Влияние аэробных и анаэробных упражнений на окислительный стресс и работоспособность клеток у здоровых тренированных молодых мужчин

Окислительный стресс возникает из-за дисбаланса между уровнями прооксидантов и антиоксидантов, когда статус прооксидантов, в первую очередь активных форм кислорода (АФК), превышает антиоксидантную защиту. Этот дисбаланс может повредить клеточные компоненты, такие как мембраны, липиды, белки, ДНК и липопротеины, что приводит к различным хроническим и дегенеративным заболеваниям. Организм человека защищается от окислительного стресса с помощью антиоксидантных механизмов. Многочисленные исследования показали, что физические упражнения увеличивают выработку АФК, главным образом за счет повышения активности фосфолипазы А2 (PLA2), никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН)-оксидазы и ксантиноксидазы (XO). Если АФК накапливаются чрезмерно, это может привести к окислительному стрессу. Во время анаэробных упражнений уровень перекисного окисления липидов может значительно повышаться в течение 48 часов после тренировки. Основными источниками образования свободных радикалов во время физических упражнений являются митохондриальная цепь транспорта электронов, ишемически-реперфузионное повреждение и местное воспаление, которые вызывают окислительный стресс.

Острые изменения биомаркеров окислительного стресса после тренировки часто сопровождаются усилением антиоксидантной реакции. Например, уровни мочевой кислоты (UA), каталазы (CAT) и глутатионпероксидазы (GPX) увеличиваются после 10 минут до 4–8 часов анаэробных упражнений. Различные виды физических упражнений также стимулируют биогенез митохондрий, хотя остается неясным, являются ли анаэробные или аэробные упражнения более эффективными для стимулирования этого процесса у людей. Митохондрии, имеющие решающее значение для производства клеточной энергии, генерируют энергию путем переноса электронов из пищи в систему дыхательной цепи с участием различных сложных белков. Высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ) с аэробными упражнениями, такими как езда на велосипеде и ходьба, побуждают клетки производить больше белков для митохондрий и их рибосом, эффективно противодействуя клеточному старению. Хорошо известно, что упражнения на выносливость (от низкой до умеренной интенсивности в течение 30–60 минут) улучшают функцию митохондрий в скелетных мышцах, хотя влияние анаэробных упражнений на биогенез митохондрий изучено меньше.

Как аэробные, так и анаэробные упражнения положительно влияют на липидный обмен. Аэробные упражнения особенно эффективны для улучшения липидного профиля, в частности, для увеличения уровня липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). Австралийское исследование показало, что аэробные упражнения значительно снижают уровень общего холестерина, липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и триглицеридов (ТГ), одновременно повышая уровень ЛПВП примерно на 0,05 ммоль/л. Метаанализ Kelley et al. пришли к выводу, что аэробные упражнения повышают уровень ЛПВП на 9% и снижают уровень ТГ на 11%, хотя они существенно не изменяют уровни общего холестерина или ЛПНП. Анаэробные упражнения также показали положительное влияние на липидный профиль. Европейское исследование с участием 16 человек, страдающих ожирением, показало, что комбинированные аэробные и анаэробные тренировки привели к большему снижению содержания неэстерифицированных жирных кислот и индекса массы тела, чем только аэробные тренировки.

Таким образом, физические упражнения влияют на окислительный стресс, митохондриальную функцию и метаболические параметры, однако различное влияние аэробных и анаэробных упражнений на эти факторы остается неясным. Аэробные и анаэробные упражнения различаются прежде всего потребностью в кислороде (О2). Аэробные упражнения, такие как бег на длинные дистанции, езда на велосипеде и бег трусцой, выполняются с низкой и умеренной интенсивностью (от 40% до 70% от VO2max) и зависят от кислорода в течение продолжительных периодов времени. Анаэробные упражнения выполняются с высокой интенсивностью (от 75% до 100% от максимального значения VO2) и не зависят от поступления кислорода (O2). Примеры включают спринт на 100 метров или меньше, метательные виды спорта и подобные виды деятельности.