta hypoksiassa

Ei ole harvinaista, että urheilutapahtumat järjestetään tai päättyvät korkealla, jossa fyysinen ja kognitiivinen (esim. päätöksenteko, motorinen hallinta) suorituskyky hypoksiassa määrää urheilusuorituksen tuloksen. Kun ravintolisien suosio kasvaa urheilevien ja ei-urheilevien keskuudessa, tutkimus keskittyy yhä enemmän ravinnon ainesosiin, jotka voivat parantaa kognitiivista suorituskykyä ja harjoittelua.

Flavonoidit, polyfenolien alaryhmä, ovat ihmisen ruokavaliossa esiintyvien luonnollisten yhdisteiden luokka, ja ne sisältävät flavanolien, flavonolien, isoflavonien, flavonien ja antosyanidiinien alaluokkia. Rypäleissä, teessä, punaviinissä, omenoissa ja erityisesti kaakaossa olevien flavanolien saanti aiheuttaa typpioksidin (NO) välittämää vasodilataatiota ja voi parantaa ääreis- ja aivojen verenkiertoa (CBF).

Kaakaoflavanolin (CF) osalta on näyttöä siitä, että sekä pitkäaikainen että akuutti nauttiminen voi parantaa kognitiivisia toimintoja, sillä kulutetun CF:n määrä ja biologinen hyötyosuus vaikuttavat suuresti sen hyödyllisiin vaikutuksiin ja suuremmilla annoksilla saa aikaan suurempia vaikutuksia kognitioon. Lisääntynyt CBF akuutin ja kroonisen (3 kuukautta) CF:n saannin jälkeen on osoitettu terveillä nuorilla koehenkilöillä. Lisäksi kognitiivinen suorituskyky ja mieliala jatkuvan henkisen ponnistuksen aikana paranevat akuutin CF-saannin jälkeen terveillä koehenkilöillä, ja CF:n saanti voi lisätä prefrontaalista hapetusta kognitiivisten tehtävien aikana hyvin koulutetuilla urheilijoilla. Lisäksi CF:n saanti ei liity ainoastaan ​​parantuneeseen verenkiertoon, vaan se saattaa myös parantaa harjoitussuorituskykyä 2 viikon tumman suklaan nauttimisen jälkeen. Tämän lisäksi CF:llä tiedetään olevan antioksidanttisia ominaisuuksia, ja 2 viikon CF:n saanti on yhdistetty vähentyneisiin oksidatiivis-stressimarkkereihin harjoituksen jälkeen.

Hypoksisissa olosuhteissa hapen valtimopaine (PaO2) ja valtimon O2:n saturaatio (SaO2) laskevat, mikä heikentää kudosten hapen toimitusta. Koska aivojen toiminta ja aivojen eheys ovat riippuvaisia ​​jatkuvasta hapen saannista, aivojen desaturaatio voi johtaa kognitiivisten toimintojen heikkenemiseen hypoksiassa. Vamman vakavuus liittyy korkean korkeuden laajuuteen, jolloin 3000 metrin korkeudessa (=14,3 % happea (O2); = 71 % merenpinnan tasolla saatavilla olevasta hapesta) on näkyvissä psykomotorisia häiriöitä. Aivojen hapetus, joka voidaan mitata lähi-infrapunaspektroskopialla, laskee hypoksiassa.

On edelleen epäselvää, voiko CF:n saanti vaikuttaa aivojen hapettumiseen ja perfuusioon hypoksisissa olosuhteissa ja voiko CF:n saanti (osittain) torjua hypoksian aiheuttamia kognitiivisia häiriöitä. Siksi tämän tutkimuksen ensimmäinen tavoite oli tutkia, heikkenevätkö hypoksiset olosuhteet (3000 metrin korkeus; 14,3 % O2) kognitiiviset toiminnot ja eturintaman hapetus henkisesti vaativan tehtävän aikana ja voidaanko näitä häiriöitä osittain palauttaa subkroonisella CF-syötyksellä (7) päivää, 900 mg/vrk).

Hypoksia heikentää myös fyysistä suorituskykyä. Hypoksian aiheuttama aivojen hapettumisen väheneminen voi edistää keskushermoston väsymystä, eli keskushermoston epäonnistumista kiihdyttää motoneuroneja riittävästi, mikä heikentää harjoitussuoritusta hypoksisissa olosuhteissa. Koska hypoksia heikentää myös hapen toimitusta lihaskudokseen, heikentynyt hapen saanti ja heikentynyt oksidatiivisen energian tuotanto harjoittelevassa lihaksessa on toinen harjoitussuoritukseen negatiivisesti vaikuttava tekijä.

Edellä mainittujen korkeuden vaikutusten O2-toimitukseen lisäksi hypoksia johtaa myös lisääntyneeseen oksidatiiviseen stressiin. Oksidatiivinen stressi viittaa epätasapainoon prooksidantti- ja antioksidanttitasojen välillä solujen ja kudosten prooksidanttien hyväksi, ja se voi johtua alentuneesta antioksidanttitasosta tai lisääntyneestä reaktiivisten happilajien tuotannosta. Jälkimmäinen voidaan saada aikaan sekä runsaalla harjoituksella että korkealla. Koska CF voi torjua oksidatiivista stressiä, pyrimme myös tutkimaan, kuinka CF:n saanti voi vaikuttaa oksidatiivisen stressin markkereihin liikunnan avulla hypoksiassa. Siksi tämän tutkimuksen toisena tavoitteena oli tutkia CF-saannin mahdollisia hyödyllisiä vaikutuksia aivojen ja lihasten vasoreaktiivisuuden muutoksiin ja oksidatiiviseen stressiin harjoituksen aikana hypoksiassa ja sen vaikutuksia harjoitussuoritukseen.