Vas állapot és testmozgás Az American Journal of Clinical Nutrition Oxford Academic
John Beard, Brian Tobin, Iron status and exercise, The American Journal of Clinical Nutrition, 72. évfolyam, 2. szám, 2000. augusztus, 594S - 597S. Oldal, https://doi.org/10.1093/ajcn/72.2.594S
ABSZTRAKT
A vashiányos vérszegénység előfordulása valószínűleg nagyobb az atlétikai populációkban és csoportokban, különösen a fiatalabb női sportolóknál, mint az egészséges ülő egyéneknél. Vérszegény egyéneknél a vashiány gyakran nemcsak az atlétikai teljesítményt csökkenti, hanem károsítja az immunrendszer működését és más fiziológiai diszfunkcióhoz vezet. Bár valószínű, hogy az étrend megválasztása magyarázza a negatív vasmérleg nagy részét, bizonyítékok állnak rendelkezésre a vörösvértest-vas és az egész test vasforgalmának megnövekedett arányáról is. A csökkent felszívódás és a fokozott verejték- vagy vizeletvesztés egyéb magyarázata nem valószínű. A fiatal női sportoló megfontolhatja az alacsony dózisú vas-kiegészítők orvosi és étrendi felügyelet mellett történő alkalmazását, hogy megakadályozza a vas állapot csökkenését az edzés során.
BEVEZETÉS
A vashiány a leggyakoribb egyetlen tápanyaghiányos betegség a világon, és a világ népességének ~ 15% -át érinti (1). Az anaemia általánosan használt definíciója, annak okától függetlenül, az alacsony hemoglobin-koncentráció. Ha a vashiány az alap etiológia, akkor definíció szerint az egyénnek kimerült vaskészletei vannak, alacsony a ferritin a plazmában vagy csökkent a festhető vas a csontvelőben, és nem megfelelő a vasszállítás a szövetekbe, aminek jellemzője az alacsony transzferrin-telítettség, a magas eritrocita-protoporfirin koncentráció és megemelkedett transzferrin receptor koncentráció (2, 3).
A vashiány definiálható akkor, amikor a test vaskészletei kimerülnek, és nyilvánvalóvá válik a különböző szövetek korlátozott vas-ellátása (4). A vashiány egyértelmű következményei az oxigénszállítási kapacitás csökkenése és az oxidációs kapacitás csökkenése a sejtek működésének szintjén. A vasraktárak kimerülésének folyamata gyorsan vagy nagyon lassan fordulhat elő, és függ a vasbevitel és a vasigény egyensúlyától. A tudományos szakirodalomban már publikált bizonyítékok alapján ésszerű következtetni arra, hogy a vasbevitel marginális vagy nem megfelelő sok nőnél, akik rendszeres testmozgást végeznek (5, 6). Számos nőnél a vasfogyás kétségtelenül összefügg mind az élelmiszer mennyiségével, mind a tipikus amerikai étrendben rejlő vas sűrűségével, valamint sok ember döntésével a hús eltávolításáról az étrendből.
ÉTKEZÉSI VASZ
Nyilvánvaló, hogy a napi vasbevitel az elfogyasztott ételek összetételétől és az abban lévő vas mennyiségétől függ. Számos inhibitor és kevés vas felszívódást fokozó anyag létezik. A vas felszívódása növekszik azoknál az egyéneknél, akiknek kimerült a vas állapota, és ez a felszívódás belső szabályozója fontosabb lehet, mint az élelmiszerellátás bármely egyes alkotóeleme (7). Az alapvető kötelező emberveszteség ~ 1 mg Fe/d, és helyettesíteni kell az étrendből származó egyenértékű vasmennyiséggel.
A tipikus nyugati étrend átlagosan 6 mg hem és nem hem vasat biztosít 4120 kJ energiafogyasztásonként. A vas biohasznosulása kémiai formájának és az abszorpcióját elősegítő vagy gátló élelmiszerek jelenlétének függvénye. Az aszkorbinsav és a hús ezek közül a leghatékonyabbak a nem hem vas felszívódásának fokozói között, míg az inhibitorok listája sokkal hosszabb. A hem vas felszívódásával ellentétben sok tényező befolyásolja a nem hem vas felszívódását, ide tartozik a korpa; hemicellulóz; cellulóz; pektin; fitinsav, amely a búzában és a szójatermékekben található; és polifenolos vegyületek (8, 9).
A hem-vas fontos táplálék-vas-forrás, mivel hatékonyabban szívódik fel, mint a nem-hem-vas; így a vegetáriánusok viszonylag nagyobb kockázatot jelenthetnek a vashiányra, különösen, ha az élelmiszer-korlátozás része a női sportolók étrendi önkontrolljának. A hem vas 5-35% -a szívódik fel egyetlen étkezés során, míg a nem hem vas felszívódása egyetlen étkezés esetén 2% és 20% között mozoghat, az egyén vasállapotától, valamint a fokozók és promóterek arányától függően. diéta. Így, bár a hem-vas csak az étrendben található vas ~ 10% -át teszi ki, a hem-vas az abszorbeált étkezési vas akár egyharmadát is biztosíthatja (10, 11). Úgy tűnik, hogy a hemvasat csak az állati fehérjék befolyásolják, amelyek megkönnyítik annak felszívódását, és a kalcium, amely gátolja a felszívódást (12).
A SZÉNYES VAS ÁLLAPOT KÖVETKEZMÉNYEI
Számos szerv morfológiai, fiziológiai és biokémiai változásokat mutat vashiány mellett az esszenciális vas-tartalmú fehérjék forgalmához kapcsolódó módon. Néha ez még a hemoglobin-koncentráció jelentős csökkenése előtt következik be (19). A vashiány megváltozott anyagcsere-folyamatokkal jár, beleértve a mitokondriális elektrontranszportot, a neurotranszmitter-szintézist, a fehérjeszintézist, az organogenezist és másokat. A krónikus vashiány nyilvánvaló fizikai megnyilvánulása a glossitis, a szögletes szájgyulladás, a koilonychia (kanálszegek), a kék sclera, a nyelőcső hevedere (Plummer-Vinson szindróma) és a vérszegénység. A vashiányos személyeknél gyakran jelentkeznek olyan viselkedési zavarok, mint a pica [rendellenes szennyeződés (geofágia) és jég (pagofágia)], bár biológiai magyarázat hiányzik.
Fontos meghatározni azt is, hogy maga a testmozgás megváltoztathatja-e a vas állapotát, és hogy ezek a változások károsak-e a sportteljesítményre vagy az atléta egészségére. Bár világszerte számos laboratórium járult hozzá az ismeretek széles körű felhalmozásához ezeken a területeken (5, 6, 19, 20), több mint 2 évtizedes kutatás elemzése számos központi pontot szemléltet. Először is egyértelmű, hogy a hemoglobin-koncentráció és a szövetek vaskoncentrációjának csökkenése káros lehet az edzés teljesítményére. Másodszor dokumentálják, hogy a krónikusan gyakorló egyének sok populációjában a vasállapot negatívan megváltozik. Harmadszor, a nőknél megnőhet a test vasának testmozgással kapcsolatos változásai a nettó negatív vasegyensúly miatt.
A hem és a nonhém vas szerepét a biológiai funkciókban és a munkavégzésben humán és állatkísérletekkel derítették fel, és számos klasszikus áttekintést tettek közzé (21, 22) és frissítettek (23). Nem meglepő, hogy ha hiányzik a hemoglobin-vas, az izomgyakorlás oxigén-transzportjának csökkenése révén mélyen megváltoztathatja a fizikai munkavégzést. Érdekes azonban, hogy bár az enzimrendszerekkel társított nem hem vas a teljes test vasának csupán 1% -át teszi ki, e sejtek enzimjeinek önmagában tapasztalható mély hiánya káros hatással lehet a sportteljesítményre. Tanulmányok azt mutatják, hogy a maximális oxigénfelvételt (V2O2max) elsősorban a vér oxigénszállító képessége határozza meg, és ez korrelál az anaemia mértékével. A csökkent testmozgás intenzitása esetén az állóképességi teljesítmény szorosabban kapcsolódik a szövet vaskoncentrációihoz, mivel szoros összefüggés van a hosszan tartó szubmaximális testtartás képessége és a vasfüggő oxidatív enzimek aktivitása között.
A vashiány jól ismert következményei, amelyek a vaskészletek kimerülése után következnek be, a hemoglobin-koncentráció csökkenése, az átlagos corpuscularis hemoglobin-koncentráció csökkenése, az új vörösvértestek méretének és térfogatának csökkenése, a mioglobinszint csökkentése és mindkét vas- ként és hem vasat tartalmazó citokrómok a sejtekben. A kevesebb vörösvértest, a megnövekedett membrándiffúzió és a szöveti mioglobin-koncentráció csökkenése következtében a hemoglobinból a szövetbe jutó dioxigén diffúziója korlátozottá válik. Súlyos vérszegénység esetén az oxigéntranszport egyértelműen korlátozza a szövetek oxidatív működését, csak a nyugalmi állapotban (19), a jobbra tolódó hemoglobin-O2 disszociációs görbe és a megnövekedett szívteljesítmény ellenére. Ez a kompenzáció növeli az oxigén szöveti extrakcióját, és a vérszegénységben szenvedőknél a kevert vénás vérben a részleges oxigénnyomás lényegesen alacsonyabb. A vashiányos vérszegénységben szenvedők vázizomzatában a mioglobin és más vas-tartalmú fehérjék nagyon jelentős csökkenése jelentősen hozzájárul az izmok aerob kapacitásának csökkenéséhez (19, 22).
Az izomvas-tartalmú és oxidatív enzimek tipikus javítási görbéjét írták le a vasvisszanyerési kísérletek során (23). A piruvát és a malát-oxidáz a vashiányos izomzatban a normál érték 35% -ára redukálódott, és 10 napos kezeléssel a normál érték 85% -ára javult. Mind a Fe-S enzimek, mind a hem tartalmú mitokondriális citokrómok 50–90% -os csökkenése összhangban áll az elmúlt 2 évtized számos más megfigyelésével (19). Ami látszólag meghatározza a sejtszintű vashiányos aktivitás csökkenésének mértékét, az a vas-tartalmú fehérjék forgalmi sebessége.
A hemoglobin küszöbjelenség fogalmára összpontosító humán vizsgálatok eredményei nem értenek egyet. Edgerton és munkatársai (24) kutatásai szerint a vashiányos vérszegénységben szenvedő alanyok munkateljesítményének csökkenése inkább a vérszegénység mértékének tükröződése volt, mint más, nem hemoglobinnal kapcsolatos biokémiai változások. Adataikból kiderült, hogy a vérben a laktát koncentrációja a testmozgás során anémiás egyéneknél magasabb volt, mint a kontroll alanyoknál, és hogy a testpulzusszám csökkent, miután vashiányos vérszegénységben szenvedő személyeket vaskészítményekkel kezeltek. A vizsgált hemoglobin-koncentrációk tartománya nagy volt, 40 g/l-től felfelé. Perkkio és mtsai (25) tanulmányaitól eltérően ezek a tanulmányok lineárisabb összefüggést javasoltak a hemoglobin és a munkateljesítmény között, és így nem feltétlenül támasztják alá a hemoglobin küszöbjelenség jelenlétét. Egy sor részletes állatkísérlet azonosította az oxigénszállítás és a szövetek anyagcseréjének korlátait, amelyek magyarázatul szolgálnak a terhelés állóképességének hiányára és a vashiányos vérszegénységben szenvedő aerob teljesítmény csúcsára (20).
Számos, már 2 évtizeddel ezelőtt végzett tanulmány dokumentálta a sportolók megváltozott vasállapotát, de megkérdőjelezte, hogy ezek a változások fiziológiailag károsak-e. Vagyis a kutatók megkérdőjelezték, hogy a testedzés maga vezet-e negatív vasmérleghez, amelynek későbbi káros hatásai vannak az edzés teljesítményére. Wijn és mtsai (26) megmérték a kiválasztott sportolók hemoglobinját, a sejtek mennyiségét, a szérum vasat és a vas megkötő képességét, és összehasonlították ezeket a tisztviselők hematológiai profiljával az 1968-as olimpiai játékok során. Ezek az adatok a vashiányos vérszegénységet mutatják be a férfi sportolók 2% -ánál és a női sportolók 2,5% -ánál, valamint az atlétikai lakosság 3% -ánál enyhe vérszegénységet a vashiány jele nélkül. Sok más leíró tanulmány is kimutatta a vörösvértestek számának jelentős csökkenését, valamint a hemoglobin és a ferritin koncentrációjának csökkenését a sportolóknál (20). Sok esetben a futók voltak a leginkább érintett csoportok. A szerzők azt feltételezték, hogy egy visszatérő hemoglobinuria csökkent vastartalékot eredményezhet a közép- és hosszútávfutókban. Radomski és mtsai (27) értékelték a hematológiai változásokat a fizikailag alkalmas fiatal katonákban, akik 6 km-t meneteltek 35 km/nap sebességgel a V̇O2max 35% -ánál.
A későbbi vizsgálatok alátámasztották e korai vizsgálatok eredményeit, és kimutatták a hemoglobin és a hematokrit csökkenését bizonyos atlétikai populációkban, bár a teljesítmény tekintetében egyértelmű negatív következmények hiányoznak. Newhouse és mtsai (28, 29), valamint Newhouse és Clement (30) világossá tették a vashiány következményeit a női sportolókban. Mások a női futóknál a szérum ferritinszint csökkenésének fokozott előfordulását figyelték meg (31–35). A felmérések összefoglalójában megállapították, hogy a női sportolók szérum ferritin-koncentrációja 20). Noha a pontos prevalencia-rátára vonatkozó becslések eltérnek, a csökkent szérum ferritin előfordulásának megnövekedett gyakorisága megismételhető megfigyelésnek tűnik a populáció laboratóriumai között. Ezeket az eredményeket befolyásolhatja a menstruációs áramlás és talán az étrendben alkalmazott vasbevitel. A menstruációs áramlás kérdését gyakran figyelmen kívül hagyják a női sportolók testveszteségének becslésében. A vasmegvonás legmeggyőzőbb bizonyítéka a megváltozott szérum ferritin-koncentrációk megfigyelése, amelyek általában alacsonyabbak a női sportolóknál.
Amit azonban ezek a vizsgálatok nem mutatnak be, az klinikailag szubnormális vagy csökkent szérum ferritinkoncentráció, amely kimutatott funkcionális következménnyel jár együtt nyilvánvaló anaemia hiányában. Vagyis a ferritin csökkenése nem káros a sportoló fizikai teljesítményére. A tanulmányok megállapították, hogy az egyszerű étrendi változások megakadályozhatják a ferritin csökkenését a nagyon szerény testmozgás során (36). Egyetlen húst tartalmazó étkezés napi fogyasztása elegendő volt a ferritin fenntartásához egy hosszan tartó vizsgálat során, amikor az aerob tánc volt a gyakorlati mód. A vas-szulfát, 39 mg elemi Fe vagy 125 mg FeSO4 vény nélkül kapható mérsékelt adagja elegendő ahhoz, hogy megakadályozza a ferritin csökkenését a magasan képzett főiskolai úszókban (16). Ez ellentétben áll a mások által beadott sokkal magasabb dózisokkal, hogy megakadályozzák az edzés okozta vashelyzet csökkenését (29, 30).
Számos kutató olyan mechanizmusokat javasolt, amelyek révén az intenzív testmozgás befolyásolhatja a vas egyensúlyát (20, 37–39). A magyarázatok közé tartozik a futás utáni fokozott gyomor-bélrendszeri vérveszteség és hematuria, amely a futás során a lábon belüli vörösvértest-repedés következménye. A sportolóknál a vörösvértestek megnövekedett forgalmának lehetőségét Ehn és mtsai (40) által végzett ferrokinetikai mérések támasztják alá. Kimutatták, hogy a radioaktív vas teljes testvesztése ~ 20% -kal gyorsabban következett be a női sportolóknál, mint a nem sportolóknál, és mindkettő gyorsabb volt, mint a felnőtt férfiaknál. Amikor erősen kontrollált állatkísérletekben vizsgálják a vörösvértest tömegéből származó vasveszteség mértékét, ugyanaz az összefüggés jelenik meg (41), vagyis az alacsony vasállapotú kiképzett állatoknál nagyobb volt a vörösvértest-vasforgalom (csökkent élettartam), mint a testedzéssel edzett állatok.
AJÁNLÁSOK
Az ajánlott étrend-kiegészítőket a jó táplálkozás fenntartására tervezték szinte minden egészséges embernél. Meghatározzák a vas bevitelét csecsemők, gyermekek, felnőtt férfiak és nők számára, és figyelembe veszik a terhelés és a szoptatás alatti további vasigényeket is. A rendelkezésre álló és ebben az áttekintésben bemutatott adatok alapján úgy tűnik, hogy 3 csoport van a legnagyobb veszélyben a megváltozott testvas kialakulásában: női sportolók, távfutók és vegetáriánus sportolók. Ezeknek a csoportoknak azt ajánljuk, hogy különös figyelmet fordítsanak a megfelelő vasfogyasztás fenntartására étrendjükben.
Mindhárom csoport esetében az ajánlott vas étrendi mennyiségének fogyasztása, az étrend bevitelének figyelemmel kísérése és a megfelelő táplálkozási tanácsadás kizárhatja a negatív vasháztartást, és a vashiány megelőzésének első lépésének kell lennie. A válogatás nélküli farmakológiai beavatkozást nemkívánatos eszköznek kell tekinteni a megfelelő vasbevitel elérésére, mivel ez legalábbis marginalizálja a jó táplálkozási szokások népszerűsítésének fontosságát az atlétikai lakosság körében. Azoknál az embereknél, akik egynél több veszélyeztetett csoport tagjai lehetnek, valószínűleg a vegetáriánus étrendet fogyasztó női sportolóknak van a legnagyobb veszélye a negatív vasmérlegre.
A vaskiegészítők használatának megfontolt választásnak kell lennie, amely nem a vérszegénység valószínűségén, hanem ideális esetben a hematológiai értékelésen alapul. A komplex készítmények használata a vártnál kevesebb vasat eredményezhet, és a hatékonyság szempontjából gondos újbóli vizsgálatot indokolhat. A klinikailag alkalmazott orális vaskészítmények vas-szulfátot, (hidratált) vas-glükonátot vagy vas-fumarátot tartalmaznak (42). Ezek a készítmények 37–106 mg elemi Fe-t tartalmaznak. A kiegészítés azonban nem következmény nélküli; a kiegészítő vas nagy dózisainak alkalmazása gyakran társul a gyomor-bélrendszeri szorongásokhoz és székrekedéshez, valamint a betegek megfelelőségének későbbi csökkenéséhez. Azokban a személyekben, akik genetikailag hajlamosak a vas egyensúlyhiányára, a vas pótlása után hemochromatosis alakulhat ki. A vasi toxicitás még azoknál is kialakulhat, akik genetikailag nem hajlamosak a vashiányra, és akik ≥75 mg kiegészítő Fe dózist fogyasztanak. Más adatok szemléltetik az edzés közben felszabaduló „szabad vas” potenciális oxidatív károsodását (43). Ezért minimális kiegészítő vas adagolás ajánlott a vasterhelés esetleges felhalmozódásának elkerülése érdekében (44).
Összefoglalva, nyilvánvaló, hogy a csökkent hematokrit és a hemoglobin károsítja az oxigén szállítását a szövetekbe és a V̇O2max csökkenéséhez vezet. Az egyének normál hematokrithoz történő hozzáadása igazolta a hemoglobin-vas V̇O2max-ra gyakorolt hatását. A vaspótlás hatása a klinikailag alacsony szérum ferritintartalmúak sportteljesítményére azonban kevésbé egyértelmű, bár korlátozott bizonyítékok jelzik, hogy javul az állóképesség és csökken a glükózra, mint oxidatív szubsztrátra való támaszkodás. Azt, hogy az ilyen adaptációk előnyösek-e olyan személyek számára, akik szubklinikai, de csökkent szérum ferritin-koncentrációval rendelkeznek, nem sikerült megállapítani.
Jövőbeni kutatásokra van szükség a marginális vasállapot és a fizikai aktivitás kapcsolatának tisztázására, mivel a világon sok embernek mindkét állapota együtt létezik. Az edzés során megnövekedett vasveszteségek problémája, különösen fiatalabb egyéneknél, azonnali figyelmet igényel, mert a negatív vasmérleg könnyen létrejöhet. Végül az új megfigyelések a megnövekedett oxidatív károsodásokról a testmozgás során, és valószínűleg a vas-kiegészítők nagy dózisai új vizsgálatokat indokolnak.