Biljana Knežević, Maja Belić i Zoran Vrbanac
Biljana KNEŽEVIĆ, dr. med. vet.; dr. sc. Maja BELIĆ, dr. med. vet., docentica, dr. sc. Zoran VRBANAC, dr. med. vet., viši asistent, Veterinarski fakultet, Zagreb
UvodMaterijali i metodeRezultati i raspravaZaključakSažetakLiteraturaAbstract
Uvod
P oznato je da vježbanje uzrokuje predvidljive promjene u perifernoj krvi mnogih životinjskih vrsta. Te promjene odražavaju u prvom redu odgovarajuće fiziološke prilagodbe na zahtjeve koje postavlja samo vježbanje (Kingston, 2004., Davis i sur., 2008.), ali i patofiziološka događanja koja proizlaze od stresa prouzročenog vježbom (Ricketts, 2004., Davis i sur., 2008.).
Vježbanje također uzrokuje i fiziološke promjene u broju otkucaja srca, disanju i rektalnoj temperaturi. Broj otkucaja srca se smatra indikatorom relativnog kardiovaskularnog opterećenja i stoga je praćenje broja otkucaja srca vrlo korisno za nadziranje intenziteta treninga kao i za otkrivanje subkliničkih bolesti (Foreman i sur., 1990., Munoz i sur., 1999., Rovira i sur., 2008.).Vrsta napora koju pas izvršava tijekom vježbanja određena je intenzitetom i dužinom trajanja vježbi.
Hormonske promjene koje se zbivaju tijekom vježbanja utječu na metabolizam i sposobnost prilagodbe organizma povećanim energetskim zahtjevima.
Energija potrebna za kontrakciju mišića dobiva se u prvom redu razgradnjom glukoze, odnosno glikolizom kojom nastaje visoko energetski spoj adenozin trifosfat (ATP). Glukoza je u mišićima skladištena u obliku glikogena koji se u slučaju potrebe za energijom razgrađuje na glukozu-6-fosfat procesom glikogenolize.
Enzim glukoza-6-fosfataza koja se nalazi u jetri, bubrezima i crijevima defosforilira glukoza-6-fosfat i time omogućuje izlazak glukoze iz stanice. Međutim, stanice mozga i mišića nemaju glukoza-6-fosfatazu pa zbog toga glukoza u tim tkivima ne može izaći van iz stanice nego se koristi kao izvor energije isključivo za stanicu u kojoj se nalazi (Kronfeld,1982., Wilmore i Costill, 1994.)Osim glukoze, izvor energije su i slobodne masne kiseline (SMK). SMK mogu biti oksidirane u stanicama mnogih tkiva, posebice jetre i mišića kako bi se na taj način osigurala dovoljna količina energije. U slučaju kada je organizmu potrebna energija, a potrošene su zalihe glukoze, odnosno glikogena, dolazi do mobilizacije masti iz masnog tkiva. Trigliceridi iz masnog tkiva se hidroliziraju na masne kiseline i glicerol.
SMK se u mitohondrijima oksidiraju procesom beta oksidacije do acetil-koenzima A (acetil-CoA) koji vezanjem s oksalacetatom ulazi u ciklus limunske kiseline kojim se stvara energija u obliku ATP-a. Iz acetil-CoA sintetizira se još i kolesterol te ketonska tijela (Kronfeld, 1982.)Masne kiseline su sastavni dijelovi većine masti, koje u tijelu služe kao rezerva energije. Molekula masne kiseline sastoji se od polarne karboksilne skupine (-COOH) koja je topiva u vodi i nepolarnog lanca ugljikovodika koji je topiv u uobičajenim organskim otapalima (Rastogi, 2007.). U plazmi se više od 90% masnih kiselina nalazi u obliku estera (primarno triglicerola, estera kolesterola i fosfolipida) sadržanih u cirkulirajućim lipoproteinskim česticama, dok se ostalih 10% masnih kiselina u plazmi nalazi neesterificirano, odnosno slobodno.
Neesterificirane masne kiseline (slobodne masne kiseline) se transportiraju u cirkulaciji vezane za albumine (Harvey i Ferrier, 2010.). Esterificirane masne kiseline u obliku triglicerola su pohranjene u masnim stanicama i služe kao važna rezerva energije za tijelo.Oslobađanje triglicerida iz masnih stanica je regulirano hormonima kako bi se osigurala energija za tijelo između obroka (Barret, 2013.). Masti u aktivnijim dijelovima organizma imaju nižu točku topljenja i sadrže više nezasićenih masnih kiselina u svom sastavu te se mogu lakše oksidirati i stalno upotrebljavati za razliku od onih koji su pohranjeni kao masno tkivo u drugim, manje aktivnim tkivima (Rastogi, 2007.).
Kolesterol je karakteristični steroidni alkohol životinjskih tkiva i obavlja niz esencijalnih funkcija u tkivu (Harvey i Ferrier, 2010.). Nalazi se u sastavu većine staničnih membrana kao čimbenik koji je važan za njihovu stabilnost. Istodobno, kolesterol omogućuje prijenos tvari u stanicu i iz nje (transmembranski transport). Iako se kolesterol stvara u raznim organima i tkivima, mjesto najveće sinteze kolesterola u organizmu je jetra. U izobilju ga ima u središnjem živčanom sustavu, gdje je njegova uloga kao sastavne komponente membrana osobito značajna. Prekursor je žučnih kiselina koje se sintetiziraju u jetri i prijeko su potrebne za apsorpciju masti u tankom crijevu. Prekursor je i steroidnih hormona nadbubrežne žlijezde (kortizola i aldosterona) te spolnih hormona (estrogena i androgena) (Brown i Goldstein, 1986., Grundy, 1990., Pavković, 2003.).
Molekule triglicerida i gotovo sve molekule kolesterola cirkuliraju u plazmi u lipoproteinima. Lipoproteini predstavljaju transportni oblik lipida u organizmu. Sastoje se od jezgre hidrofobnih lipida (trigliceridi i esteri kolesterola) koji su okruženi hidrofilnim slojem fosfolipida, apolipoproteina i kolesterola (Stocham i Dolce, 2004.).
Prema gustoći lipoproteini se klasificiraju u pet skupina: hilomikroni–lipoproteini bogati trigliceridima iz hrane, lipoproteini vrlo male gustoće (engl. very low density lipoprotein – VLDL) koji sadrže uglavnom endogene trigliceride, lipoproteini srednje gustoće (engl. intermediate density lipoprotein – IDL), lipoproteini niske gustoće (engl. low density lipoprotein – LDL) i lipoproteini visoke gustoće (engl. high density lipoprotein – HDL) u kojima je glavni lipid kolesterol (Williams i sur., 1993., Pavković, 2003.).LDL prenosi kolesterol iz jetre do ostalih stanica u organizmu. Višak se kolesterola može taložiti na stijenkama arterija i tamo zajedno s još nekim tvarima iz krvi stvarati plak koji s vremenom može prouzročiti začepljenje krvnih žila. Zbog toga se LDL-kolesterol naziva i “lošim kolesterolom”. HDL ima ulogu povratnog prijenosa kolesterola iz tkiva u jetru. Na taj način smanjuju vjerojatnost nagomilavanja kolesterola na stijenkama krvnih žila i vjerojatnost razvoja kardiovaskularnih bolesti. Iz tog se razloga HDL-kolesterol naziva “dobrim kolesterolom”.
Cilj ovog rada je bio istražiti učinak umjerene fizičke aktivnosti tijekom četveromjesečnog razdoblja na metabolizam lipida mjerenjem koncentracije kolesterola i triglicerida u serumu.
Materijali i metode
Pokusne životinje
Istraživanje je provedeno na 20 pasa pasmine labrador retriver koji su bili uključeni u program rada Centra za rehabilitaciju ljudi s posebnim potrebama “Silver”. U uzorku je bilo 14 ženki i 6 mužjaka, prosječne starosti 16,9±4,5 mjeseci te prosječne tjelesne mase 30,8±4,2 kilograma. Odabrani su psi za koje se nakon kliničkog pregleda, koji je uključivao utvrđivanje zdravlja lokomotornog sustava ortopedskim i rendgenološkim pregledom, utvrdilo da su zdravi. Tijekom istraživanja su svi psi živjeli u jednakim uvjetima sa stalno dostupnom svježom vodom. Režim hranidbe se odvijao prema uputama proizvođača te je bio isti za sve pse, kao i slobodna dnevna aktivnost.
Protokol vježbanja
Fizička aktivnost se sastojala od 20 minuta trčanja na pokretnom sagu za pse (Fit Fur Life Ltd., Professional model, Surrey, Velika Britanija) tri puta tjedno u isto doba dana kroz četiri mjeseca. Brzina, a ujedno i opterećenje su određeni individualno za svaku jedinku na temelju praćenja frekvencije rada srca. Umjereni intenzitet je procijenjen na temelju postizanja srčane frekvencije 130-140 otkucaja u minuti, budući da je prosječna srčana frekvencija zdravih odraslih labradora retrivera u mirovanju 80-100 otkucaja u minuti (Höglund i sur., 2012.). Početna prosječna brzina trčanja je iznosila 5-6 km/h. Za vrijeme fizičke aktivnosti frekvencija rada srca je praćena uporabom sustava POLAR (Polar WearLink elastični elektroidni pojas i primopredajnik W.I.N.D., Polar RS800CX, monitor srčane frekvencije). Sami pojas je postavljen oko prsnog koša, iza prednjih ekstremiteta, a područje kontakta elektroda s kožom je pripremljeno tako da se dlaka skratila i područje očistilo alkohom te je nanesen ultrazvučni gel radi boljeg kontakta. Kontinuirano je praćenje srčane frekvencije započelo u fazi mirovanja, i trajalo je cijelo vrijeme treninga. Psi su trenirani u ustanovi u kojoj inače borave te im je pokretni sag predstavljen dva tjedna prije početka u fazi privikavanja. Tijekom samog trčanja psi su bili pod stalnim nadzorom i zavezani sigurnosnim pojasom kako bi se spriječile ozljede.
Prikupljanje i obrada uzoraka
Psima je u dva navrata uzeta krv i to prije početka vježbanja te na kraju četveromjesečnog treninga. Krv je uzeta iz venae cephalicae antebrachii u epruvete s podtlakom, u jutarnjim satima između 9 h i 11 h. Krv je centrifugirana 15 minuta pri 3000 okretaja/minuti te je izdvojen serum u kojem je izmjerena koncentracija odabranih biokemijskih parametara (triglicerida i kolesterola) standardnim biokemijskim metodama (Olympus Diagnostic GMBH) na biokemijskom analizatoru Olympus AU 600.
Statistička obrada podataka
Rezultati su statistički obrađeni korištenjem računalnog ograma Statistica v.10 (StatSoft, SAD) i uključivali su izračun deskriptivne statistike koja sadržava rezultate broja podataka za svaku varijablu, najveću i najmanju vrijednost, aritmetičku sredinu i standardnu devijaciju. Razlika između pojedinih skupina izračunata je Studentovim t-testom, a razina statističke značajnosti je postavljena na p<0,05. ▲
Rezultati i rasprava
Koncentracije triglicerida i kolesterola koje su dobivene u serumu prije te nakon četveromjesečnog treninga, kao i njihove srednje vrijednosti su prikazane u Tabeli 1. i 2.
Izmjerene početne koncentracije tri glicerida su bile u granicama referentnih vrijednosti laboratorija Klinike za unutarnje bolesti, osim kod dva psa kod kojih su vrijednosti bile povišene. Na kraju četveromjesečnog treninga uočen je blagi pad koncentracije triglicerida, dok je kod samo jednog psa koncentracija bila viša od referentnih vrijednosti.
Raspon koncentracije kolesterola prilikom prvog mjerenja je bio 4,69-10,47 mmol/L, sa srednjom vrijednosti od 7,13±1,60 mmol/L. Prilikom drugog mjerenja raspon vrijednosti je bio 4,5-8,81 mmol/L sa srednjom vrijednosti od 6,10±1,15 mmol/L. Koncentracija kolesterola bila je statistički značajno niža nakon drugog mjerenja u odnosu na prvo mjerenje (p=0,025).
Izmjerene početne koncentracije ukupnog kolesterola su kod osam pasa bile više od referentnih vrijednosti. Na kraju četveromjesečnog treninga uočen je znatan pad koncentracije kolesterola.
Četiri psa su na kraju treninga imala koncentraciju kolesterola iznad referentnih vrijednosti, ali u tri od četiri psa te vrijednosti su ipak bile niže nego na početku treninga.
Usporedni grafički prikazi srednje vrijednosti koncentracija triglicerida i kolesterola prije i nakon četveromjesečnog treninga su prikazani na Grafikonu 1. i 2.
Sam pad koncentracije ukupnog kolesterola može se tumačiti ubrzanjem metabolizma zbog povećane fizičke aktivnosti (Grundy, 1990., Pavković, 2003.).
Uspoređivanjem dobivenih rezultata s podatcima u literaturi vezanim za pse koji se koriste u utrci psećih zapreka (Hinchcliff i sur., 1993.) primjećene su određene razlike u koncentraciji triglicerida koja se kod njih statistički značajno smanjila na kraju utrke. No mora se uzeti u obzir da su napori koje psi u utrci saonica postižu na granici izdržljivosti i ne mogu se usporediti s umjerenim treningom. Nije poznato jesu li se i na koji način mijenjali parametri tijekom dužeg perioda. Kod pasa se u našem istraživanju dogodilo primjetno blago sniženje koncentracije triglicerida nakon četveromjesečnog treninga, međutim nije poznato jesu li se i na koji način mijenjali parametri poslije svake vježbe.
Tijekom agility testa (Rovira i sur., 2007.) uočene su povišene koncentracije triglicerida nakon vježbi, s najvišim vrijednostima zapaženima nakon 30 minuta odmora. Povišene koncentracije triglicerida nakon vježbi su uočene i prilikom vježbi spasilačkih pasa (Rovira i sur., 2008.) dok je kod pasa u našem istraživanju uočen blagi pad koncentracije triglicerida. Međutim, oni su kao i Hinchcliff i sur. (1993.) mjerili vrijednosti samo tijekom jedne vježbe, odnosno utrke te nije poznato jesu li se njihove vrijednosti mijenjale tijekom dužeg vremena. Porast se vrijednosti triglicerida može pripisati povećanoj potrebi za energijom tijekom vježbi zbog čega hormoni potiču oslobađanje i mobilizaciju triglicerida iz masnog tkiva kako bi se osigurala energija za tijelo između obroka (Barret, 2013.).
Zaključak
Ovim istraživanjem je utvrđeno da je umjereni četveromjesečni trening prouzročio statistički značajni pad koncentracije kolesterola te blagi pad koncentracije triglicerida koji nije bio statistički značajan, što pokazuje promjene metabolizma lipida tijekom vježbanja.
Rezultati ukazuju na metaboličku prilagodbu tijekom vježbanja i pružaju mogućnost praćenja koncentracije kolesterola i triglicerida u serumu za procjenjivanje inteziteta vježbe i njenoga učinka na opće zdravstveno stanje životinja.
Sažetak
Vježbanje uzrokuje predvidljive promjene pojedinih komponenti periferne krvi u čovjeka i mnogih vrsta životinja. U nekim slučajevima te promjene odražavaju odgovarajuće fiziološke prilagodbe na zahtjeve koje postavlja samo vježbanje, dok u drugim slučajevima one odražavaju patofiziološka zbivanja koja proizlaze iz stresa uzrokovanog vježbom.
Hormonske promjene koje se zbivaju tijekom vježbanja utječu na sposobnost organizma da putem metabolizma udovolji energetskim zahtjevima samog vježbanja. Osnovni izvor energije u organizmu je glukoza, no organizam može koristiti i druge spojeve, kao što su na primjer masne kiseline koje se esterifikacijom skladište u masnom tkivu kao trigliceridi i služe kao rezerva energije. Cilj je ovog rada bio istražiti koncentraciju triglicerida i kolesterola kao pokazatelje promjene metabolizma lipida u pasa tijekom četveromjesečnog vježbanja. U istraživanje je bilo uključeno 20 pasa kojima su uzeti uzorci krvi prije početka vježbanja i nakon četveromjesečnog režima vježbanja na pokretnoj traci tri puta tjedno po 20 minuta. Na početku istraživanja koncentracija triglicerida je bila u granicama referentnih vrijednosti u osamnaest od dvadeset pasa, dok je koncentracija kolesterola bila povišena kod osam pasa. Na kraju četveromjesečnog treninga uočen je blagi pad koncentracije triglicerida i statistički značajno smanjenje koncentracije kolesterola.
Smanjenje koncentracije kolesterola i triglicerida ukazuje na ubrzani metabolizam tijekom tjelesne aktivnosti i povećano iskorištavanje masti kao alternativnog izvora energije.
Literatura [… prikaži]
Changes in Serum Cholesterol and Triglyceride Concentrations in Dogs During Moderate Exercise
Biljana KNEŽEVIĆ, DVM; Maja BELIĆ, DVM, PhD, Assistant Professor, Zoran VRBANAC, DVM, PhD, Senior Assistant, Faculty of Veterinary Medicine, Zagreb
It is known that exercise leads to predictable changes of certain components in the peripheral blood of many species. In some cases, these changes reflect the appropriate physiological adaptation to the exercise requirements, while in other cases they reflect pathophysiological processes arising from the stress caused by exercise. Hormonal changes that occur during exercise affect the body’s ability to satisfy its energy requirements. The main source of energy is glucose, though the body can use other compounds, such as fatty acids, which are stored as triglycerides and used as an energy reserve. Cholesterol is a part of the cell membrane and enables the transfer of different substances into and out of the cell. It is an integral part of the serum lipoproteins, which are used for the transport of triglycerides, and is also a precursor of the bile acids synthesized in the liver and is indispensable for fat absorption in the small intestine. This paper reports the concentrations of triglycerides and cholesterol in the blood of twenty dogs at the beginning and at the end of a four-month training programme during which dogs were subjected to exercise on a treadmill, for 20 minutes three times a week. At the start of training, triglyceride concentrations were, except in two dogs, within the reference values, while the total cholesterol concentration was elevated in eight dogs. At the end of the four-month training there was a modest decline in the triglyceride concentrations and a statistically significant decrease in total cholesterol values.
The reduced cholesterol concentrations are likely the result of rapid metabolism caused by strenuous physical activity.