Aerobisen ja anaerobisen harjoituksen vaikutus oksidatiiviseen stressiin ja solukuntoon terveillä koulutetuilla nuorilla miehillä

Oksidatiivinen stressi johtuu epätasapainosta prooksidantti- ja antioksidanttitasojen välillä, jolloin prooksidanttitila, pääasiassa reaktiiviset happilajit (ROS), ylittää antioksidanttipuolustuksen. Tämä epätasapaino voi vahingoittaa solukomponentteja, kuten kalvoja, lipidejä, proteiineja, DNA:ta ja lipoproteiineja, mikä johtaa erilaisiin kroonisiin ja rappeutuviin sairauksiin. Ihmiskeho puolustaa oksidatiivista stressiä vastaan ​​antioksidanttimekanismien avulla. Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että fyysinen harjoittelu lisää ROS-tuotantoa, pääasiassa fosfolipaasi A2:n (PLA2), nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaattifosfaatti (NADPH) oksidaasin ja ksantiinioksidaasin (XO) lisääntyneen aktiivisuuden kautta. Jos ROS kerääntyy liikaa, se voi johtaa oksidatiiviseen stressiin. Anaerobisen harjoituksen aikana lipidiperoksidaatiotasot voivat nousta merkittävästi jopa 48 tunnin ajan harjoituksen jälkeen. Ensisijaisia ​​vapaiden radikaalien tuotannon lähteitä harjoituksen aikana ovat mitokondrioiden elektronien kuljetusketju, iskemia-reperfuusiovaurio ja paikallinen tulehdus, jotka kaikki aiheuttavat oksidatiivista stressiä.

Akuutteja muutoksia oksidatiivisen stressin biomarkkereissa harjoituksen jälkeen liittyy usein antioksidanttivasteen lisääntymiseen. Esimerkiksi virtsahapon (UA), katalaasin (CAT) ja glutationiperoksidaasin (GPX) tasot nousevat 10 minuutin kuluttua 4-8 tunnin anaerobiseen harjoitteluun. Erilaiset liikuntatyypit stimuloivat myös mitokondrioiden biogeneesiä, vaikka onkin epäselvää, onko anaerobinen vai aerobinen harjoittelu tehokkaampi edistämään tätä prosessia ihmisillä. Mitokondriot, jotka ovat kriittisiä solujen energiantuotannon kannalta, tuottavat energiaa siirtämällä elektroneja ruoasta hengitysketjuun, jossa on mukana erilaisia ​​monimutkaisia ​​proteiineja. Korkean intensiteetin intervalliharjoittelu (HIIT) aerobisissa harjoituksissa, kuten pyöräilyssä ja kävelyssä, saa solut tuottamaan enemmän proteiineja mitokondrioille ja niiden ribosomeille, mikä estää tehokkaasti solujen ikääntymistä. Kestävyysharjoituksen (matala tai kohtalainen intensiteetti 30-60 minuuttia) tiedetään lisäävän luurankolihasten mitokondrioiden toimintaa, vaikka anaerobisen harjoituksen vaikutuksia mitokondrioiden biogeneesiin on tutkittu vähemmän.

Sekä aerobinen että anaerobinen harjoitukset vaikuttavat positiivisesti rasva-aineenvaihduntaan. Aerobinen harjoittelu on erityisen tehokas lipidiprofiilien parantamisessa, erityisesti korkean tiheyden lipoproteiinin (HDL) lisäämisessä. Australialainen tutkimus osoitti, että aerobinen harjoittelu alensi merkittävästi kokonaiskolesterolia, matalatiheyksisiä lipoproteiineja (LDL) ja triglyseridejä (TG) samalla kun HDL nousi noin 0,05 mmol/l. Meta-analyysi Kelley et ai. totesi, että aerobinen harjoittelu lisää HDL:ää 9 % ja alentaa TG:tä 11 %, vaikka se ei merkittävästi muuta kokonaiskolesteroli- tai LDL-tasoja. Anaerobinen harjoittelu on myös osoittanut myönteisiä vaikutuksia lipidiprofiileihin. Eurooppalaisessa tutkimuksessa 16 lihavilla henkilöllä havaittiin, että yhdistetty aerobinen ja anaerobinen harjoittelu johti esteröimättömien rasvahappojen ja painoindeksin suurempaan laskuun kuin pelkkä aerobinen harjoittelu.

Yhteenvetona voidaan todeta, että liikunta vaikuttaa oksidatiiviseen stressiin, mitokondrioiden toimintaan ja aineenvaihduntaparametreihin, mutta aerobisen ja anaerobisen harjoittelun selkeät vaikutukset näihin tekijöihin jäävät epäselväksi. Aerobiset ja anaerobiset harjoitukset eroavat pääasiassa happitarpeensa (O2) suhteen. Aerobisia harjoituksia, kuten pitkän matkan juoksua, pyöräilyä ja lenkkeilyä, suoritetaan alhaisella tai kohtalaisella intensiteetillä (40–70 % VO2max:sta) ja ne ovat riippuvaisia ​​hapesta pitkiä aikoja. Anaerobista harjoittelua suoritetaan korkealla intensiteetillä (75–100 % VO2 max:sta) eikä se ole riippuvainen hapen (O2) saannista. Esimerkkejä ovat 100 metrin tai sitä pienemmät sprintit, heittourheilu ja vastaavat toiminnot.