Könyvespolc

NCBI könyvespolc. A Nemzeti Orvostudományi Könyvtár, az Országos Egészségügyi Intézetek szolgáltatása.

Orvostudományi Intézet (USA) katonai táplálkozás-kutatási bizottsága; Marriott BM, szerkesztő. Táplálkozási szükségletek forró környezetekben: Alkalmazások katonai személyzet számára a terepi műveletekben. Washington (DC): National Academies Press (USA); 1993.

Táplálkozási szükségletek forró környezetekben: Alkalmazások katonai személyzet számára a terepi műveletekben.

Bevezetés

Az elmúlt évtizedben egyre nagyobb az érdeklődés azon gondolat iránt, hogy a megerőltető testmozgást végző személyeknél megnövekedett szükség lehet több alapvető ásványi anyagra. Ez az ötlet azt a széles körű felfogást eredményezte, hogy az ásványi anyag-kiegészítők előnyösek lehetnek ennek az alcsoportnak. A koncepció két alapvető felfogáson alapszik: (a) hogy a megerőltető testmozgást végző egyéneknél magasabb az igény bizonyos ásványi anyagokra, mint a mozgásszegényekhez, a kiválasztott ásványi anyagok vizelet- és izzadságveszteségének megnövekedett aránya miatt, és (b) az észlelt nem megfelelő bevitel egyes ásványi anyagok csökkentik az állóképességet és végső soron egyes betegségek kialakulásához vezethetnek. Bár a sportorvosok, edzők és szakemberek jelentős része hisz az ásványianyag-kiegészítők üdvös hatásában, feltűnően kevés adat támasztja alá az étrend-kiegészítők sportteljesítményre gyakorolt pozitív hatását. Az alábbiakban kifejtettek szerint azonban a megerőltető testmozgás számos ásványi anyagcserét befolyásol, és az izzadság által (akár az erős hő, akár a testmozgás miatt) elvesztett ásványi anyagok mennyisége jelentős lehet.

Ez a fejezet a testmozgás ásványi anyagcserére gyakorolt hatásainak jelenlegi megértését és e hatások lehetséges következményeit vizsgálja. Legalább nyolc ásványi anyag - a réz, a króm, a jód, a vas, a magnézium, a kálium, a nátrium és a cink - anyagcseréjét javasolták befolyásolni a testmozgás. A térbeli korlátok miatt ez a fejezet négy elemre fog összpontosítani - vasra, magnéziumra, cinkre és rézre -, hogy szemléltesse az ásványi anyagcsere és a táplálkozás testmozgás és hő által kiváltott változásait. A vita előtt azonban néhány megjegyzést teszünk a jódra, a szelénre és a krómra vonatkozóan. Az olvasót a 12. és a 13. fejezetre irányítjuk, ahol a nátrium- és kálium-anyagcsere testmozgás és hő által kiváltott változásairól talál információt.

A testmozgás és a hő hatása a jód-, króm- és szelén-anyagcserére

Consolazio (1966) arról számolt be, hogy az izzadás révén jelentős mennyiségű jód veszhet el. Ebben a vizsgálatban 12 felnőtt férfit tartottak nappal 38,5 ° C, éjszaka 33,1 ° C hőmérsékleten. A 24 órás periódus alatt a férfiak mérsékelt sebességgel gyakoroltak kerékpárergométeren 1 órán át. A férfiak átlagos izzadási vesztesége a 24 órás periódus alatt 5576 g volt, ami átlagosan 146 µg jódveszteséget eredményezett. Tekintettel arra, hogy az Egyesült Államok 1989-ben felnőtt férfiak és nők számára javasolt jódtartalmú étrend-kiegészítés (RDA) (NRC, 1989) 150 µg/nap, és az a megfigyelés, hogy a tipikus jódfogyasztás, a jódozott só nélkül, férfiaknál napi 250 és 170 µg között mozog illetve nőknél (Pennington et al., 1989) nyilvánvaló, hogy az izzadsággal összefüggő jódveszteség jelentős lehet. A fenti eredmények azt sugallják, hogy kritikus fontosságú a jódozott só (amely >70 µg jódot/g só) elfogyasztunk, ha az egyén kivételesen meleg helyen van és/vagy megerőltető tevékenységet folytat. Tanulmányokra van szükség, amelyek megvizsgálják a kombinált hőhatás és az állóképesség gyakorlásának a jód anyagcserére gyakorolt hatását.

A jódhoz hasonlóan korlátozott számú szakirodalom áll rendelkezésre a testmozgás és a hő hatásáról a szelén anyagcseréjére, bár felvetődött, hogy a sportolók profitálhatnak a szelén-kiegészítőkből, mivel szerepet játszanak a glutation-peroxidáz szintézisében. Singh és mtsai. (1991) arról számolt be, hogy az amerikai haditengerészet által 5 napos szigorú képzési programnak kitett férfiaknál csökkent a plazma szelénkoncentráció, annak ellenére, hogy a program során megnőtt az étrendi szelénbevitel. Singh és munkatársai azt állították, hogy a plazma szelén csökkenése tükrözheti a szelén elmozdulását a plazma medencéből a fokozott antioxidáns védelmet igénylő szövetekbe. Ez a hipotézis összhangban áll azzal a megfigyeléssel, hogy a testmozgás a szöveti lipidperoxidáció megnövekedett sebességét eredményezheti (Davies et al., 1982). Bár a fenti megfigyelések azt sugallják, hogy a szelén metabolizmusát befolyásolhatja a testmozgás, mind a mai napig nincs meggyőző bizonyíték arra, hogy a szelénpótlás szükséges lenne az állóképességi tevékenységet folytató egyének számára (Lane, 1989; Lang et al., 1987).

Consolazio és mtsai. (1964) átlagosan 340 µg szelén veszteséget szenvedett verejtékben 8 órán keresztül 37,8 ° C hőmérsékleten tartott férfiaknál. Tekintettel azonban arra a megfigyelésre, hogy a tipikus szelénbevitel csak napi 100 µg nagyságrendű (Pennington et al., 1984), a Consolazio által jelentett veszteség túlzottnak tűnik, és tükrözheti az elem mérésével járó technikai nehézségeket. A Consolazio adatait leszámítva nincsenek olyan jelenlegi jelentések, amelyek szerint a szelénigény magasabb lenne meleg környezetben a mérsékelt éghajlatú területekhez képest.

A krómhiányt önmagában nem fogadták el egészségügyi problémaként az állóképességű sportolóknál. A fenti megállapításokat figyelembe véve azonban körültekintőnek tűnik a huzamosabb ideig erőteljes tevékenységet folytató egyének króm-állapotának figyelemmel kísérése, különösen, ha az aktivitást forró környezetben végzik, ahol a króm verejtékvesztesége várhatóan magas lesz. Vizsgálatokra van szükség a króm anyagcseréjében bekövetkező aktivitás által kiváltott változások funkcionális következményeiről.

A testmozgás és a hő hatása a vas anyagcseréjére

Jól ismert tény, hogy a vashiányos vérszegénység a maximális és a szubmaximális testmozgás teljesítményének csökkenésével hozható összefüggésbe (Andersen és Barkve, 1970; Edgerton és mtsai, 1981; Gardner és mtsai, 1977; McDonald és Keen, 1988 és hivatkozások) idézi). Jelentős viták vannak azonban arról, hogy a testmozgás milyen mértékben járul hozzá a vashiány kialakulásához. Bár általános a vélemény, hogy a sportolóknak mint csoportnak általában az anaemia gyakorisága gyakori az ülő populációkhoz képest, az élsportolók hematológiai felmérései általában nem támogatták ezt az elképzelést (Brotherhood et al., 1975; de Wijn et al., 1971 Stewart és mtsai., 1972). Így a nyilvánvaló vashiányos vérszegénység nem tűnik a krónikus intenzív testmozgás gyakori szövődményének.

A fizikai aktivitás magas szintjeiről azt feltételezik, hogy ez "sport vérszegénységet" okoz (jellemzően a hemoglobin koncentráció, a hematokrit és a vörösvértestek számának csökkenése; Balaban et al., 1989; Yoshimura, 1970). A sportos vérszegénység jelensége az eritrocita fokozott megsemmisülésével, a csökkent vasfelszívódással, a fokozott verejtékvesztéssel és a gyomor-bélrendszeri vérveszteséggel járt (Dressendorfer et al., 1991; Ehn et al., 1980; Frederickson et al., 1983; Paulev és mtsai., 1983; Puhl és mtsai., 1981; Stewart és mtsai., 1984). Bár a legtöbb kutató egyetért abban, hogy a sport vérszegénység gyakori azoknál a sportolóknál, akik szigorú edzési programokat kezdeményeznek, ez a "vérszegénység" általában átmeneti jellegű, a hematológiai értékek a folyamatos edzés ellenére 3 héten belül gyakran visszatérnek az előfeszítési értékekhez (Frederickson et al., 1983). Ezen megállapítások alapján egyesek azt javasolták, hogy a sportos vérszegénység részben a plazma térfogat-bővülésének és a vörösvértest-szám funkcionális hígulásának következménye lehet, mert a vér mennyisége akár 20 százalékkal is növekedhet az edzés során (Brotherhood et et al., 1975; Hegenauer és mtsai, 1983).

Az elmúlt években érdeklődést váltott ki az az elképzelés, hogy a testedzés csökkentheti a szövetek vaskészleteit. Ehn al. (1980) alacsony csontvelő-vasraktárakról és a fokozott vasfelszívódásról számolt be az elit távfutóknál, akikre a normális hemoglobin- és szérum-vasszint volt jellemző. Számos kutató számolt be arról, hogy az alacsony szérum ferritin-koncentráció hosszan tartó, megerőltető testmozgás következménye (elsősorban akkor, ha az alany súlyt viselő sportokkal foglalkozik) (Magazanik et al., 1988; Nickerson et al., 1985; Parr et al. ., 1984; Roberts és Smith, 1990; Snyder és mtsai., 1989). Bár jelentős vita folyik arról, hogy a vas-kiegészítők mennyiben akadályozhatják meg a test által kiváltott szöveti vasraktárak csökkenését, Snyder et al. (1989) és Nickerson és mtsai. (1985) arról számoltak be, hogy a nagy biológiai hozzáférhetőségű vas (a húsban lévő vas-vas) vagy a vas-kiegészítők (napi 105 mg) alkalmazása késleltetheti az alacsony szérum ferritin-koncentráció kialakulását.

Tekintettel arra a megfigyelésre, hogy az állóképességi sportolókra általában nem jellemző a vashiányos vérszegénység normálnál magasabb gyakorisága (lásd fent), sok kutató megkérdőjelezte az alacsony szérum ferritin-koncentráció megállapításának jelentőségét ezekben az egyénekben. Fontos azonban megjegyezni, hogy ezeknél az egyéneknél alacsony szöveti vasraktárak előfordulása problémát jelenthet a sérülésekből való felépüléssel kapcsolatban, amelyek kiterjedt szövetkárosodást vagy vérveszteséget eredményeznek. Meg kell jegyezni, hogy nemrégiben figyeltek meg marginális vashiányt, amely károsodott hőszabályozást eredményezett (Beard et al., 1990); így a testmozgás által kiváltott vasállapot-változások különös kockázatot jelenthetnek a szélsőséges hőmérsékletnek kitett egyének számára.

Mint fentebb tárgyaltuk, a vas izzadásának megnövekedett aránya feltételezhetően hozzájárul a vasraktárak kimerüléséhez krónikus állóképességi edzéssel. Noha a verejték vesztesége a verejtékben általában nem tekinthető a vas kimerülésének fő magyarázatának, a verejtékben lévő vas koncentrációja férfiaknál 0,1 és 0,3 mg/liter között, nők esetében pedig legfeljebb 0,4 mg/liter között változhat (Aruoma és mtsai. 1988; Brune és mtsai, 1986; Lamanca és mtsai, 1988; Paulev és mtsai, 1983). Ezen koncentrációk figyelembevételével a verejték a vasvesztés érzékelhető útja lehet, különösen akkor, ha az izzadási arány meghaladja a napi 5 litert. Az esetleges kölcsönhatás a magas hőmérsékletnek való kitettség és az erőteljes aktivitás között a vas állapotának figyelembevételével, valamint az egyén hőregulációs és sérülésből való helyreállítási képessége olyan terület, amelyet további tisztázásra szorul.

Összefoglalva, az étrendi vaspótlás bizonyos esetekben igazolható lehet az egyén jó egészségének biztosítása érdekében. Óvatosan kell eljárni a túlzott vaspótlás támogatása mellett, figyelembe véve a használatával járó lehetséges negatív mellékhatásokat, ideértve az esetleges gyomor-bélrendszeri kényelmetlenséget és más hasonló fiziokémiai tulajdonságokkal rendelkező fémekkel való kölcsönhatásokat. Például felvetették, hogy a kiegészítő vas magas szintje gátolhatja a cink felszívódását (Keen és Hackman, 1986; Solomons, 1986). Tekintettel arra, hogy a megerőltető testmozgás és/vagy olyan körülményeknek való kitettség, amely magas izzadságveszteséget eredményez, a cink anyagcseréjének jelentős változásaihoz kapcsolódik (lásd alább), a felesleges vaspótlás lehetséges negatív hatásai egyértelműek.

A testmozgás és a hő hatása a cink anyagcseréjére

Ez a megállapítás azt mutatja, hogy a testmozgásnak rövid távú hatása van a cink anyagcseréjére; e hatások közvetlen fiziológiai következményei azonban nem ismertek. Dressendorfer és Sockolov (1980) szerint az állandó testmozgás magas szintje hosszan tartó hatással lehet a cink anyagcseréjére. Ez a javaslat azon a megfigyelésen alapult, hogy az állóképességi futók jelentős számát alacsony szérum cinkkoncentráció jellemezte még az edzés előtt. Az állóképességi futók hipozinkémiájáról azóta más laboratóriumok is beszámoltak (Couzy és mtsai, 1990; Deuster és mtsai, 1986; Dressendorfer és mtsai, 1982; Hackman és Keen, 1986; Haralambie, 1981).

Figyelembe véve a testmozgás okozta hipozincémia gyakori megfigyelését és a verejtékezéssel elveszíthető elem potenciálisan nagy mennyiségét, szükség lehet cinkpótlásra azokban a helyzetekben, ahol tartós testedzés és hőhatás várható. Ugyanakkor, amint arról a vas esetében szó esett, körültekintően kell eljárni a cink-kiegészítők támogatása mellett, mivel ez az elem magas szinten zavarhatja a réz felszívódását a cink és a réz hasonló fizikokémiai tulajdonságai miatt (Keen és Hackman, 1986). A napi 50 mg-ot meghaladó krónikus (több mint 6 hetes) cink-kiegészítők fogyasztását összefüggésbe hozták az emberek rézhiányával (Fischer et al., 1984; Fosmire, 1990; Prasad et al., 1978; Samman és mások Roberts, 1988). Az alacsonyabb cink-pótlási szintekről nem jelentettek rézhiányt.

A testmozgás és a hő hatása a magnézium anyagcserére

A fenti jelentések alapján egyértelmű, hogy a tartósan megerőltető megterhelés a plazma magnézium-koncentrációjának csökkenését eredményezheti. Ezek a csökkenések részben a verejtékezés révén megnövekedett magnéziumveszteségnek tudhatók be, amely forró környezetben jelentősen felerősödhet. Tekintettel arra, hogy a marginális magnéziumhiány jelentős egészségkockázatot jelenthet az egyén számára, olyan vizsgálatokra van szükség, amelyek meghatározzák a magnézium koncentrációjának plazma testmozgás és hő általi csökkentésének funkcionális következményeit.

A testmozgás és a hő hatása a réz anyagcserére

Több kutató beszámolt arról, hogy az akut, megerőltető testmozgás a plazma rézkoncentrációjának jelentős növekedését eredményezi, amelyet a plazma ceruloplazmin-koncentrációjának növekedésének tulajdonítanak (Haralambie, 1975; Ohno és mtsai, 1984; Olha és mtsai, 1982 ). A ceruloplazmin koncentrációk növekedése összhangban áll az akut fázisú válasz kiváltásával, amint azt fentebb tárgyaltuk. Az intenzív testmozgás hatása a plazma rézszint emelkedésére hosszabb ideig folytatódhat. Dressendorfer és mtsai. (1982) arról számolt be, hogy a 20 napos, 500 km-es közúti versenyben részt vevő férfiakra a plazma rézszintje jellemző, amely az első hét folyamán folyamatosan emelkedett, majd meglehetősen állandó maradt. Ennek a testmozgás eredményeként megnövekedett rézkibocsátásának a plazmában hosszan tartó hatása lehet, amint azt az a megfigyelés sugallja, hogy a plazma rézszintje nyugalmi állapotban általában magasabb a sportolóknál, mint képzetlen egyéneknél (Haralambie, 1975; Lukaski et al., 1983; Olha és mtsai., 1982).

Anderson és mtsai. (1984) arról számolt be, hogy a plazma rézkoncentrációja hasonló volt a férfiaknál egy 6 mérföldes futás előtt és után; Lukaski és mtsai. (1990) szerint az edzés nem befolyásolja a plazma rézkoncentrációját az elit úszókban, és Singh és mtsai. (1991) nem figyelt meg változást a réz plazmakoncentrációjában azoknál a férfiaknál, akik intenzív fizikai aktivitást végeztek 5 napos időszak alatt. Resina és mtsai. (1990) arról számolt be, hogy a plazma rézkoncentrációja alacsonyabb volt a hosszútávfutóknál, mint az ülő kontrollokban, Dowdy és Burt (1980) szerint a plazma rézkoncentrációja és a ceruloplazmin-aktivitás 6 hónapos időszak alatt csökkent a versenyző úszókban. Uhari és mtsai. (1983) arról számolt be, hogy a plazma rézkoncentrációja csökkent a férfi és a női alanyokban a szaunafürdő forró hőmérsékletnek való kitettségét követően.

A testmozgásnak a plazma rézkoncentrációra gyakorolt jelentett hatásainak fenti különbségei különbözőek, ideértve az alanyok rézállapotának különbségeit is; a gyakorlat típusa, intenzitása és időtartama; az egyén fizikai állapota; és a testmozgás okozta szöveti trauma mértéke. Feltehetően a plazma réz növekedése elsősorban akkor fordul elő, ha szövetkárosodás van, amely akut fázisú választ vált ki. Azonban vegye figyelembe, hogy Singh és mtsai. (1991), a jelentős szövetkárosodás bizonyítéka ellenére (lásd fent a cink részt), a plazma rézkoncentrációja nem volt magas.

További vizsgálatokra van szükség, amelyek meghatározzák az edzés okozta plazma rézkoncentráció-növekedés mechanizmusait.

Következtetések

A hosszan tartó megerőltető testmozgás jelentős változásokat eredményezhet a króm-, réz-, vas-, magnézium- és cink-anyagcserében. Ezeknek a változásoknak a bizonyítéka több napig is fennmaradhat a gyakorlat abbahagyása után. A plazma ásványi anyag koncentrációjában megfigyelt változások egy része részben akut fázisú válasznak tulajdonítható, amely szöveti trauma vagy stressz következménye. A plazma ásványi anyag koncentrációjának csökkenése részben azt is tükrözi, hogy ezen ásványi anyagok a vizelet és a verejték révén a szervezetből fokozottan veszítenek. Az ásványianyag-veszteség megnövekedett üteme, amely a verejtékezés során a testmozgás során jelentkezik, felerősödik az egyidejű meleg hőmérséklet hatásának.

A fenti megfigyelések alapján a következő kérdések merülnek fel: A kitartással összefüggő ásványi anyagcsere-változások az alábbiak egy részét vagy egészét eredményezik-e:

Sürgősen további munkára van szükség a megerőltető testmozgásnak és a hőnek való kitettség hatására. Az étrend hatása az ásványi anyagcsere fenti változásaira, vagy hogy az étrendi manipulációk csillapíthatják-e e változások negatív következményeit, kibővítendő kutatási terület.

Hivatkozások

Vita

DR. NESHEIM: Köszönöm. Néhány kérdésünk lesz, mielőtt szünetelünk ebédelni.

RÉSZTVEVŐ: Tudna részletezni még valamit a limfociták magnéziumfelvételéről? Mellékesen említette, hogy növekedhet a limfociták felvétele?

DR. KEEN: Igen, ezt javasolta Franz (Franz et al., 1985). És az az érv, hogy bár nincsenek szilárd adatok, amelyek alátámasztanák, hogy a lipolízishez megnövekszik a limfocita magnézium felvétele.

Noha ennek az elképzelésnek a jelenlegi adatai nem túl erősek, a szakirodalomban ezt lehetőségnek kell tekinteni.

A magnézium testmozgás által kiváltott eritrocita-felvétele szintén azon az elgondoláson alapult, hogy szükséges a 2,3-difoszfoszlicerát szintéziséhez (Lukaski et al., 1983).

Mindazonáltal elvégeztünk egy tanulmányt (Lowney és mtsai, 1990), ahol megvizsgáltuk a magnéziumhiánynak az eritrocita 2, 3-difoszfoszlicerát termelésére gyakorolt hatását, és nem volt hatással a 2,3-difoszfoglicerát szintre.

RÉSZTVEVŐ: Mi lenne az állattal végzett magnéziumhiányos állóképességi vizsgálattal. Miért nem folytatódott ez tovább, mivel súlyosabb hiánya van? Itt van egy fennsík valójában.

DR. KEEN: Igen, fennsík. Sajnos nem lehet sokkal hiányosabb állatokat szerezni, és érdemi adatokat szerezni. Kíváncsiak voltunk arra, hogy vajon sikerül-e dózis-választ kapnunk olyan állatokkal, akiket kevesebb mint 50 µg magnéziumot tartalmazó étrenddel etettek, azonban miután a magnéziumhiány kifejezett jelei jelentkeztek, nehéz volt a hímeket futni.

DR. NESHEIM: Köszönöm, Carl. Ez nagyon érdekes és kihívást jelentett, és valóban beszámol néhány elvégzendő munkáról.

Lábjegyzetek

Carl L. Keen, Táplálkozási és belgyógyászati osztályok, Kaliforniai Egyetem, Davis, CA 95616–8669