PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked

PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
n*orrnaimiGKNiNGMM.iMi
Ansvarig utgivare
Ingemar Ericson
Chefredaktör
Artur Forsberg
Redaktionsråd
Ingemar Ericson,
Lars-Magnus Engström,
Alf Thorstensson
Centrum för Idmttsfbrskning, Box 5626,
114 86 Stockholm,
tel 08-402 22 00, fax 08-2144 94
wwwjvenskidrotLse/Lii'
Prenumeration
Helår med fyra nummer kostar 100 kr.
Insattes på postgiro
95 41 58-2 Mottagare
Karolinska institutet.
Ange på talongen "kst 218,
proj 2150, konto 3601".
Produktion
MediaLaget Stockholm AB
Omslagsbilder
Foto: Artur Forsberg, Christer Malm, Eva
Blomstrand och Mikael Svensson
ISSN 1103-4629
INNEHÅLL
Nr 3 * 1998 * Årgång 7
4
8
14
16
19
23
30
34
Fysiologiska institutionen och dess
snart 60-åriga historia
Omfattande och omväxlande
Fysiologin ett outtömligt ämne
Kolhydraten-idrottarens
naringsvan?
Förändringar av andoxidativ
kapacitet vid intensiv träning
Immunförsvaret mil vid fysisk
akdvitet
"Coddativ stress*-viktig faktor för
skelettmuskulaturens anpassning?
Mjölksyra och uttröttning
Muskulaturens förmåga att utnyttja
syre är avgörande för prestation och
38 Har muskelns enzymaktivitet någon
betydelse för maximal syreupptagning?
42 Forskning om sambandet
kroppsaktiviteter och hälsa
46 Studier av lokal ämnesomsättning
och blodflöde i skelettmuskulalnr och
fettväv
52 Effekter av fysisk akdvitet på den
intracellulära signaleringen
56 Mitokondriema och träningen
61 Chisandra och fysisk prestationsförmåga
63 Kurs i arbetsfysiologi med inriktning
mot idrott
64 Kurser och utbildningar vid institutionen för Fysiologi och Farmakologi
66 Doktorsavhandlingar 1941-1998
Lön för mödan
m m m En oerhörd akövitet var mitt första intryck, 1 ett höm satt en basketspelare i en apparat och testade benstyrka. På en cykel svettades en brottare. På ett rullband sprang en orienterare och flåsade i ett munstycke och
ytterligare en bet ihop på en bår för att inte visa sin smärta. 1 det vitkalkade
taket fanns röda fläckar från Ödigare genomförda mätningar av blodflöden
under maxarbeten.
Själv stod jag där orolig i dörren öll Fysiologiska insötuöonen och väntade
på min tur. Jag skulle springa så länge jag orkade på bandet. Det som oroade var aö det skulle tas muskelbiopsier före och efteråt. Men först blev man
bedövad. Med mycket möda klarade jag det och forskarna öck sitL Vår
gemensamma möda blev en vetenskaplig arökel och svensk idrott öck ökad
insikt i kolhydratuppladdning. För oss studenter gav det 25 kr per biopsi. Å
andra sidan var hyran for en studenöya mycket lägre i början av 70-talet.
Det blev ytterligare 51 biopsier för min deL
För oss studenter med intresse för träning och fysiologi var det oerhört lärorikt aö få vara försökspersoner. För egen del blev detta inledning öll det
yrkesverksamma livet. Så aö säga "inifrån" lärde man sig hur försök går öll
och hur en bra försöksledare ska agera. Fr^gcsöillningarna "ärvde" man. De
som började jobba här öck gå den 'långa vägen". Mycket öna föredömen
och inspirerande personer fanns i de etablerade fysiologerna Björn Ekblom,
Bengt Salön, PO Åstrand miL Personer med en oerhörd patos for det
idrottsfysiologiska. De kunde idrott och gav oss moövaöon aö göra vårt
bästa. Med ena foten inom idrotten och den andra på labbet - gav de liv åt
resultat och undervisning. Gästforskare bidrog med intemaöonell fläkt.
»mm "Fysiologen" önns kvar, men har genom omorganisaöoner ändrat
namn öll Insötuöonen för Fysiologi och Farmakologi, Karolinska insötuöonen Eö fortsaö samarbete är naturligt mellan Fysiologen och Idrottshögskolan. Forskarna svarar för delar av undervisningen. Studenterna lär och
är "försökskaniner". Verksamheten rullar på.
Genom åren har "Fysiologen" kommit aö betyda oerhört mycket for svensk
idroö och arbetsfysiologL De grundläggande studierna har leö fram öll 43
doktorsavhandlingar. De mer öl lämpade soldierna har inneburit eö mycket
stort kunskapsflöde som nåö ut via idroöslämmltildjiingar och idroöens
oräkneliga tränar- och ledarutbildningar. Fysiologerna har själva bidragit
med eö stort antal populärvetenskapliga böcker, aröklar, utbildningsmaterial och kurser. De 'lärjungar/' som på olika säö kommit i kontakt med insötuöonen eller fåö sin uthUdning vid GCI/GIH eller nuvarande IH, har bidragit med aö vidareutveckla idroöen från olika posiöoner. Under de senaste
åren har även insööiöonen startat egna kurser. Dessa har omfaöat både hälsoinriktad xmdervisning som Öllämpad idroösfysiologi.
Inom forskningsgruppen har givetvis intressena varierat. Mer grundläggande frågeställningar har därmed kunnat integreras med mer tillämpade
studier och ny kunskap omgående kunnat prövas i praktiken Med öden har
ny teknik och metodik möjliggjort ett djupare studium utav Lex. muskelns
arbetssäö och energiomsättning. Förklaringsmekanismer för t.ex. överträning är på gång.
m m m I detta nxmuner presenteras ett flertal spännande områden Som nära medarbetare är det ett mycket kärt nöje aö få
ansvara för detta nummer. Tag god öd på dig kära läsare. Du
får lön för mödan!
/ I r f u r Forsberg, Ozg/ra&zWr
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
- t e -
Fysiologiska institutionen
och dess snart 60-åriga historia
Den fysiologiska institutionen har snart funnits i 60 år. Det finns därför alla anledning att försöka beskriva
dess historia. Även om den inte kan bli heltäckande. Och vem kan beskriva den båttre än Per-Olof Åstrandl
• • • Behovet av forskning för utbildningen av gymnastiklärare framfördes redan av Gymnastiska Centralinsöööets (GCIs) grundare 1813, Per
Henrik Ling. En fmmställning från
GCIs direköon resulterade i en proposiöon öll 1938 års riksdag i vilken
föredragande statsråd framhöll hur
runt om i världen värdet av vetenskaplig forskning på den fysiska fostrans område uppmärksammats av
de ansvariga myndigheterna. På den
föreslagna professuren ställde han
den förhoppningen aö den skulle bli
av betydelse icke bloö för den vid
insötutet meddelade utbildningen
ubm även för vårt folks fysiska fosöran över huvud taget och för det
praktiska arbetsliveL
Från och med den 1 januari inräöades vid GCI en professur i "kroppsövningarnas fysiologi och hygien"
med Dr. Phil. Erik HowhiiChristensen som förste innehavare
(1 juli 1941).
Per-Olof Åstrand
Professor emeritus
- fortfarande flitig
besökare på institutionen
Han kom från en mycket god forskningsmiljö med ett mycket brett
foi-skningsområde. Han hade bl a
1939 öllsammans med Ove Hansen
publicerat fem arbeten som belyste
kolhydrat- och fettomsättningcn
under tungt arbete och hur kost,
arbetsödens längd och träningsöllsölnd påverkade de arbetande musklemas val av 'bränsle".
GCI på Hamngatan
Erik Howhu-Christensen möttes av
mycket påvra resurser på GCI som
då fanns vid Hamngatan 19. Lokaler
som uöovats hade tagits i anspråk
av beredskapsförband! Han har
antytt aö om Danmark ej varit ockuperat av tyskarna hade han sökt sig
öllbaka öll Köpenhamn! Om deöa
skeö, hur skulle insötuöonen sett ut
Fram öll hösten 1943 hade han viss
hjälp av två danska läkare, motståndsmän som öyö öll Sverige. Två
nyutexaminerade gymnastikd i rektorer anställdes som assistenter hösten 1943. Professorn hade från
Köpenhamn fåö med sig en Krogh
cykelergometer och gasanalysapparater som nu "saöes i arbete".
Flyttning till Lidingövägen
Under budgetaret 1939-40 uppdrog
Kungl. Maj:t åt Byggnadsstyrelsen
aö efter samråd med GCIs direktion
inkomma med förslag öll nybyggnad av lokaler för insötutet.
Efter många turer hade det bestämts
aö det geografiska läget skulle vara
ovanför Stockholms stadion. Vad
gällde den fysiologiska insötuöonen
var ritningarna färdiga och godkända innan Christensen tillträdde.
Xterwmkrsöhnng w/bre (köa e/ifidrotfS7%an. 40-&zkfs Zöporbmg Gunder Hag#
pd cyWn maf ekktroder fiff A/^rfaf smnfidigt som syreuppfa^nmgen ksWms i
wtarWnmgs/w/kn. PO ^srranjybtoarÄdD.
Han lyckades emelleröd få utrymme
för en undertryckskammare med
kapacitet aö simulera en höjd upp
öll 12.000 m. Det var den första kammaren i Sverige och under en föld av
år prövade flyvapnets flygande personal sina andriingsmasker i kammaren och de öck på 8.000 m "höjd"
uppleva följderna av sviktande syrgastillförsel. Laborator, senare professor Wilhelm von Döbeln var
huvudman för den flygmedicinska
verksamheten fr.ojn, 1945 öll dess
nedläggning 1979. Flytöiingen av
GCI och den fysiologiska insötuööonen öll Lidingövägen 1 skedde
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-ter
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
Nya tjänster inrättas
Samma år anställdes Paul Högberg,
då vikarierande idrottslärare vid
GCI, som assistent. Året därpå
gymn.dir. Olle Ljunggren samt 1946
Sona Haage (gift Ljunggren) och
undertecknad, alla tre nyexaminerade från GCI öck amanuensbefattningar. Deöa har varit eö vanligt
Kkrytcringsmönster under insööiÖonens hela hisWria. Andra innehavare har rekryterats bland medicinare (Lex. Bengt Salön, Björn Ekblom,
Jan Henriksson), biologer, biokemister. Anställningarna har av olika
skäl varit relaövt kortvariga. För
min del öll pensionsavgång 1989! En
tjänst som instrumentmakare inrättades 1944, innehavare Erik
Gustafsson, från 1950 Harry
Hagclin, 1978 Georg Goertz.
Först 1950 kunde en sekreterare
anställas men de två första åren
betalade Christensen lönen med det
arvode han uppbar som föreståndare för GCI!
På GCIs stat fanns xmder ca 10 års
Öd Christensens professur som enda
högre tjänst. För mig inrättades 1953
en docentur som 1965 omvandlades
öll en laboratur. Tack vare anslag
från försäkrinsbolaget Förenade Liv
kunde Bengt Salön under en treårsperiod förordnas på en docenöir.
I och med införandet av en idrottslära rlinje med obligatoriskt genomförande av specialarbeten ökade
kravet på handledarresurser och
ytterligare en laboratur inrättas med
Bengt Salön som innehavare. Då
Hohwu-Christensen pensionerades
blev jag utnämnd som efterträdare.
Inräöandet av universitetslckWrat
vid GIH (namnbyte 1966) i biomekanik, fysiologi och senast i näringslära har givetvis påtagligt förstärkt
forskrxingsresxnsema. Med ötclinflaöon blev en laborator biträdande
professor och så ströks 'biträdande"!
Deöa innebar aö insötuöonen efterhand hade två professorer, jag,
Bengt Salön och 1979 en tredje, Björn
Ekblom. Då Bengt Salön 1974 flyttade över sin verksamhet öll Köpenhamn utnämnde Karolinska Insötutet (Kl) Öll innehavare av den lediga
befattningen i "fysiologi, särskilt
kroppsövningarnas fysiologi" Sten
Grillner som i sin forskning aldrig
studerat människa men väl kaö, ösk
och senare pirål. Från datum for
utnämning arbetade han energiskt
for aö 8 sin tjänst och ca 1/3 av
insötuöonens resurser geografiskt
överflyttade öll campus Kl. Han
lyckades och utan aö instituöonsstyrelsen underrättats gick öyölasset i
december 1986.
Det tog sin Öd och ansträngning
men jag lyckades få regeringen aö
tvinga Kl aö inräöa en ny profesur den fick Bengt Saltin. Tyvärr
bestämde han sig efter några år for
att återvända öll Köpenhamn.
Tjänsten är vakant och risken önns
att den föisvinner.
Då jag uppnådde pensionsålder
hade Kl beslutat aö tjänsten ej skulle
återbesättas hos oss. Återigen öck
jag utbildningsdepartement och
regering att "köra över" Kl. Jan
Henriksson innehar nu tjänsten.
långa och ödvis häföga beträffande
GIHs öllhörigheL Jag framhöll i tal
och skrift envist aö GIH måste arbeta för aö få fortsätta som ett ämnesinsötut och absolut ej som en linjenämnd underordnas Högskolan for
lärarutbildning (HLS). Det blev HLS
vilket kollegiet efterhand djupt
beklagade. GIH lyckades efterhand
återfå staöis som en fristäende högskola. GIH förlorade sin fysiologiska
insötuöon som adminisöaövt, men
ej geografiskt, blev en Kl-insööiöon.
Det hade sö)ra akademiska fördelar
men Kl har varit utomordenligt
snålt i ölldelning av ekonomiska
resurser.
Forskningsinriktning
Paul Högberg studerade hur olika
steglängd påverkade löpekonomin
och fann aö "spontan" steglängd var
opömal. Min avhandling, 1952, presenterade data på 227 försökspersoFysiologen organiseras i n o m Kl
ner från ålder 4 öll GCI-ålder som
I och med aö universitet och hög- utsatts för submaximalt och maxiskolor fr.ojn 1 juli 1977 skulle få en mal arbete på löpande band och
ny organisaöon var diskussionerna cykelergometer, mätning av lung7%fz#ore medarbetare rid
znsritwöonen instru menfmakzrgHum/
Hage/in ocÄ
pro/essor
WiZÄeZmnon
Döbe/n. Dessa
konstruerade
den/orsfa
fesfcyWn.
MuAnmo
/kfruruf ukzrbeWe sedan
tesfruef odiken.
Foto; Sö/rb/örn
Berge/t.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3» 1998
funköon m.m. Hustru Irma, utexaminerad 1948 och sedan amanuens,
fortsatte med försökspersoner upp
öll 65 årsåldern. Vi var de första i
världen som hade både kvinnliga
och manliga försökspersoner! Våra
data utmynnade bl a i konstruköon
av det nomogram som används för
aö beräkna maximal syreupptagning från submaximalt arbetsprov.
På gott och ont.
von Döbeln, med hjälp av Harry
Hagelin, tog fram en cykelergometer
med pendelvåg. Jag hade svårt aö få
Monark att tro på idén. De har inte
ångrat sig. Vi startade på 1950-talet
kurser i ergomeöi. von Döbeln ö)g
fram den vattentank som med ölllämpning av Arkimedes princip
kunde beräkna den nedsänkta försökspersonens densitet och han
utarbetade en formel som gav en
ganska god uppfattning om hur
tyngd personen var av fettväv.
Beträffande vatten donerade Sten-
berg-Flygt AB den första "swimming flume" som möjliggjorde mätning av syreupptagning, hjärtats
minutvolym mm. på en "staöonär"
simmare. Den installerades 1968 i
den nya simhallen.
Eö forakningstema har varit hur variaöon i kropps- och muskeltemperaöir samt olika grad av dehydrering
påverkar cirkulaöon och prestaöonsförmåga. Sådana fiägeställningar låg
bakom Bengt Salöns avhandling
1964. En vidareutveckling av problemaöken togs upp av Ulf Bergh odi
Eva Blomstrand i deras avhandlingar
med Björn Ekblom som handledare.
Hjärtats minutvolym under submaximalt och maximalt arbete med
kvinnliga och manliga försökspersoner, inklusive eliödroöare har bl a
bedömts med en "lar^spädningsteknik" med spektrofotometrisk registrering av en "ilsket" grön färg i artärblod efter injeköon i en ven Dessa
soldier var ganska pionjärbetonade.
Björn Ekbloms avhandling (1969)
redovisade effekter av fysisk träning
på bam och vuxna men en väsentlig
del av hans forskning har berört frågeställningen om begränsande faktorer för syretransporten under
tungt muskelarbete. I mitten av
1960-talet provades effekten av reinfusion av röda blodkroppar som
"tappats ut" c:a en månad ödigare.
Uppenbarligen var tekniken att
hålla blodkropparna "friska" vid
denna ödpunkt ej öllfredsställande.
Samarbetet med blodgivarcentralen
på Karolinska Sjukhuset fortsatte
och i början av 1970-talet togs temat
upp igen och nu med framgång,
vetenskapligt sett. Medaljens baksida var aö bloddoping "-tekniken
föddes.
Som nämnts publicerade Christensen och Hansen 1939 aröklar som
visade aö en "kolhydratuppladdning" före långvarigt, txmgt muskelarbete gynnade utbålligheten. Då
Jonas Bergström tog fram biopsinålen som möjliggjorde uttag av små
muskelbitar, bl.a. for analys av muskelns innehåll av glykogen, upprepades på GCI det danska "protokollet". Resultaten frän 1939 bekräftades. Denna biopsiteknik öppnade eö
nytt forskningområde där också
muskelns öberuppsäöning, kapillärförsörjning, cnzymakövitet kunde
studeras, bl a i samband med träning. Här har Bengt Salön, Björn
Ekblom, Jan Henriksson och deras
doktorander gjort viktiga framskjutningar av forskningsfronten.
Industrifysiologisk forskning
Erik Hohwu-Christensen var mycket intresserad av forskning med
industrifysiologisk anknytning.
Somrarna 1951 och 1952 utförde en
grupp från insötuöonen omfaöande
studier vid Nykroppa järnverk (av
äldre modell) och Hagfors järnverk
(modernare anläggning) inom Uddeholm Jag blev engagerad i studier vid
Marma-Långrörs AB (massaindustri)
och Norrbottens järnverk. Behovet av
liknande studier var mycket stort och
1954 inrättades inom insötuöonen en
Industrifysiologisk avdelning med
En k/ossisk WM/rdn^orberedeZserna
%n/Ör Mezico-OS I96g pd 2.200 mfters
Aö/d. En mycket un# oc/z /onorufe
änders Gflfrderud. PJ cyke/n Bengt
SaZfin. PO AsiYarufsybfoorkio.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
tor
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
Nils Lundgren som föreståndare.
Denna verksamhet växte dramatiskt
och eö fristående Arbetsmcdicinskt
insötut upprättades. 1960 invigdes
"gröna baracken" där bl. a. Artur
Forsberg har sin administraöva verksamhet förlagd.
Idrottsfysiologisk forskning
Assistenterna Gunnar Berggren,
Paul Högberg och Olle Ljunggren
k)g fram data av direkt idrottsligt
intresse. OS i Oslo 1952 upplevdes
som en katastrof for svensk längdskidåkning. Sigge Berman med
ansvar för denna seköon inom
Svenska Skidförbundet kontaktade
Chrisiensen med bön om hjälp.
Uppgiften aö ge fysiologiskt baserade råd beträffande träning, kost m.
m. delegerades Öll mig. Då jag sommaren 1954 dök upp på elitens träningsläger med Mora-Nisse, Marön
Matsbo, Sixten Jernberg, m. fl., m. fl.,
med en cykelergometer undrade
många om jag trodde att jag engagerats av Svenska Cykelförbundet!
ter xmder arbetet Det kan vara en sinkadus aö svenska skidåkare dominerade
504cm sbäckani VM 1962 och OS 1964,
men diciplinen var hård vad gällde extra
intag av kolhydrater dagarna före loppet
lugnt tempo vid baninspeköonen'' och
obligatoriskt intag av ghikos/vaöcndryck var 5-7 km (i OS 1964 placeringarna la, 2a och 4a).
Insöhiöonen har i forskning haft
samarbete med ca 35 insööiöoner i
Stockholmsområdet och det intemaöonella kontaktnätet omfattar hela
världen! För sådana kontakter är det
av avgörande betydelse aö insööiöonens forskning har hög kvalitet.
Antalet doktorander vid insötuöonen som disputerat är i nuläget 43.
I och med introduktionen av muskelbiopsier och nya soldier av hur
kost och glxikosöllforsel xmder arbete kunde påverka prestaöonsförmågan och genom aö resultaten publicerades på engelska blev "hemligheten" rörande den posiöva effekten
av kolhydraöillförsel allmän egendom. Resultaten från 1939 publicerades på tyska i en mycket vetenskaplig och i vidare idrottskretsar okänd
ödskrift.
Jag är bekymrad vad gäller insötuöonens framtid. Som nämnts har Kl
försökt åderlåta personal och lyckats
vad gäller ekonomin. Jag har arbetat
för en dubbelanknytning av våra
professurer öll både Kl och
Idrottshögskolan (ännu en "dum"
namnändring, IH låter så ihåligt).
Värdefullt stöd från RF
1965 inrättade RiksidroösfÖrbundet
en forakarassistent-befattning med
placering vid GCI (året därpå GIH).
Det var en klar resxirsföratärkning
vad gällde forskning, uöedning och
Deöa var faköskt en inkörsport öll undervisning av idrottsligt intresse.
möjlighet aö göra studier på elit Innehavare av tjänsten var Göran
inom olika idrottsgrenar. Bl.a. ställ- Agnevik (1965-1970), Anders Lunde 1955 John Landy från Australien, din (1970-1974) och därefter Artur
världsrekordinnehavare på löpning Forsberg. På iniöaöv av Bengt Salön
1.500 m, liksom svensk elit upp på gav Framöden/Trygg-Hansa eko"löpande bandet", bLa. OS-guldvin- nomiska förutsättningar för att
naren på 1.500 m i London Henry publicera en skriftserie "IdrottsEriksson och dito i gång 10.000 m fysiologi". Totalt publicerades 19
John Mikaelsson upp. Det är inöes- rapporter om fysiologi m.m. inom
sant att maximal syreupptagning på olika idrottsgrenar. Tyvärr har serieliten i uöiållighetsgrcnar inte mar- en upphört.
kant har förbättrats sedan 1930-talet.
Men så har resultaten!
Tyvärr har, enligt min uppfattning,
ledningen på IH, framför allt under
Arne Ljungqvists öd som rekk)r inte
engagerat sig öllräckligt starkt for
att säkerställa insötuöonens existens. Det kan noteras aö han var en
av krafterna bakom KIs beslut aö ej
återbesätta min professur i arbetsfysiologi då jag nalkades pensionsålProfessurema där inrättades därför
aö de var av "riksintresse" inom eö
för folkhälsan viktigt ämnesområde.
Forakning har visat att fysisk inakövitet är en mycket hög riskfaktor för
många sjukdomar, samt för förmågan aö på äldre dagar klara sig själv.
Dessa tjänster är därför synnerligen
viktiga for folkhälsan. De får inte
omvandlas tull forskning inom
mikrobiologi, geneök och andra, i
och för sig, viköga ämnesområden!
Den första olympiaden på hög höjd
ägde rum i Squaw Valley 1960 (ca.
1.800 m upp i luften). År 1959 gjordes fysiologiska studier xmder en ca
två veckor lång acklimaöseringperiod. Hela världseliten i hasöghetsåkning på skridsko ställde upp på
cykelergomefertest och de två bästa
sovjetiska längd skidåkarna, Anikin
och Kolsin, ville bli - och blev - testade. Utgången hade nog blivit densamma hur laget än valts men, som
en kuriositet - guldmedaljösema i
damemas stafeö 3 x 5 km togs ut
efter test på cykelergometer
Det har flera gånger nämnts aö studier
visat aö uthållighet under tungt arbete i
hög grad kan påvakas av kosten dagar- Simrännan med sfrdmnnande wzffen som ger mö/Zighef aff öka fiff t0rMsrekord/årf
na före den maximala xrdaddningen, pd 100 m/riff. Ger mö/fighef aft samtufzgf sfudera Mde biomekanik oc/i energiomsamt av ölllnrsd av vätska och kolhydra- sdftnzng. Fofo Artur Forsberg.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-mr*
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 • 1998
Omfattande och omväxlande
Fysiologin ett outtömligt ämne
Det medicinska ämnesområdets mest omfattande ämne är fysiologi - läran om människans funktioner.
Arbetsfysiologi, som beskriver kroppens funktioner under och reaktioner på fysiskt arbete, är en del av detta
och för en idrottsintresserad ett mycket spännande område. Vad bestämmer olika metabola och fysiologiska
reaktioner på fysisk aktivitet? Hur påverkar klimat, olika näringsintag eller träning kroppens funktioner ?
• • • Motion, som definieras som
medveten fysisk aktivitet med viss
avsikt - t.ex. aö öka välbeönnandet
eller påverka framöda hälsa - och
fysisk träning, som kan definieras
som målsättningen aö öka fysiska
prestaöonsförmågan, är andra intressanta angreppspunkter. Vilka
hälsomässiga och andra konsekvenser önns för fysisk inakövitet
respeköve regelbunden moöon ?
Hur skall opömal träning läggas
upp för en viss individ i en viss
idroö?
Genom öllfälligheternas spel kom
jag in i fysiologins värld 1961 hos
docent sedemera vår förste professor i arbetsfysiologi Per-Olof
Åstrand. Till dags datum har detta
inneburit ett mycket omväxlande,
intressant arbetsliv - arbetet har blivit en hobby. Jag vill här ge några
hälsoorganisaöonen - hade organiserat deöa. Eftersom ingen annan
fysiolog kunde åka med kort varsel
öck jag chansen
Björn Ekblom
Professor i fysiologi,
Karolinska Institutet
Verksam vid
Idrottshögskolan,
Stockholm
-W^l
-
Påskön var en helt isolerad ö vid den
öden - en båt per år kom dit från
Chile med vissa förnödenheter.
Pengar och andra världsliga öng
existerade inte.
Min uppgift var aö mäta maximal
syreupptagning på befolkningen.
Jag öck 178 män och kvinnor i olika
åldrar, varav 149 st över 14 år (motPåskön
svarande c:a 25% av vuxna befolkEfter några krminers introduktion ningen över 14 år - totala populaöopå "Fysiologen GCI", där jag fick lära nen var då 965 personer) aö köra eö
mig om hur man lägger upp under- maxtest på ergometercykel och samsökningar, metodik och mycket mer, ödigt mäta syreupptagningen.
blev jag hösten 1964 erbjuden att Betänk aö en testcykel måste ha
följa med på en expediöon öll betraktats som en mycket märklig
Påskön i Sölla Havet. WHO - världs- Öngest på Påskön där inga som helst
exempel på vad detta har inneburit.
Aff mzra arkfs/ysioZog är att bland
anruzf srWgra^sisJbz orkfs/Örmd^gM q/kz wmkr fw^z/örW&zWen. Här
mozmza/f orm pfug
knarkfe g^er rWkyfnmg f WZf
wfte» fiZZ kroppsfeTMperafwr 34-35
grwfgr C odi gmnffdiig k/asfning mgd
hzfff Wfimzf (2).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 » 1998
moderna apparater fanns. Förflyttningar skedde på hästrygg.
maximalt arbete. Normalt är slagvolym är hos otränade män c:a 100 ml.
Maximala syreupptagningen, mäö i
liter per minut hos männen var klart
lägre än i t.ex. Sverige (LIV-90-data)
av idag, men eftersom längd och
vikt var också lägre, så var "kondiöonsnivån" uttryckt som ml per kilo
kroppsvikt och minut ungefär lika
(1). Däremot var motsvarande siffror hos kvinnorna mycket lägre än
medeltalet för svenska kvinnor av
idag. Hälsoöllständet totalt seö var
mycket goö (mäöes av andra forskargrupper), enligt min bedömning
beroende bland annat på en helt
rjekymmclscfri öllvaro och en kost,
som mestadels bestod av grönsaker
ochlammköö.
Många kolleger menade då - och en
och annan gör faköskt fortfarande
det - aö hjärtat inte hinner med att
ÖSmma och fylla på så stora volymer
blod, när irjärtfrekvensen är över
150-170 slag per min. Fåglum hade
över 200 slag per minut i maxpuls.
Detta öilsammans med en slagvolym på över 200 ml så pumpade
hans ena hjärthalva ut över 40 liter
blod per minut under maximalt
arbete (4). Eftersom andra hjärthalvan gör Öka dant så pumpar välhänades av "Fåglums" kaliber hjärta ut
över 80 liter blod per minut under
maximalt arbete.
Träning och central cirkulation
Vid samma öd hade jag börjat studera effekten av fysisk träning på
central cirkulaöon. Många är de
GCI-studerande och nära vänner i
vilka jag stoppat in artär- och venkatetrar och mäö hjärtats minutvolym
under arbete före och efter en träningsperiod. Gösta "Fåglum" Pettersson och andra välkända eliödroöare ställde också välvilligt upp.
I avhandlingen 1969 (3) kunde jag
tydligt visa aö den helt avgörande
skillnaden mellan dem, som hade
extrem hög syreupptagning och de
som "bara" var vältränade, var slagvolymens storlek (slagvolym = hur
mycket blod som hjärtat pumpar ut
per hjärtslag). Syreuöiyöjandet
under maximalt arbete var i princip
detsamma hos de olika grupperna
"tränade" liksom maximal puls.
Däremot berodde skillnaden mellan
helt otränade och gruppen "tränade"
öll vis del också på aö de senare
hade en större arterio-venös syrgasdifferens under maximalt arbete,
dvs träning innebär aö man utnyöjar det från hjärtat erbjudna syrgasen i blodet bättre. Slutsatsen av
detta var aö den sö)ra ökningen i
maximal syreupptagning, som en
otränad person får, när han/hon
börjar träna, beror både på eö bättre
syrgasuöxyttjande (man "dirigerar
blodet bättre mot arbetande muskler, där det också utnyttjas bäöre)
och eö effektivare hjäitarbete (slagvolymen ökar).
Soldierna visade också aö Fåglum
och andra mycket vältränade kondiöonsidroöare har en maximal slagvolym på 200 ml eller mer under
Detta förvånar många - hur klarar
hjärtat det ? Bortseö från aö vi verkligen har mäö att de mycket vältränade hade maximal slagvolym vid
maximal hjärtfrekvens, så kom förklaringen c:a 20 år senare.
Det är inte helt läö aö enkelt förklara de mycket komplicerade förhållanden, som råder vid hjärtats arbete under maximalt arbete. Men om
man tänker sig aö blodet i blodkärlen i vila men framfor allt under
arbete ständigt befinner sig i rörelse
"framåt", så fungerar hjärtat som en
modem årkulaöonspiimp som rör
sig "fram och öllbaka" i blodbanan.
Hjärtat fylls därmed inte enbart passivt på med blod utan hjärtat arbetar dynamiskt i blodbanan och accelererar blodet ut i stora och lilla
kretsloppet.
Oavsett fysiologisk funktion är det
uppenbart vikögt aö träna hjärtats
slagvolym för att nå hög maximal
syreupptagning och hög aerob
fysisk prestaöonsförmåga. En del
hävdar således aö hjärtat och dess
slagvolym tränas som bäst vid en
puls runt 150-170 slag per minut
eftersom man därutöver inte hinner
fylla på och Öknma hjärtat på blod.
Därför förordar man aö träning för
att öka maximal syreupptagning
som bäst skall genomföras inom
detta pulsområde. Jag håller inte
med om deöa. Den fysiologiska
argumenteringen håller inte, som
framgår ovan. Dessutom är det arteriella blodtrycket i allmänhet som
högst vid maximalt arbete. En kombinaöon av högt blodtryck och står
slagvolym är - enligt mitt förmenande - stnrsta stimulansen för effekövt
hjäitarbete. Sedan är det en annan
sak aö öäning av muskulär uöxållighet möjligen skall ske på annan
intensitetsnivå. Det gäller aö hålla
isär kapacitets- och uöiållighetsöäning och det tycker jag nog aö de
flesta också gör.
När skall man träna?
En annan fråga som togs upp i deöa
sammanhang är: Om nu hjärtats
storlek avgör slagvolymens och därmed maximala syreupptagningens
storlek - när skall då "kondiöonsträning" startas ? Är möjligheten aö få
eö effekövt hjärta och stor slagvolym bättre vid öäning i och omkring
puberteten än senare i livet ? Frågan
är i princip foröarande ännu obesvarad även om många har synpunkter
och åsikter om svaret.
Svårigheten med aö studera denna
och liknande frågor är aö man inte
kan göra vetenskapligt helt korrekta
"dubbelblindstudier". Dessutom är
det helt uppenbart a* effekten av
kondiöonsträning beror på så
många faktorer, såsom typ av öäning, när träningen sätts in men
framför allt arvsmässiga forutsäöningar. Tvillingssöidier visar aö en
viss mängd given öäning ger mer
lika effekt hos enäggstvillingar än
tvåäggstvillingar. I detta sammanhang kan man bara förfasa sig över
vad genetiska manipulaöoner kan
innebära.
Muskelbiopsier
När metoden aö ta muskelbiopsier
återuppfanns på 60-talet kom den
snabbt öll aibetsfysiologin. Varför
blir man muskulärt trött? Finns
muskulära förklaringar öll snabbhet
och styrka? Vad är öäningseffekt
och öäningsvärk?
Vad gäller det senare så visade våra
och Jan Fridens försök med excentriskt arbete aö detta kunde delvis
bero på små förändringarna i musklernas Z-band. Men det var inte
hela sanningen och fÖrklaringsmekanismema bakom träningsvärk är
ännu inte helt utredd.
Alla dessa frågor krävde prov från
musklerna före, under och efter
arbete. Och det har blivit ganska
många - kanske uppåt 1500 - 1800
biopiser i armar och ben - under de
30 år, som jag har varit med, turligt
nog utan några större problem for
"de drabbade".
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
Vi fann snabbt aö manliga uöxållighetsidrottare hade relaövt små både
snabba och långsamma fibrer, men
aö de senare var relaövt seö mycket
fler. Styrkeidroöare hade däremot
stora snabba öbrer. Och snart kom
spekulaöonema igång om aö man
med hjälp av muskelbiopsier på små
bam skulle kunna bcdömma vilken
idroö, som det lilla barnet (och föräldrarna !) skulle satsa på. Och över
huvud taget fanns det ingen hejd på
var metoden skulle kunna förutsäga.
Nu har det inte blivit så, som hir är.
Muskelbiopsier är viktiga i många
analytiska sammanhang, som framgår av andra artiklar i denna ödning, men någon metod som ensam
direkt förutsäger idrottslig succé är
den inte. Som bäst är den, när den
används for att förklara förändringar med t.ex. öäning, inaktivitet eller
med olika koster.
Blodvärdet
Hur man än vrider och vänder på
alla faktorer, som har betydelse for
en hög aerob prestaöonsförmåga
och goö hälsoöllständ, så kommer
man man allöd fram öll aö en hög
maximal syreupptagning och väl
fungerande cirkulaöonssystem är av
mycket ster betydelse. Därför har
det allöd varit av inöesse aö söidera hur cirkulaöonen påverkas av förändringar i blodets innehåll av syre
och andra faktorer.
sedan dess. Att bloddopa sig innebär aö man i allmänhet måste ha
hjälp av kunnig medicinsk personal.
Man kan givetvis hoppas på aö de
flesta doktorer avhåller sig från
sådan idrottslig fusk, men uppenbarligen är det inte så. Eftersom det
inte önns någon bra dopingtest for
aö avslöja denna typ av bloddoping,
så är det tyvärr så aö deöa fusk har
förekommit i alla möjliga sammanhang - en del är därtill bekräftade.
Nuvarande försök att begränsa
Senare försök har veriöerat resulta- användandet genom att ha eö högtet från dessa studier och dessutom sta blodvärde (hcmoglobinkoncenvisat att den ökade maximala traöon), som någon rar ha före en
syreupptagningen också används i tävling, innebär bara aö de som norarbetande muskulatur, eftersom löp- malt har eö relaövt lågt blodvärde
öder på bana och terräng förbättras har större möjlighet aö öka sin maxmed förhöjt blodvärde och därmed imala syreupptagning, än den som
normalt har högre värde. Om man
förhöjd maximal syreupptagning.
nu vill fxiska!
nen av de röda blodkropparna blir
högre efter än före experimentet.
Före försöket var jag och mina kolleger mycket osäkra på om deöa skulle innebära aö blodet efter återinfussionen blev för trögflytande.
Blodtrycket skulle därför kunna
söga och därmed dämpa cirkulaöonen under maximalt arbete.
Maximal syreupptagning skulle då
inte nå värdet före experimentet. Så
blev det dock inte - se bild nedan.
Konsekvenser
Erythropoietin (EPO)
Det var Svenska Dagbladet som
först publicerade våra data. Det
dröjde inte många limmar förrän
jag öck påringningar från olika håll.
Jag kommer ihåg några av de första
frågorna: "Fungerar detta på hästar?" "Finns det något dopingtest?",
"Kan man använda vilket blod som
"Bloddopingen" har varit
aktuellt
Bloddopingdiskussionen blev aktuell igen 1989, när överläkaren och
nuvarande chefsläkaren för Sveriges
Olympiska idrottsö-upper - Bosse
Berglund vid Karolinska Sjukhuset och jag öck möjligheten aö prova
effekterna av eryttxropoieön (EPO)
på maximal syreupptagning, fysisk
prestaöonsförmåga mm (6). EPO är
en delfaktor i kroppen som sömule-
minutes
. Blood loss
MAXIMAL WORK TIME
Ih
Eliödrottare har inte högre blodvärde (hemoglobinkoncenöaöon)
än otränade. Därför har många sagt
- och en del säger det fortfarande aö variaöoner i blodvärdet inom
normala gränser inte påverkar prestaöonsförmågan. Inget kan vara
mera felaktigt.
I slutet av 1960-talet genomförde jag
mina första försök - och fler skulle
det bli - med aö ta ut blod och efter
en Öd återinfundera blodkropparna
lite senare. På den Öden kunde man
inte spara blod i frysen längre än c:a
en månad. Numera kan man spara
blodet djupfryst under mycket långa
öder, vilket är bra ur allmänmedicinsk synpunkt men bekymmersamt
för idrotten (dopingproblemet).
Den mängd blod som tas ut, ersätts
inom några veckor genom aö den
normala produktionen av röda blodkroppar ökar något, varför hemoglobinkoncenöaöonen efter infusio-
Reinfusion
MAXIMAL OXYGEN UPTAKE
0 2 4 6 8 10121416 1820222426283032343638 46
AiazirW syrewpp&zgnmg ocÄ tid tiff ufiMaftnmg pd ef t sfondardzsgraf iTiazfgf/arg
oc/z g/f er bfodoDföppning ocn/brg oc» g/f gr rgiri/iwsiorz (m bW (5).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr3D1998
rar öll blodbildrxing. studierna på
våra relativt vältränade försöksper
sonervisade att efter någraveekors
behandling(injektxonex^ med l^PO
ökade hemoglobinväxdet oeh paral
lellt stegoekså maximal syreupptagning och prestationsförmågan.
l^ftersomx^POgenomden nyagentekniken är mycket lättillgängligt
ochdessntomlättatt administrera,
kom den snabbtibruk som doping
medel.Vad många inte visste var att
höjtblodvärde via x^PO-xnjektioner
till skillnad från reinfusion av röda
blodkropper ökade det arteriella
blodtryeket. Detta kan möjligen vara
förklarix^gen till att en del vältrana
de idrottare på kontinenten oförklarligt har avlidit. 1m del av dessa har
bevisligen använt l^PO.
Nu fixxns en dopingmetod att avslöja
l^POdoping. Professor ieif^Vide i
Uppsala har en "kvalitativ" metod
som avslöjar 13PO-xnjektioner men
fäller inte någon oskyldiga.Jag har
ingex^god förklaring till att varför
lOC oeh andra internaöonalla organ
inteanvänder denna metod, speciellt som man man kan använda den
på urinprov.
^ärnbri^t
x^ttidrottsligtproblemsom är knutet
till blodet är "järnbrist" ^ t t lågt
blodvärde orsakat av järnbrist minskar prestatiox^sförmågan är välkänt
men om manhar normalt blodvärde
menändåärtompåjärnikroppen,
vad händer?
^illsaxnmansmed nuvarande överläkaren vid karolinska sjukhuset
PredrikCelsingoch någrakolleger
genomfördejagenrad försök, som
xmdersökte den saken.len mycket
krävande studie drog v i u t blod på
xxio vältränade män vid flera tillfällen så att deras blodvärde (hemö
globinkoneentration^ sjönk från i
medeltal!^ till 105 mgper l i t e r n .
Genom att hålla blodvärdet så lågt
under ea nio veekor,kunde vi oekså
kox^statera att deras depåer avjärn i
kroppen tömdes xmder denna tid.
^
järndepåer, visade att maximal
syre-upptagning och uthålligheten
var dex^samma som före experimentet.Vår slutsats var således att järn
brist-dvs tommajärndepåerikroppen som inte påverkade blodvärdet
^heller intepåverkadeprestationsföxmåganiuthållighetstester.
Den viktig del iprestationsutveek
ling och hälsa är givetvis kostex^.
Frågor kring kolhydrater, proteinbehov och supplementeringar med
olikakosttillskott är vardagför en
arbetsfysiolog. Delar av den diskus
sionenfinnspåaxxnanplatsidetta
nummer a^ tidningen, men det har
alltidförvånatmig att man tilltror
vissa mikronutrienter i kosten
såsom spårämnen sådanafantastiska uppgifter i kroppen att de är
mycket betydelsefulla för prestatioxxsförmågan. egentligen är det
intemycketsom talar för att s å ä r
Numera finns det de som analyserar
ixuxehålletavdessa mikronutrienter
i bland annat hår och blodplasma
oehvilldärmedpåvisa brister, som
påstås ge våldsamt stora effekter på
den myeket komplieeradefxxnktion
som denmänskliga fysiska prestationsförmågan är.Jag står fortfarande kvar vid den gamla etablerade
ståndpxxrxkten,somdenyarepåståendenännuinteharkxxnnatmotsäga
i någon nämnvärd grad, nämligen
att den idrottare somärienergiba
lans med "normal" mat svårligen
kan ha några större bristeriöllförseln av olika nödvändiga närings
ämnen.
^edanärdet en annan sak att även
idrottare kan lida av olika sjukdo
mar, som kan påverka ämnesomsättningen i kroppen oeh därmed
prestationsförmågan, l^len enligt
mitt förmenande leder idrottsutö
vandet som sådant inte till medicinska bristsjukdomar xmder förutsätt
ningatt idrottaren äter tillräckligt
myeket "normal" mat.
sportdryck?
Vid slutet av experimentet återin
funderades så myeket röda blod
kroppar att de återfick sin individuella, normala hemoglobinkoneentraöon. resultatet av testerna efter
återinfusionex^ av de röda blodkropparna, när de hade normalt blodvär
de men mer eller mindre tomma
Vätskeförluster är denfysiologiska
faktor som snabbast försämrar fysiska prestationsförmåganxxnder normala förhålkmden vid träning oeh
tävling . Därför har jagalltid varit
intreseradavhurdehydreringmen
oeksåxehydreringmed olika typer
^
avdryeker påverkar oeh återställer
prestationsförmågan.
Prippskominisammanhangetpå
ett tidigt stadium. Man ville som
kommereiellt företag, både ha till
gång till expertis på området och
stödja projekt. Men detta är inte
oproblematiskt för en forskare inte
minst vad gäller integritet.Jag gjorde snabbt klart att jag inte ville vara
medinågra som helst reklamkampanjer. Och därtill att företaget
aldrig fiek påverka våra xxndersökningar eller resultat på något sätt.
Oeh det har dom heller aldrig gjort.
Vi mätte hxu uthållighet påverkades
av vätskeförlust oehkonstaterade att
redan inom en liters förlust finns
klara effekter på fysiologiska oeh
prestationsmässiga variabler, tillförsel av vätska förbättrade situaöonen. Men vi fann också att det fimxs
storavariationerihur idrottare kan
tillgodogöra sig dryek under arbete.
En gåx^ig sprang jag ett maratonlopp
med målsättningen aö inte dricka
alls. Detgieknaturligtvxsix^te.När
^toekholms Maraton började 1979
och fram till 1997 år lopp har jag oeh
mina löparkamrater mätt vätskeom
sättningen.Oehdet finns verkligen
stora variationer. En del kan drieka
ganska myeket oeh tom med gå upp
i v i k t ^ n d r a ä r s o m j a g högsvettare - som på 3-5 timmars löpning
omsätter upp till ^-7 liter-oeh kan
bara drieka högst^liter.^ådan vätskedefieit kan bara betyda att jag
inte är skapt för maraton
Men, varför är det så? ^rmag-tarmkanalen verkligen byggd förlängda
riga prestationslopp av typ maraton?Mxnbedömningär^ ^.vnågon
anledningar är den inte det för alla.
Nu har vi några mindreprojekt på
gång där vi försöker analysera dessa
problem. Oeh en del nya resultat ser
ganska intressantaut,men resulta
tenär ännu för preliminäraföraö
diskuteras här.
Efter entid kornen ny idé in som
gällde trötthet-den typav"mentala" trötthet,somdeflesta idrottare
upplever vid långvarigt arbete. Man
blir helt enkelt psykiskt trött oeh
orkar inte pressa eller koneentrera
sig. En orienterare tappar koneentra
tionenikartkontakten med verklig
heten, fotbollsspelare"gömmer sig"
ochvillintehaboll,tennisspelaren
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-i&r
Svensk Idrottsforskning nr 3 o 1998
tappar koncentraöonen och "slår
vilt" mm.
Teorin är att deöa beror på en obalans mellan olika aminosyror i blodet Koncentraöonen av de s.k grenade aminosyrorna minskar i allmänhet relaövt Öll andra aminsyror
under långödsarbete. Det leder öll
förändringar i hjärnans koncentraöon av olika s.k. öansmiöorsubstanser med trötthet som följd.
ner och påverkande faktorer påverkar människans hälsa i vid bemärkelse. Det ser vi dagligdags i såväl
vetenskaplig liöeraöxr som dagsmeMiö intresse är givetvis aö se vad
fysisk akövitet respektive fysisk
inakövitet betyder för hälsan. Detta
är e# mycket omfaöande ämne som
kräver mycket stort utrymme och
som inte kan behandlas mer än
mycket ytligt här.
Nu är inte all överens om denna
teori. Men om de grenade aminosyrorna, som önns i den nya Prippsdrycken, minskar under långvarit
arbete, så skulle tillförsel av dessa
kunna motverka försämringen Och
en del försök talar faköskt för det
Jag är övertygad om aö i framtiden
kommer man aö uöxyttja data från
LIV-90 för aö se förändringar i
fysisk prestaöonsförmåga i Sverige
med öd. Eftersom vi inte har öllförlitliga motsvarande data från Ödigare så kan man inte säga om prestaöonsförmågan i Svensk befolkning
har försämrats eller ökat under efterkrigsöden. Vårt intrycket av öllgängliga data är dock aö det önns
större spndning i prestaöonsförmågan i dag än for 40-50 år sedan,
medan medeltalet för bland annat
maximal syreupptagning är oforän-
Professor Lars-Magnus Engström
och jag insåg ödigt aö om man skall
kunna göra seriösa analyser över
hur graden av fysisk akövitet påver- Tillämpad idrottsfysiologi
kar hälsotillståndet i Sverige, är det
vikögt aö karöägga svenska folkets Tillämpad fysiologi är också aö stumoöonsvanor, intresse för fysisk dera olika idrottsgrenars fysiologisVi satsade också en del på att söide- akövitet, prestaöonförmågan i olika ka och medicinska krav likväl som
ra hur vätskebrist påverkade andra typer av fysiska prestaöoner och aö analysera kapacitetsprofilen hos
funktioner än uöiållighet. Såviö jag andra frågor. Vi kunde genom benä- de, som är aktiva i en viss idroösvet så är vi på Fysiologen de enda gen ekonomisk hjälp av försäkrings- gren Det är en mycket gammal uppsom noggrannt har undersökt hur bolaget Folksam och öllsammans gift på "Fysiologen". Per-Olof
vätskebrist påverkar teknik (preci- med Korpen och kollegerna Artur Åstrand var den första i Sverige som
sion) i idrott. Dubbelblind under- Forsberg, Maria von Kock och Jan öllämpade fysiologiska metoder
sökningar i tennis, golf, curling, Seger genomföra undersökningen inom idrotten på ett seriöst säö. Han
sportskytte och någon ytterligare "LIV 90" (9). Eö slumpmässigt urval studerade längdskidåkning. Däridroö visade tydligt aö sportdryck av svensk befolkning 20 -65 år av efter har Bengt Salön, Göran Agneinnehållande socker var bäöre alt båda könen studerades i en rad vik, Anders Lundin och andra söimotverka försämringen i tekniki- parametrar.
derat i stort de flesta idroöer på eö
droö än vanligt vatten och, natureller annat sätt.
ligtvis, än att inte dricka alls.
Det önns ingen liknande undersökning i hela världen. En motsvarande Miö speciella inöesse xmder senare
iindersökning har gjorts i England Öd har varit fotholl. Som bekant har
men dess slutfas - analyseringen av bollidrottema en helt annan fysisk
Varje fysiolog har säkerligen intres- olika data - kunde inte genomföras profil än de flesta uöiållighetsidrotse av aö söidera hur olika funktio- på grund av ekonomiska svårigheter. ter. I de förra utförs intermiöenta,
högintensiva kortvariga fysiska aköviteter med kortare eller längre pauser av lågintensiva aktiviteter dessHEART RÅTE
emellan. En elitfotbollsspelare gör
uppåt 100 snabba löpningar på allt
mellan någon upp öll 4-5 sekunder.
Totala löpsöäckan är omkring 10
km på en svensk eliöeöwllsmatch.
C:a öondelen av den sträckan
genomförs i högsta eller näst högsta
tempo. Därtill kommer nickningar,
tacklingar och andra fysiskt ansträngande moment
BLOOD LACTATE
1********1
r* * * * * * * *i
105 min
Allt detta ger naturligtvis helt andra
fysiologiska reaktioner än i uöiållighetsidroöer som löpning, skidåkning mm. EliÖorhollsspelare har ofta
4 upp öll 10-11 mM mjölksyra under
match. Hjärtfrekvensen under matchen är i genomsniö 20-25 slag per
H/grryrgkDgrig
ocA Wodnz/öMsy- minut under individuellt maximum.
raWf/zas g»
mirt/äZtsspg/org
Det är läö aö beräkna aö en manlig
wndgr g» match elitfotbollsspelare gör av med c:a
(jfz? 1).
1700-1800 kcal xmder en match -
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 . 1998
^
kvmx^ligaea^O^^lägre.^ox^se
kvenserna av matchen äxtömdagly
kogendepåer,vissa biokemiska teek
ex^ på muskelpåverkan xnxn.
Så ser inte motsvarande analyser uti
andra bollidrotter såsom texuus,
ishochey oehx^aturligtvis inte längdskidlöpning, cykling mm. B^lla dessa
registreringar visax tydligt att varje
idrott är mer eller mindre xxxuk.l^ägg
därtill att varje utövare av en viss
idrottivissmånärunik,såfårman
en mycket mångfacetterad bild av
idrottexxs fysiologi.
^ndxa typer av tillämpade större
eller mindre forskningsprojekt gexjomförs nästa ständigt, alltifrån att
studeraeffekteravbehaxjdlingsme
toder med monokromatiskt ljus
(13iolight)påprestationsförmåga och
metabolt svar på fysisk ansträx^g
xux^g - där vi inte kxxnde verifiera
någrapositivaeffekter
till samarbetsprojekt inommedieixjskaforsk
nixjgsoxnråden, såsom tillförsel av
östrogen på benmassa hos tränande
idrottskvixmor eller epidemiologiska
studier av sambandet motion-hälsa.
I^orsknin^-praktisk idrott
Svårigheten med tillämpad idrotts
forskningar just
sommångahar
påpekat xmder många å r - a t t över
föra forskningsresultat tillpraktisk
idrott.
Paul Balsom och jag kom aö under
några år aö närmare analysera vår
stersta idroö - fotboll - i olika avseenden Han skrev sin avhandling
om faktorer som har betydelse för
just den idroöen (10). N u är han
sedan en Öd tillbaka fysiologiskt
ansvarig inom fotbollslandslaget.
Jag är övertygad om aö han kommer
att öllföra
fotbollen ytterligare
mycket i framöden
Det är genom grundliga analyser
med modem metodik, som jag v i l l
a * vår svenska idrott skall utvecklas. Idrottare som är kunniga i en
viss idroö och intresserade av vetenskap utbildas på insööjöoner, där
det önns öllräcklig kunskap och
"kritisk vetenskaplig massa" for att
vidareutveckla idrotten Det gäller i
princip alla vetenskapsgrenar naturligtvis inte enbart fysiologi.
Jag kan bara hoppas aö de som
bestämmer över vår idroö inser
dessa basala fakta och agerar däref-
Referenser
1. Ekblom, Björn och Einar Cjessing.
Maximal oxygen uptake of the Easter Inland
Population. 1- AppL PhysioL 25:124-129,
on the oxygen transport system in manActa
PhysioL Scand., Suppl. 328.1969.
4. Ekblom, Björn och Lars Hermanssen.
Cardiac output in athletes. J. AppL PhysioL
25: 619-25,1968.
5. Ekblom, Björn, Artur Goldbarg och Bengt
CuUbring. Response to exercise after blood
loss and reinfusion. 1. AppL PhysioL 33:175180,1972.
6. Björn Ekblom och Bo Berglund. Effect of
crythropoietin administrationon on maximal
aerobic power in man. Scand. J. Med. Sci.
Sports 1:88-93.1991
7. Leif Wldc, Christer Bengtsson, Bo
Berglund och Björn Ekblom. Detectdon in
blood and urinc of recombinant erythropoietin administratcd to healthy men. Med Sci
Sports and Exerc 27:1569-1576,1995.
8. Predhk Celsing, Eva Blomstrand, Björn
Werner, Peter Pihlstedt och Björn Ekblom.
Effects of iron deflciency on endurance and
muscle enzyme activity in man. Med. ScL
Sports Exerc 18:156-161,1986.
9. Lars-Magnus Engström, Björn Ekblom,
Artur Forsberg, Maria v Koch och Jan Seger.
Livsstil - Prestation - Hälsa. LTV - 90.
Motionsvanor, fysisk prestationsförmåga och
hälsotillstånd bland svenska kvinnor och
män i åldrarna 20-65 år. Folksam förlag.
10. Paul Balsom: "High intensity intermittent
Work. Performance and metabolic responses
with vcry high intensity short duration work
periods. Karolinska Institutet och Idrottshögskolan i Stockholm, 1995.
2 Ulf Bcrgh odi Björn Ekblom. Physical performance and peak aerobic power at different body temperatures. J. Appl PhysioL 46:
885-889,1979.
3. Ekblom, Björn. Effect of physical training
Si/rgwppfagnmg
matspd A&g
Sfrömmgr i pro/gtfgf " f rdn Rwndis
fi/Z Suwfis", fidzgf
70-fal. Som gn r&f
frdd ggriom ingrifwriongns arkfg Aar
gjff MZso/r^gor,
Wdg i W ##Mgr
jbrsbim^oc/i
wfbi/dning. fofo B
Et&Zoms arA^iv.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-ÄT
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
Kolhydraten - idrottarens näringsvän?
Har storleken någon betydelse? I detta fall handlar det om molekylstorleken på kolhydraten och om detta kan
påverka glykogeninlagringen i muskel. Det förefaller som om större glukosmolekyl enheter som sitter ihop ger
upphov till en snabbare magtömning och att detta kan öka hastigheten på glykogenåterbildningen i muskel
efter arbete.
• • • Inom all typ av idrott och på
alla nivåer från elit öll vanlig moöonär talar man om vikten av aö få i
sig öllräckligt med kolhydrater för
aö orka med siö idroösutövande.
Eftersom intresset är så stort hos allmänheten att snabbt få i sig kolhydrater före under och efter fysisk
ansträngning finns idag många
fabrikanter som producerar kolhydratdrycker och olika typer av piilver som innehåller koncentrerad
form av kolhydrater.
Några av många frågor som dyker
upp när det gäller kolhydrater är;
när är kolhydrater begränsande för
idrottsutövningen, hur mycket
behövs, när skall intaget ske och i
vilken form?
Bakgrund
Människan lagrar energi i form av
glykogen i framfor allt muskel och
lever. Glykogen är stora grenade
kedjor av glukos. Glukos är i sin huden vanligasta formen av socker
som vi får i oss.
Hur mycket kolhydrater önns lagrat i
kroppen och var? Kolhydrater finns
upplagrat i form av glykogen och då
ATP som används direkt i muskeln.
Normalkosten innehåller mellan
250-400 g kolhydrater/dag och vårt
dagsbehov ligger mellan 50 och 100
g om man inte uönr någon krävande
fysisk ansträngning.
Karin Söderlund
Dr med vet Institutionen för Fysiologi
och Farmakologi,
Karolinska Instututet
samt Idrottshögskolan, Stockholm
Intag före arbete
framförallt i skeleömuskulaöiren, ca
460 g och i levern, ca 70 g.
Mängderna varierar beroende på diet
och hur fysiskt aköv man är. I vila
utnyttjar muskulaöiren knappt något
glykogen medan levern i huvudsak
använder glykogermedbrytning både
i vila och under arbete for aö reglera
blodglukoskoncenöaöonen
Vid fasta töms glykogenförådet i
levern på ca 24 ömmar och lårmuskeln töms efter ca 2 ömmars hårt
cykel arbete eller löpning.
Vid en arbetsintensitet mellan 60-70
% av maximal syreupptagningsförmåga åtgår ca 2 g glukos/min
(Salön&Gollnick 1988) och deöa tas
från blodet. Glykogen från muskulaöiren kan inte bilda fri glukos utan
bryts ner och bildar energi i form av
Of#%prodwAfgr
J TfWtwngrandg W/n/(frafmngWZZ..
fors&grg.
Aö man kan fylla på sina kolhydratföråd utöver den normala koncembaöonen genom aö först Öknma
sina depåer med hårt arbete och
sedan äta kolhydratrikkost under
flera dagar visades i en söidie av
Bergsööm&Hulönan 1967. Detta är
en metod som används av många
inför exempelvis Wasaloppet och
maratonlävlingar vilket naturligtvis
är befogat då energiåtgången blir
stor. Det man bör belänka är aö
varje g glykogen även binder ca 2,7 g
vatten och deöa kan bidra öll en
viktökning som kanske inte allöd är
posiöv för den idroösaköve.
De allra flesta studier med kolhydraöaddning har gjorts på män. I en
söidie av Tamopolsky et al. 1995
där kvinnor fick kolhydratladda
fann man nästan ingen ökning alls i
muskel glykogen! Många kvinnor
uöxyöjar ju denna metod varför det
är angeläget aö utföra fler soldier på
kvinnor för aö undersöka om deöa
verkligen är riktigt.
Intag under arbete
Huvudsyftet med glukosöllförsel
under arbete är aö bibehålla blodsockemivån och fördröja uttrööning. Om arbetet pågår längre öd än
60 min bör man kanske öllföra kolhydrater och det opömala vore 4075 g/ömme men det är svårt särskilt
under tävling (Guezennec 1995). Om
arbetet är kortare än 60 min är behovet aö Öllföra exöa kolhydrater tämligen litet. Vid kortvariga maximala
arbeten som upprepas under längre
öd som exempelvis ishockey kan det
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 o 1998
vara lämpligt aö inta kolhydrater
under arbetets gång.
Intag efter arbete
Hur mycket, vilken typ och när är de
frågor som är intressanta. Det har
visat sig att den snabbaste återbildningen av glykogen sker direkt efter
avslutat arbete (Ivy et al.1988). Detta
innebär aö det är mest praktiskt aö
inta kolhydraöik vätska som kan
finnas öllgänglig direkt. Lämplig
mängd är förstas beroende på arbetets längd och intensitet men ca 100
g/Ömme kan vara ett riktmärke.
Vilken typ är då bra? I en ny studie
som vi gjort förefaller det som om aö
storleken på glukoskedjan (antalet
glukosmolekyler som siöer ihop i en
kedja) kan ha betydelse. Ju större
parökel ju mindre mängd vätska
drar den öll sig och magens tömning
går fortare vilket innebär aö tillgängligheten av glukos öll muskeln blir
större. Om man intar glukos med
färre antal ihopsatta glukosmolekyler blir storleken mindre och den
drar öll sig mer vätska och magens
tnmmningshasöghet minskar.
Om man läser på innehållsdeklaraöoncn på de prodxikter som önns på
marknaden och säljs som energiöllskoö står det aö de innehåller bl.a.
maltodextrin och stärkelsesirap som
utgör kolhydratdelen men vad är
det egentligen? När man frågar får
man lite osäkra svar eftersom riktigt
bra deöniöoner tycks saknas.
Är dyrast a l l t i d bäst?
Här nedan följer en liten tabell med
några vanliga livsmedel, kolhydratpulver och drycker som önns på
marknaden.
Man kan konstatera aö mängd kolhydrat varierar mycket mellan olika
produkter. Det är därför viktigt aö
först kontrollera antalet gram kolhydrater man får for pengarna och inte
sörra sig blind på priset. Flera av
produkterna innehåller även andra
substanser såsom aminosyror, koffein och guarana vilket kan påverka
priset.
Det är lättast aö snabbt få i sig stora
mängder kolhydrater genom aö inta
det i vätskeform men det är ju inte
allöd nödvändigt och då kan det
vara effekövt och trevligt aö äta en
god pasta med tillbehör.
-)%=-
Några rätta svar önns aldrig men aö
en vettigt sammansatt normal kost
är den bästa grunden som sedan vid
behov kan förstärkas med olika kolhydraöika produkter är väl att
rekommendera. Det är även vikögt
aö få i sig både feö och protein- man
kan inte leva på kolhydrat allena!
Referenser
Bergström, J och Hultman, E. Musde glykogen synthesis after exercise. An enhancing
factor localized to the muscle cells in man.
Nature 210: 309-310,1966.
Guezennec, C-Y. Oxidation råtes, complex
carbohydrates and exercise. Sports Med 19
(6): 365-372,1995.
Tvy, J.L, Katz, AL, Cuder, CL, Sherman,
W.M och Coyle, EP.Muscleglycogensynthesis after exercise: effect of öme of carbohydrate ingestion.). Apply. PhysioL 64(4):
1480-1485,1988.
Saltin, B och Gollnick, PD. Fuel for muscular
exercise: role of carbohydratc. In Exercise,
Nutrition and Energy Mctabotism (eds. E5.
Horton and R.L. Tcrjung). Macmillan,
NewYork, 45-71,1988.
Tamopolsky, M.A, Atkinson, SJ\, Phillips,
S.M et al. Carbohydrate loading and metabolism during exercise in men and woman. J.
Apply. Physiol. 78:1360-1368,1995.
KOLHYDRATINNEHÅLL 1 OLIKA PRODUKTER
Mängd kolhydrater
Kostnad/100g
eller 100 ml produkt
Spagetti
74,4 g/100 g
1,94 kr/100 g
Snabbmakaroner
71,0 g/100 g
1,86 kr/100 g
Kokt potatis
20,0 g/100 g
0,50 kr/100 g
Vltargo
92 g/100 g
32,00 kr/100 g
Pripps Energy 2
7,0 g/100 ml
16,30 kr/100 g
Magic
11 g/100 ml
6,40 kr/100 ml
Battery
11,5 g/100 ml
4,85 kr/100 ml
Red Bull
11,3 g/100 ml
6,40 kr/100 ml
1
LITEN ORDLISTA
Stärkelse
Ett mycket stort antal sammankopplade glukosmolekyler.
Maltos
Två ihopkopplade glukosmolekyler.
Dextriner
Små bitar av stärkelse som bildas vid nedbrytningen. De kan ha varierande
storlek. Graden av nedbrytning mäts som dextrosekvivalenter (DE).
DE=100 motsvarar fullständig nedbrytning till enskilda glukos molekyler.
Maltodextrin
Har ett DE värde på 2-20 vilket innebår relativt många och stora ihopsatta
glukos enheter.
Stärkelsesirap
Har ett DE värde över 20 vilket innebår fler mindre glukosenheter.
Glukos
Det vanligaste sockret i vår föda. Kan även kallas dextros, druvsocker och
blodsocker.
Glykogen
Många glukosmolekyler som sitter ihop i ett stort grenverk och år upplagsnäring i framförallt muskel och lever.
Adenosintrifosfat som år den omedelbara energikällan för bl.a. muskelkontraktionen.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
ter
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
Förändringar av antioxidativ
kapacitet vid intensiv träning
Det år väl kant att hårt ovant muskelarbete ger upphov till smärta och styvhet i aktiverad muskulatur dagen
eller dagarna efter ansträngningen (Friden, 1983). I påverkade celler kan sarkomårernas z-band lösas upp, vilket gör att fästet för de kontraktila proteinerna försvinner. Skadade celler invaderas sedan av vita blodkroppar som konsumerar skadat matrial (inflammationsprocessen).
• • • Tidigare undersökningar i vår
grupp har visat att akut intensivt
muskelarbete; där intensiteten överstiger 110% av individens maximala
syreupptagningsförmåga
(VO2
max)/ kan påverka muskulaturens
energireserver. Således har vi funnit
att nedbrytningsprodukter av högenergirikt ATP, hypoxantin och
urinsyra ökar i blodplasma efter
avslutat arbete (Sjödin &: HellstenWesting, 1990, se lig 1).
Även om muskelcellemas koncentration av ATP obetydligt påverkas
av nedbrytning vid ett akut träningspass, kan upprepade intensiva träningspass under en längre tid sänka
ATP nivåerna till kritiskt låga nivåer
(Hellsten, 1994) som ett resultat av
den fullständiga nedbrytningen av
ATP. Låga ATP nivåer innebär att
energisystemen stressas ännu hårdare för att täcka de givna energibehoven vid intensiv fysisk träning.
Vid motsvarande stress-situation
bildas aggresiva syreradikaler (reaktivt syre, ROS) i mitokondrier och
andra energisystem i den ansträngda muskulaturen
Positiva och negativa effekter av ROS
Vi har tidigare i vår grupp i detalj
studerat egenskaperna hos ett
sådant radikalgenererande enzymsystem, xantin-dehydrogenas/oxidas (XDH/XO) i human muskel och
hur det påverkas av fysisk stress
(Hellsten, 1994). XDH/XO reglerar
slutstegen i den fullständiga nedbrytningen av ATP vilket leder till
bildning av urinsyra (se fig. 1). Fria
syreradikaler och andra reaktiva
syremolekyler som uppkommer i de
stressade energisystemen kan reagera med andra molekylerer inne i cellerna, exempelvis omättade fettsyror
i cellmembraner, nukleinsyror i cellkärnas genmatrial och viktiga proteiner, t.ex. enzymer och strukturproteiner. Sådana radikalreaktioner
Bertil Sjödin
Dr. Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
kan ge upphov till liknande skador
som man observerat med ultramikroskopi på cellulär nivå som nämndes tidigare.
I vila eller vid låg aktivitet bildar
den levande organismen måttliga
mängder med reaktivt syre, som i de
flesta fall är viktiga för olika enzymatiskt styrda reaktioner i olika
vävnadstyper. Vissa typer av reaktivt syre och produkter av syreradikalreaktioner har man visat aktivera
och reglera syntes av viktiga peplider, bl.a. cytokincr och anöoxidaöva
enzymer. Cytokiner har en reglerande funktion på immiinförsvaret och
kan efter behov upp eller nedreglera
immxmcellemas aktivitet samt även
påverka muskelcellemas funktion
och utveckling.
En måttlig prodxiktion av reaktivt
syre är således posiövt för den
levande organismen Men vid långvarig fysisk stress då produktion av
reaktivt syre från energisystemen
kan mångdubblas, kan kroppens
egna försvarsystem raseras. Även
vid snabba förändringar, exempelvis vid ovan och/eller ökad fysisk
belastning, är inte alltid de antioxidativa systemen anpassade för att
klara av den ökade radikalbildningen, vilket kan resultera i radikalaköverad nedbrytning av aköv muskelvävnad och hinköonsnedsättning.
A n t i o x i d a t i v a försvaret
De anöoxidaöva forsvarssytemen är
mycket komplext uppbyggda av
olika typer av anöoxidaöva lågmolekylära ämnen och av anöoxidaöva
enzymer (se arökel av Michael
Svensson). En del av de lågmolekylära anöoxidantema produceras i
kroppens egna vävnadsceller medans andra öllförs genom födan.
De anöoxidaöva enzymsystemen
uppregleras och ned regleras allt
efter omfattning av stressad ämnensomsättning inom cellen, exempelvis vid träning. De anöoxidaöva
enzymerna är i huvudsak lokaliserade och verksamma inne i vävnadscellema medan de lågmolekylära
anöoxidantema både förekommer i
vätskerum mellan cellerna och i cellemas membraner samt utanför vävnaderna i blodplasmans vattenfas
och i fettfasen av lipoproteiner
(HDL, LDL).
Under senare år har forskning intensifierats for att ta reda på vilken
betydelse olika typer av anöoxidanöa har for att skydda organismens
vävnader från skador orsakade av
radikalreaköoner. Känsliga metoder
har utvecklats for att mäta hur stort
bidraget är från olika anöoxidaöva
substanser i plasman och vävnadshomogenat for att neutralisera syreradikaler efter fysisk stress.
Studier i vår och andra forskningsgrupper har visat att nedbrytningsprodukten från ATP, urinsyra, har
den största anöoxidaöva kapaciteten i blodplasma (85%). ökad koncentraöon av urinsyra efter intensivt
arbete samvarierar också med en
ökad anöoxidaöv kapacitet i blodplasma.
Vi har också påvisat ett upptag av
urinsyra i muskulatur som är utsatt
för högintensivt arbete. Inget upptag
noterades i passiv muskulatur
(Hellsten, et ak 1998). En ökad koncentraöon av allantoin, en oxida-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
ter
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
öons och nedhrytningspnxlukt av
urinsyra, har kunnat uppmätas i
muskelbiopsier tagna i samband
med intensivarbetet vilket tyder på
att urinsyra reagerat med reakövt
Vi har också kunnat konstatera aft
vid intensiv träning, som upprepas
xmder en längre Öd, medför minskad
förmåga att producera urinsyra förmodlingen beroende av att ATP
nivåerna minskat inne i muskelcellerna. Samödigt ökar produköonen
av reakövt syre i mitokondriemas
energisystem då även tillgången på
både ADP och ATP minskar (ADP är
nödvändigt för att producera ATP,
se ög. 1). Stressen i energiomsättningen ökar. Genom reduköon av
cirkulerande urinsyra minskar kapaciteten att neutralisera radikaler som
uppkommer under hårt fysiskt arbete. Andra anöoxidaöva ämnen i
plasma och vävnadsceller kan därvid få ökad betydelse, t.ex. vitaminerna E och C samt glutaöon och
ubiquinol (Q10), som alla samverkar
med iirinsyra när det gäller att neutralisera radikalreaktioner.
® Fettoxldatlon
Antioxidant supplementering
T en pilotstudie supplementerades
en grupp brandmän (n=8) med vitamin E och Q10. Före och efter supplcmenteringen på åtta veckor
genomfördes ett omfattande batteri
med intensiva tester under två
Subjeköv skattning av bräningsvärk
genomfördes dagarna efter varje
testomgång.
Läckage av muskelspecifika proteiner (kreaönkinas) uppmättes samödigt liksom hisättning av hypoxanön och urinsyra, båda nedbrytningsprodukter av ATP.
Den skattade träningsvärken efter
supplcmenteringsperioden var krafögt reducerad liksom läckaget av
kKatinkinas.
Trots att arbetsförmågan på det
intensiva arbetstestet var lika eller
tenderade att vara något bättre efter
supplementeringspcrioden var nedbrytningshasögheten av ATP signifikant lägre, vilket visade sig i lägre
nivåer av hypoxanön och urinsyra i
plasma efter arbetet (Östman, et al.
1998). Både vitamin E och Q10 är
fettlösliga anöoxidanter och utövar
fem of#m enzymsysfem/Ör dterbifdnmg av ATP.
1. Kmzfmkinas-sysfemef (CK); där ATP bildas /rdn Xrgaffn/bs^t (CP) ock
2. Anne r ö k g/ytofytisÄug systemet; dar gfyÄzogen spyäfÄ%7S tzZZ fattat.
3. Aero&a gfykofyffsÄa? systemet; där gfytogen oziWeras tiff kofdio%zd ock
Doften.
4. Peffozidations-sysfemef; där^ftsyror ozideras tiff tofdzozid ock oartem.
5. Adenyfaftinas-sysfemef (AK);där ATP fnfdas /h!n 2 ADP. Bzprodw&fen
AMP oxideras oidare i en nedkryfnzngsted/a, som z de fre sista sfggen ger prodnttenia kypozanfm (HX), Mznfm (X) ock zmnsyra (UA). Sfwfsfggen, (Mr
HX ozideras fiff UA ma X, Aafafyseras au eff enzym, som tanyorefzgga % fm*
/brmer: zanfzndekydrogenas (XDH) ock zoMfmozwfas (XO). XDH ufnyft/ar
NAD ock XO syre (O2) som efe&fronaccepfor. XO producerar där/or syreradzWer (O2). Som pifama uzsar &an XDH omuandfas fiff XO med fz/äfp au eft
Jkafcfnm (O? 2+)atfzueraf profeas umfer mwsÄ^farbefe. figuren eisar ocW eff
sförre mefakofzf/föde genom XO-sysfemef tnd arkefe (symbofiseraf au Ara^igare fin/er).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
därför sin anöoxidaöva akövitet i
cellstruktuter som innehåller fett,
tex. i olika typer av cellmcmbrancr,
men även i cirkulerande lipoproteiResultatet från undersökningar
antyder också att omsättningshasögheten på det energirika ämnet
ATP minskar i muskulaturen vid
intensivt arbete om bara tillgången
öll fettlösliga anöoxidanöa är öllräckligt hög. Vitamin E i kombinaöon med Q10 förefaller också kunna
ersätta urinsyrans anöoxidaöva
kapacitet i krafögt ansträngd muskulatur.
Förklaringen kan vara att samverkan mellan dessa fettlösliga anöoxi-
danter på ett effekövt sätt skyddar
mxiskulaturens mitokondrier från
nedbrytande reaköoner med reakövt syre, vilket gör att mitokondierna effekövare kan producera ATP
från ADP och högencrgirikt fosfat
(Ti).
Däremot har senare undersökningar
visat att denna skyddande anöoxidaöva effekt uteblir då enbart Q10
användes som supplement. Man har
också upptäckt att (räningseffekten
kan utebli vid ensidig supplementering med Q10, i jämförelse med individerna som supplementerades med
blindpreparat (placebo), vid högintensiv sprintcykelträxiing två gånger
om dagen xmder fem dagar (Malm,
et al. 1997).
Praktiska betydelse
Den praköska tillämpningen av de
här nya kunskaperna kan vara öll
hjälp när det gäller att planera träning för idrottsgrenar som är av
starkt anaerob karaktär, t.ex. vid
löpning 400 - 800 m där intensiva
träningspass måste förekomma. Om
de intensiva träningspassen läggs
för tätt eller blir for omfattande riskerar man att sänka mxiskulaturcns
energireserver så krafögt att kroppens egna försvarssystem mot radikalrcaköoner försvagas genom den
ökade radikalbildningen. Ett tillstånd som v i brukar benämna "överträning" kan då inträda som resulterar i uteblivna prestaöonsförbättringar och ibland t.o.m. nedsatt prestaöonsförmåga. Akut kan tendenser öll överträningssymtom mildras
genom intag av ett brett spektra av
anöoxidanter, tex. vitamin E och C
samt Q10. Långvarig supplementering med anöoxidanter kan å andra
sidan minska effekten av träning.
Här krävs emellertid mer forskning
för att utröna om detta enbart gäller
Q10 eller om det gäller generellt för
alla typer av anöoxidanter.
Referenser
Friden, J. Exercise-induced muscle soreness.
A qualitadve study of human muscle morphology and function. Umeå Universitet.
Med. Diss. New Ser. 105.
Hellsten, Y. Xanthine dehydrogenase and
purine metabolism in man, with special reference to exercise. Acta Physiol. Scand. Vol.
151(Suppl.):621, 1994.
I lellsten, Y., Tullson, PC., Richter, EA. & j .
Bangsbo. Oxidation of urate in human skeletal muscle during exercise. Frec Rad. Biol.
Med. 22,169-174,1997.
Hellsten, Y., Sjödin, B., Richter, EA. & f.
Bangsbo. Urate uptake and lowcred ATP
levels in human muscle after high-intensity
exercise. Am J. Physiol. 274(37% E600-E606,
Malm, C., M. Svensson., B Ekblom., B.
Sjödin. Effects of ubiquinone-10 supplementation and high intensity training on physical
performance. Acta Physiol. Scand. 161, 379384,1997.
Sjödin, B. & Y. Hellsten-Westing. Changes in
plasma concentration of hypoxanfhine and
uric acid in man with short-distaixce running
at various intensiöes. Tnt. J. Sports Med.
11(6), 493495,1990.
Upprepade fnfensioa mws&efarkefen feder fiff fnfdnfrzg au syrerodiWer. CeffsÄ%zdor
ock presfafionssänÅrzzng kfir/Öf/den. Foto Sfyrk/öm Bergeff.
Ostman, B., Sjödin, A., Foxdal, P., Branth, S.,
B. Sjödin. Effects of repeted physical exercise
in healthy humans supplemented with vitamin E and ubiquinone-10. Manuskript 1996.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 » 1998
Immunförsvarets roll vid fysisk aktivitet
Intresset f ö r forskning o m immunförsvaret i samband med fysisk aktivitet har ökat markant de senaste t i o
åren. Till viss del beror detta på utvecklingen av nya metoder som g j o r t det m ö j l i g t att utföra mer detaljerade studier. Fortfarande är dock mycket oklart vad gäller effekterna av fysisk aktivitet och t r ä n i n g på i m m u n försvaret.
• • • De flesta studier som hittills
genomforts berör de akuta (timmarna efter avslutat arbete) förändringarna efter olika typer och intensitet
av arbete. Senare Öds forskning har
givit upphov ö l l en del intressanta
frågeställningar, som kan ha stor
relevans for idrotten, inte minst vad
gäller akövas infeköonskänslighet
och vad begreppet träningseffekt
egentligen innebär. Förhållandet
mellan specifika förändringar i
immunförsvaret och prestaöon, återhämtning, och infeköonsrisk är fortfarande mycket oklart.
Det är därför svårt att säga vilka
immunologiska förändringar som är
posiöva och vilka som är negaöva,
med hänseende ö l l fysisk prestaöon.
Vad man dock for närvarande kan
konstatera är att många typer av vita
blodkropppar (leukocyter) påverkas
av fysiskt arbete, både ö l l antal och
aköveringsgrad. M a n kan därför
spekulera i att vissa förändringar,
som i allmänhet tolkas som negaöva
för kroppens skydd mot infeköoner,
i stället kan vara en nödvändighet
v i d h å r d , fysisk träning. Dessa
immunologiska förändringar visar
kanske på en anpassning och/eller
kompromiss mellan nödvändigt försvar mot främmande organismer,
och o p ö m a l immunförsvars-funkÖon med hänseende ö l l kroppens
anpassning Öll fysisk träning.
N y a metoder, t.ex. utvecklingen av
monoklonala antikroppar, (molekyler som binder specifikt t i l l ett visst
protein) har under de senaste åren
gett forskare nya och mer exakta
verktyg att mäta förändringar i akövitet och antal av olika leukocyter
både i blodet och i muskulaturen
Doktorand,
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
lär d e l Det icke-specifika försvaret
består av fysiska barriärer, t.ex. h u d ,
slemhinnor och magsaft som h i n drar bakterier och virus från att ta
sig i n i kroppen, fagocyöska celler
som "äter u p p " främmande eller skadad vävnad, samt inflammaöonsprocesser.
Det cellulära (T-cells medierat) försvaret använder sig av celler (t.ex.
makrofager och cytotoxiska T-celler)
som "äter u p p " (fagocytos) eller på
annat sätt dödar förändrade eller
främmande celler, eller delar av celler, som inte känns igen som kroppsegna. A l l a organ påverkas av
irnmunförsvaret, men benmärgen,
TABELL 1 - LITEN ORDLISTA
Celltyp
Funktion
Adhesionsmolekyl
Fungerar som "krok" för att fästa samman två celler,
t e x . en T-hjålpar cell och en B-cell, eller en monocyt till
endotelceller i blodkärl
Antigen
Främmande ämne, vanligen ett protein, som binder
specifikt till en antikropp eller T-cell receptor. Ger
upphov till produktion av antikroppar
Antikroppar
Protein som binder till ett visst antigen. Produceras av
B-celler vid kontakt med t.ex. bakterier eller virus.
Markerar och/eller oskadliggöra inkräktaren
B-celler
Producerar antikroppar som sedan kan markera och/eller
oskadliggöra invaderande organismer
Leukocyter
Alla vita blodkroppar, dvs. lymfocyter, granulocyter och
monocyter
Lymfocyter
B- och T- celler, även NK-celler kan räknas hit
Monocyter
Kan gå ut i vävnaden och rensa upp trasig vävnad efter
t.e.x inflammation. Kallas där makrofager
NK-celler
"Mördar celler" räknas som den första försvarslinjen mot
virus och cancer celler
Definition
Immunsystemet kan delas i n i ett
specifikt och ett icke-specifikt försvar, samt en humoral och en cellu-
Det specifika försvaret kan skilja
mellan kroppsegct och främmande,
och därigenom känna igen och
avlägsna invaderande mikroorganismar och molekyler via speciella
strukturer, s.k. anögener. V i d akövering producerar det humorala (Bceller) försvaret antikroppar som
märker och oskadliggör främmande
organismer.
Christer M a l m
"
T-hjålpar celler behövs för reglering av aktiviteten hos
B-celler. T-cytotoxiska celler oskadliggör bl.a. virusinfekterade kroppsegna celler
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
^C
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
"Öppna fönstret" Teorin
tymus, lymfsystemet och mjälten är
viköga i de vita blodkroppamas
produköon och mognad.
Skydd mot infektioner
Många som är aköva inom uthållighetsidrotter upplever att de har öer
sjukdagar än gemene man, speciellt
övre luftvägsinfektioner. Studier
från bl.a. maratontävlingar styrker
detta iakttagande. En del studier
visar att efter extremt, långvarigt
arbete löper man större risk att bli
drabbade av en övre luftvägsinfeköon inom de närmaste veckorna,
jämfört med vilande kontrollpersoner, och även att hög träningssmängd skulle vara förknippat med
ökad risk för övre luftvägsinfeköoner (Nieman, 1995). Man har förklarat detta med att det cellulära försvaret försämras och att slemhinnorna torkar ut (färre IgA antikroppar i
saliv) efter utmattande uthållighetsarbete, varvid virus och bakterier
skulle ges möjlighet att lättare invadera kroppen Detta har gett upphov
öll teorin om det "öppna fönstret"
(Fig. 1) (Pedersen, 1997).
En annan möjlig förklaring öll den
ökade infeköonsfrekvensen efter
tävlingar kan vara att de som deltar
i en tävling utsätts för fler och nya
virus/bakterier i och med resor,
byte av miljö, samvaro med etc.
^\
Okad lnfektlon$rl*k
(2-10 tim)
\
\ \r , _
^
, A, , ,)
il
^
Arbete
^
Vila
f%gwr I. En/igf teorin om "öppnayönsfref " sWle iifroftare twa mer mottagliga yor
m/étfzorzer timmarmz e/^er Wrt, Mngtwigt arbete te%. ett maraton.
Fysiskt arbete
Fysisk arbete ger snabba förändringar av immunförsvaret, och redan
inom ett par minuter efter påbörjat
arbete har både antalet och aköviteten av flera klasser av vita blodkroppar i blodet förändrats. Hur långvarig och kraftig denna förändring
blir, beror öll största delen på arbetets längd och intensitet. Typen av
arbete påverkar också förändringarna, och det verkar som att excentriskt arbete ger större förändringar
än koncentriskt, kanske beroende på
större muskelcellskada.
Eftersom även kortvarigt, excentriskt arbete ger upphov öll kraföga
förändringar i immunförsvaret, bl.a.
minskat antal NK celler, basofiler Vid måttligt ansträngande (t.ex. 60
och eosinofiler i blodet, samt min- min. cykelarbete på 75% av
skad kapacitet hos NK cell (Smith, VOgmax) aerobt arbete ökar antalet
1991), utan att förknippas med ökad och aköviteten hos vissa leukocyter
infektionsrisk, verkar det som att xmder arbetet (t.ex. naturliga mördar
förändringar/sänkningar i immun- celler, NK-celler) för att sedan sjunförsvaret inte allöd leder öll ökad ka något ömmarna efter arbetet.
infeköonsrisk.
Andra celltyper, t.ex. neutrofiler
ökar i antal både under och efter
De i blodet cirkulerande leukocyter- arbetet, medan B-cellemas akövitet
nas antal (och öll viss del även gra- sjunker under och efter arbete
den av akövering) reflekterar endast (Pedersen, 1997). Resultaten tyder
trafikering (frisättning och upptag) på en minskad specifik, och en ökad
mellan blodet och andra organ i icke-specifik kapacitet hos immunkroppen. Det är således vikögt att försvaret efter fysiskt arbete. En
mätbara förändringar av olika teori är att kroppen försöker minska
immunologiska faktorer i blodet i risken för autoimmunitet, d.v.s. att
samband med fysiskt arbete relate- immunförsvaret ska reagera på
ras öll kliniskt relevanta förändring- kroppsegna ämnen, Lex. muskelproar, Lex. ökad infeköonsrisk eller för- teiner som efter arbete kan läcka ut i
sämrad återhämtning, samt att mät- blodet. Efter ett arbete av denna typ
ningar görs i andra berörda vävna- är de flesta immunologiska föränder än blodet, t.ex. muskulaturen dringarna öllbaka på vilovärden
inom 24 ömmar. Om arbetet fortgår
och slemhinnor.
under längre öd (30 km / 2 öm. löpning verkar vara någon sorts gräns)
sjunker kapaciteten hos de flesta celler redan under arbetets gång, och
förblir sänkta efter arbetet. Eftersom
vita blodkropppar i huvudsak
använder sig av kolhydrater for att
täcka sitt energibehov, kan den
sänkta kapaciteten xmder och efter
denna typ av arbete bero på att fördelningen av energi prioriteras öll
fördel för de arbetande muskelcel-
Generellt verkar det som att antalet
lexikocyter i blodet ökar krafögt efter
ett enskilt anaerobt arbete, Lex. 60
sek maximal cykling, men att effekten är snabbt övergående och att de
enskilda leukocytemas funköon inte
påverkas i någon större utsträckning. Antalet celler i blodet normalt
är återställt öll vilovärden inom 4-6
Ömmar. En studie visar dock att
upprepad, anaerob träning (15 x 1
min., 2 ggr/dag i 10 dagar) kan ge
lägre vilovärden av NK celler, och
högre akövitet hos lymfocyter 6
dagar efter träningsperioden (Fry, et
al., 1992).
En möjlig förklaring öll varför långvarig, lågintensivt arbete ger mer
bestående förändringar i immxinförsvaret än kortare, högintensivt arbete kan vara högre maximala koncentraöoner av vissa stresshormoner,
t.ex. korösol och p-endorön, i samband med långvarigt arbete (Gabriel
and Kindermann, 1997). Få kontrollerade studier är gjorda på immun-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3» 1998
-)%=försvaret i samband med längre
perioder av hårda, anaeroba träningspass, och effekten av denna
typ av mer elitbetonad träning därför tämligen svår att beskriva.
Vid excentriskt arbete uppkommer
större mekaniska skador på muskelcellerna jämfört med koncentriskt.
Detta orsakar troligtvis kraftigare
infiltrering av leukocyter öll den
skadade muskeln vid akövitet med
större excentriskt inslag, t.ex. utförslöpning.
Från de studier som gjorts (Pizza, et
al., 1996, Smith, 1991, Tidball, 1995),
verkar det som att excentriskt arbete
resulterar i ett inflammaöons-liknande tillstånd i musklerna, och
ökar de fagocyterande cellemas
(t.ex. neutrofiler och makrofager)
förmåga att invadera muskulaturen.
Infiltraöonen styrs bLa. genom ett
ökat uttrycket av adhesionsmolekyler på cellytan (proteinstrukturer
som är nödvändiga för att de cirkulerande leukocytema ska kunna
fastna på kärlväggen och infiltraöon
iniöeras). Infiltraöon av leukocyter i
muskulaturen efter fysiskt arbete
har konstaterats (Round, et al.,
1987), men någon närmare utvärdering av vilka klasser av celler som
lämnar blodet och går in i muskulaturen har ej gjorts. Detta har öll stor
del berott på brist på användbara
metoder.
Mycket lite är också känt om hur
muskulaturen kommxmicerar med
immunsystemet. Det är troligt aft
muskelceller, eller infiltrerande leukocyter, producerar vissa typer av
signalmolekyler (t.ex.IL-lp, IL-6,
IGF-1) efter fysiskt arbete (Hellsten,
et a l , 1997). Dessa substanser kan
sedan attrahera specifika populaöoner av leukocyter till miiskulatxiren,
en process kallad kemotaxis. Betydelse av denna infiltraöon av vita
blodkroppar för muskelns återhämtning och anpassning har ödigare diskuterats men vetenskapliga studier
inom området saknas nästan helt.
Med relaövt nya metoder (monoklonala antikroppar) kan man märka
specifika klasser av leukocyter, Lex.
neutrofiler, T-celler eller makrofager, och även uttrycket av signalmolekyler, i muskulaturen i samband
med fysiskt arbete. Med hjälp av
denna teknik studerar vår forskargrupp just nu Ödsförloppet för infiltraöonen av olika klasser av leuko-
cyter i muskxilaturen efter excentriskt arbete.
Vi kan se att olika celltyper uppträder i muskulaturen vid olika ödpunkter, vilket överensstämmer
med förloppet som beskrivs vid kliniska tillstånd med vävnads-inflammaöon, t.ex. muskelreumaösm
(Pyne, 1994, Tidball, 1995). Resultaten kan således användas dels
inom idjx)ltsforskningen for att öka
kunskaperna om träningseffekter
och återhämtning, dels som en
modell för klinisk forskning om vävnadsinflammaöon.
Muskelskada och reparation
Vid belastning av muskeln, speciellt
om belastningen är excentrisk, uppträder en omedelbar skada på muskelcellerna. Orsaken öll denna skadan kan bero på flera faktorer:
mekanisk påverkan, ökat inflöde av
kalcium, frisättning av degraderande enzymer, produköon av fria syreradikaler (se Svensson i detta nummer), etc (Chambers and McDermott, 1996).
Dessa skador ger upphov öll signaler (nedbrytningsprodukter och
andra signalsubstanser) från den
skadade muskeln öll de i blodet cirkulerande leukocytema, och närliggande kärlväggar. Effekten blir en
akövering av specifika klasser av
leukocyter och en ökning av adhesionsmolekyler både på kärlväggen
och på de blodbuma leiikocyterna.
Följdaktligen kan utvalda leukocyter "häfta fast" vid kärlväggama
(ungefär som en kardborre) runt det
skadade området för att efter hand
vandra ut i vävnaden.
ger. Dessa celler har öll uppgift att
rensa bort trasig vävnad och förbrukade neutroöler, samt frisätter viköga tillväxt- och aköveringsfaktorer
för satelitcellema.
Två öll tre dygn efter arbetet kan
man finna aköverade satelitceller, en
indikaöon av pågående reparaöon
och återbildning av den skadade
muskeln (Chambers and McDermott, 1996).
Huruvida denna muskelreparaöon
representerar reparaöon av befintliga celler, eller en direkt nyproduköon av muskelceller är i dagsläget
fortfarande under debatt. När det
gäller skador inducerade av fysisk
akövitet är skadan för det mesta
återställd inom sju dygn, men kvarstående strukturella förändringar
har rapporterats upp öll 21 dygn
efter excentriskt arbete (Evans and
Cannon, 1991).
Genom att fortsättningsvis studera
förekomsten av leukocyter, signalsubstanser, adhesionsmolekyler och
satellit-celler i muskelvävnaden, är
förhoppningarna att kunna förstå
hur muskulaturen anpassar sig öll
fysisk akövitet, och vilken funköon
immunförsvaret har i denna anpassning. I detta arbete ingår även att
använda fysiskt arbete, främst
excentriskt, som en modell för att
studera det akuta förloppet vid muskelinflammaöon.
Resultaten från dessa studier kan
sedan förhoppningsvis tillämpas vid
behandling av paöenter med olika
typer av muskelsjukdomar, t.ex.
muskelreumaösm.
Praktisk tillämpning för aktiva
De första cellerna som uppträder i
muskeln efter en skada är neutroöler och cytotoxiska T-celler. Dessa
celler önns i vävnaden inom 6-10
ömmar och har öll uppgift att bryta
ned skada vävnad, vilket medför att
skadan i vissa situaöoner faktiskt är
mer omfattande 1-2 dygn efter ett
hårt fysiskt arbete. De infiltrerande
neutroölema frisätter tillväxtfaktorer som attraherar nästa populaöon
leukocyter, monocytema. Dessa celler vandrar från blodet öll muskel
vävnaden 6-48 ömmar efter arbetet
(pågående studie tyder på 48-72 ömmars fördröjning).
Väl ute i vävnaden aköveras monocytema och kallas därefter makrofa-
Två saker är av yttersta vikt för den
som försöker nå sin maximala
potential inom idrott; opömal
anpassning öll träning och frånvaro
av sjukdom. Immunförsvaret är
avgörande för båda dessa träningsfaktorer.
Att uöfrån dagens kunskap om
immunförsvarets funköon vid fysisk
ansträngning ge konkreta rekommendaöoner för hur man t.ex. ska få
optimal återhämtning, undvika
överträning och sjukdomar etc. är
svårt, för att inte säga omöjligt. I
dagsläget kan forskare endast ge en
beskrivande bild av immunförsvaret
vid fysisk akövitet.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-a%r
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
Om man i framöden har kunskap
och förståelse för hur immunförsvaret reagerar på olika former av träning kan man sannolikt hjälpa aköva med rekommendaöoner och råd i
dessa frågor.
Översiktsartiklar muskulär
anpassning
Sammanställning inom
Exercise Immunology
området
Int. J. Sports Medicine, Suppl. 3, VoL 15, OcL
Int. J. Sports Medicine, Suppl. 1, Vol. 18,
Mar. 1997.
Int. J. Sports Medicine, Suppl. 3, Vol. 19,
July, 1998.
Exercise Immunology, Bente Klarlund
Pedersen, Springer-Verlag, Tyskland, 1997.
Molecular Basis of Skeletal Musde
Regeneradon, Can. j . Appl. PhysioL, VoL
21(3), 155-184.
Referenser
1. Chambers, K. L, and J. C. McDermott.
Molecular basis of skeletal muaele regeneration. Can J Appl Physiol 21:155-84,1996.
2. Evans, W. J., and J. C. Cannon. The metabolic effects of cxercise-induced muscle
damage. Exerc Sport Sci Rev 1% 99-125,1991.
3. Fry, R. W., A. R. Morton, P. Garcia-Webb,
G. P. Crawford, and D. Kcast. Biological
responses to ovcrload training in endurance
sports. Eur J Appl Physiol 64:335-44,1992.
4. Gabriel, H., and W. Kindermann. The
acute immune response to exercise: what
does it mean? Int j Sports Med 18 Suppl 1:
S28-45,1997.
5. Hellsten, Y., U. Prandsen, N. Orthenblad,
B. Sjödin, and E. A. Richter. Xanthine oxidase in human skeletal muscle following eccentric exercise: a role in inflammation. J Physiol
(Lond) 498:239-48,1997.
6. Nicman, D. C Upper respiratory tract
infections and exercise [editoriall. Thorax 50:
1229-31,1995.
7. Pedersen, B. K. Exercise Immunology.
Georgetown: R.G. Ländes Company, 1997.
8. Pizza, P. X., B. H. Davis, S. D. Henrickson,
J. B. MitchelL j . F. Pace, N. Bigelow, P.
Dilauro, and T. NagHerL Adaptation to
eccentric exercise: effect on CD64 and
CDllb/CDIB expression. J Appl Physiol 80:
47-55,1996.
9. Pyne, D. B. Exercise-induccd musde
damage and inflammadon: a review. Aust J
Sd Med Sport 26: 49-58,1994.
10. Round, j . M., D. A. Jones, and G.
Cambridge. Cellulär inEltrates in human
skeletal muscle: exercise induced damage as
a model for inflammatory musde disease? J
Neurol Sd 82:1-11,1987.
11. Smith, L L Acute inflammation: the
underlying mechanism in ddayed onset
muscle soreness? Med Sd Sports Exerc 23:
542-51,1991.
12 TidbalL 1- G. Inflammatory cell response
to acute musde injury. Med Sd Sports Exerc
27:1022-32,1995.
Trarnmg ock dterMmfnmg pd efztmW A" en sadr balans mellan optimal Wm?%g oc/z Joerir^nmg - od% hm A/and resultera i
platt /aff /Ör den atfioe. BiWem tTisar arfikef/Ör/affareri imf /SM 2000 m » W e r /inaf 1969. foto ur Christer Mofms Wdarkm.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr3D1998
"Oxidativ stress" - viktig faktor
för skelettmuskulaturens anpassning?
Författaren presenterar här en ny och utmanande förklaringsmodell gällande bakomliggande mekanismer för
skelettmuskulaturens cellulära anpassning vid fysisk träning eller inaktivitet. Skelettmuskulaturen har en fantastisk förmåga att anpassa sig till det belastningskrav som råder, både i ett akut skede (sekunder) och vid längre tids träning (veckor-månader-år). I ett akut skede, från vila till maximalt fysiskt arbete, kan exempelvis skelettmuskulaturens energiomsättning och syreupptagningsförmåga öka över 200 gånger.
• • • I ett längre perspektiv har det
exempelvis visats att ett par månaders uÖiåUhghebträning kan leda till
omfattande nivåökningar av muskulaturens mitokondriella enzymer
(Bamard, et ak 1970, Henriksson &
Reitman, 1977), vilket samvarierar
med ökad uthållighet/prestationsfönnåga (Magel, et ak 1975).
Muskelvävnaden är dock inte alltid
redo för den fysiska belastning som
individen utsätts för vilket kan
resultera i en mängd olika överträningssymtom (Fry, et ak 1991), utebliven anpassning samt nedsatt prestationsförmåga. De cellulära mekanismerna bakom förändringar gällande skelettmuskulaturens vävnadsutseende, enzymakövitet, kontraköla egenskaper och aerob
respektive anaerob kapacitet som
svar på fysisk träning (Åstrand &
Rodahl, 1986, Fitts & Widrick, 1996),
inaktivitet (Henriksson & Reitman,
1977, Allén, et al 1997) eller överträning/överansträngning (Ebbeling &
Clarkson, 1989, Friden & Lieber,
1992, Pyne, 1994) är idag till mycket
stor del okända.
En växande mängd studier talar för
att s.k. fria syreradikaler och andra
oxiderande syreföreningar, gemensamt kallade reaktivt syre, är i vissa
situationer skadliga biprodukter
(Blake, et a l 1987) men i andra situationer en livsnödvändig del av cellemas signalsystem, allt beroende på
var reaktivt syre uppkommer och i
vilken omfattning (Cotgreave &
Gerdes, 1998).
I detta sammanhang har ett brett
spektra av olika samspelande antioxidativa molekyler en viktig roll för
att motverka uppkomst av skadliga
mängder reaktivt syre samt i reglering av signalaktivering mellan och
inom cellerna.
Kunskaper kring reakövt syre och
Michael Svensson
Doktorand,
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
antioxidativt försvar, vid fysisk träning, är bl.a. viktigt för förståelse
hur skador uppkommer i muskulaturen vid "överträning", men också
av stor vikt för ökad kunskap gällande vilka signaler som uppkommer under fysisk träning (Lex. förändrade nivåer av reaktivt syre/oxidaöonsprodukter/anöoxi-dant-status) som "triggar" aktivering av
gener viktiga för proteinsyntes och
positiv träningseffekt.
Reaktivt syre: vän eller fiende?
Molekylärt syre (O2) som vi inandas
via atmosfärluften är en reaktiv fri
syreradikal med två fria (opariga)
elektroner vilka ger molekylen dess
reaktiva karaktär. Om vi inte var
utrustade med ett antal olika
skyddssystem mot O2 och andra former av reaktivt syre skulle exempelvis lungvävnaderna omedelbart skadas vid kontakt med inandningslxift.
Under evolutionen har dock organismen utvecklat olika antioxidativa
försvarssystem och även lärt sig att
dra fördel av syrets reaktiva egenskaper. Exempelvis fungerar syre
som slutgiltig elektronmottagare i
mitokondriemas elektrontrontransportkedja Candningkedjan") vilket
medför att syre reduceras öll vatten
(2 x O + 2e + 2H' - > 2H2O) och att
ADP (adenosin difosfat) kan fosforyleras öll ATP (adenosin trifosfat).
dock som att ett läckage av elektroner kan ske via ubiquinon (Q10) som
är en elektrontransportör mellan
enzymerna i komplex I, II och III (se
5g. 1). Dessa elektroner kan fångas
upp av O2 vilket ger upphov öll
superoxidradikaler (O2") vilka är än
mer reaktiva och skadliga än O2.
Superoxidradikaler kan därefter ge
upphov öll bl.a. väteperoxid (H2O2),
peroxinitrit (NOO-), hypoklorsyra
(HOC1-) och hydroxylradikaler
(OH) vilka alla är mycket starka oxidanter.
Ett antal studier har kalkylerat att ca
2-5% av syreomsättningen i mitokondriema, under normala förhållanden, reduceras öll O2" och H2O2
i stället för att reduceras öll vatten
(Chance et al. 1979).
Förutom uppkomst av reakövt syre
via spontana reaktioner, exempelvis
i elektrontransportsystem i mitokondriemas, sarkoplasmaöska reökelets
och cellkärnornas membraner, så
finns det ett antal grupper av enzymer med kapacitet att producera
reaktivt syre (Chance et al 1979).
Exempelvis har immxmcellema flertalet enzymer som producerar reakövt syre vid aktivering, vilket är
livsavgörande i kroppens försvar
mot inkräktande bakterier, virusinfekterade celler och bekämpning av
cancerceller. Vid vår insötuöon har
bl.a. enzymet xanöndehydrogenas/xanönoxidas (XDH/XO) studerats i detalj (Hellsten, 1994), vilka
båda kan producera O2 " och H2O2
vid nedbrytning av piirinföreningar
(Kooij, 1994% t.ex. ATP, vilket sker i
stor omfattning vid högintensivt
fysiskt arbeta (Balsom, et al 1992).
Hård fysisk ansträngning innebär en
dramatisk ökning av ämnesomsättningen där syreupptagningen, hos
mycket vältränade individer, kan
T denna elektrontmnsport verkar det öka från ca 3 mL/min/kg kropps-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
- t e *
v i k t i vila ö l l 60-90 m L / m i n / k g
kroppsvikt v i d maximal ansträngn i n g , vilket teoreöskt innebär att
uppkomsten av O 2 " kan öka från ca
5-11 m L O 2 " per m i n u t ö l l ca 90-340
m L O 2 " per m i n u t ( v i d 75 k g
kroppsvikt).
medför anpassning och ökad prestaöonsförmåga. V i tror också att "för
lite" oxidativ stress kan leda fram ö l l
aktivering av en mängd olika proteinnedbrytande enzymer (proteaser) vilket kan leda ö l l muskelatrofi
och minskad fysisk arbetskapacitet.
Det är v ä l känt att reaktivt syre
genom sin reaktionsbenägenhet kan
förändra och skada en mängd olika
biomolekyler, Lex. fleromättade fettsyror, proteiner, kolhydrater och
nukleinsyror ( H a l l i w e l l & Gutteridge, 1989), vilket kan leda ö l l negaöva förändringar i cellens f u n k ö o n .
Mycket tyder på att dessa biomolekylära förändringar har en stor del i
de vävnadsskador som uppkommer
i samband m e d överansträngning/överträning. V i tror dock att
situaöoner med "lagom" mängd oxidaöv stress i skelettmuskulaturen,
en temporär obalans i de anöoxidaöva-prooxidaöva
systemen,
vid
fysisk träning, står för en central
länk i träningssömulit som på sikt
Antioxidanter
Reglering av uppkomst av reaktivt
syre och därigenom avgörande för
vilka effekter dessa reaktiva molekyler medverkar ö l l , balanseras främst
av ett omfattande anöoxidaövt försvar. Kroppens anöoxidaöva försvar
består av ett brett spektra med antioxidanter (Se tabellen nedan).
En växande mängd studier talar för
att anöoxidantema samverkar med
varandra i omhändertagandet av
reaktivt syre (Emster, 1994). De i
kroppen bildade (endogena) anöoxidantema verkar specifikt mot olika
specifika subsn-at/former av reaktivt
syre. Olika näringsämnen, t.ex. selen,
koppar, zink, är inte direktverkande
anöoxidanter men dock viktiga för
det endogena anöoxidantemas funköon. De från kosten fetöösliga
ämnen, t.ex. Q10, vitamin E och olika
karotenoider samt vattenlösliga
ämnen som flavonoider och vitamin
C kompletterar och samverkar med
de endogena anöoxidantema.
V i d nedsatt funktion i det endogena
försvaret, t.ex. i glutathionperoxidas-systemet v i d brist på selen, verkar det t.o.m. som om att vissa anöoxidanter från kosten, v i t a m i n E,
delvis kan ta över glutathionperoxidasets r o l l Långvarig brist på dietära anöoxidanter medför dock u p p komst av vävnadsskador vilka kan
härledas från angrepp av reaktivt
syre. Ärftliga sjukdomar med defekter i bildning av anöoxidaöva enzymer medför också vävnadsskador
som på sikt leder kliniska symtom
(Halliwell & Gutteridge, 1989).
V i har xmder ett antal år studerat
DE MEST DOKUMENTERADE A N T I O X I D A N T E R N A
Antioxidant
Kategori
Övrigt / v i k t i g a näringsämnen f ö r b i l d n i n g i kroppen
Askorbinsyra (vit C)
Näringsämne, via kost
VattenlOslig, hög konc. i immunceller, binjurar
Riboflavin (vit 82)
Näringsämne, via kost
VattenlOslig, viktig bl.a. för
glutationreduktas
Tokoferoler/trioler (vtt.E fam)
Naringsåmne, via kost
Fettlöslig, verkar i cellmembran,
lipoprotelner
Karotenoider (vit. A liknande)
Näringsåmne (b-karoten), via kost
FylloVmultiprenylkinon (vitK)
Näringsämne, via kost via kolonbakteriers syntes
Fettlöslig, verkar i cellmembran,
lipoprotelner, gula fläcken
Fettlöslig
Flavonoider
Plasmaproteiner, tex. albumin
Ublqulnon (Q10)
Urinsyra (urat)
Bilirubin
Glutathion (GSH)
dihydrolipoamid
Glutathionperoxidas (GSHPx)
Glutathionreduktas (GSSGred)
Superoxiddlsmutas (SOD)
Katalas (CAT)
Kostkomponent ej essentlell
VattenlOslig, verkar pä mänga
sätt binder fna metalljoner
Bildas i kroppen genom proteinsyntes
VattenVfettlöslig, binder fria metal
Bildas främst i kroppen, även via kost
Fettlöslig, i cellmembraner, llpopro
teiner, I mitokondrier
Slutgiltig nedbrytningsprodukt från ATP
VattenlOslig, hög koncentration i
plasma (250-600uM)
Nedbrytningsprodukt frän röda blodkroppar
Fettlöslig, motverkar lipidperoxida
Tripeptld (glutamin/at cystein, gtydn)
VattenlOslig, hög konc. (upp till
xOmM), många funktioner
Bildas i kroppen frän a-liponsyra
VattenlOslig, liknande funktion som
Enzym (substrat GSH+ROO) bildas i kroppen
Aminosyror + selen krävs för bild
ning/funktion
Enzym (substrat:GSSG+NADPH) bildas i kroppen
Aminosyror + B2 krävs för
bildning/funktion
Enzym (substratsuperoxidradikaler) bildas i kroppen
Aminosyror + mangan alternativt
koppar + zink
Enzym (substrat: våteperoxid) bildas i kroppen
Aminosyror + järn krävs för bild
ning/funktion
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr3D1998
nedbrytning av puriner,bl.a. ATP,
vilket ger upphov till omfattande
stegring av hypoxantin oeh urinsyra
iblodplasma efter hårt fysiskt arbete (Hellsten, 1994^.Detta system är
myeket intressant eftersoxn det aktiv e r a s i s t o r omfattning vid ax^aerobt
betonat arbete oehgex^ererar reak
tivtsyreviaXDHBXO(^ooi^,x994^,
samtidigt som slutprodukten,urin
syra,ärenantioxidantivattenfas(se
fertil bodins artikel för vidare läs
myeket tyder på att aktiveringssyte
men för gener soxn kodar för antioxidativa enzymer är känsliga för
reaktivt syre oeh indueeras beroen
de på syretryeket soxn exponerar
aktuell vävnad(Teoh, et a l . 1 9 9 ^ .
således finner man högsta nivåerna
a v a n t i o x i d a t i v a e n z y m e r i d e vävnader som har störst syreomsätt
nixxg, t.ex. lungor,rödablodkroppar,
hjärta, lever, x^urar oeh hjärna
^Halli^ell,1994).
studier har även visat att regelbun
den träning resulterarihögre nivåer
av de kroppsegna antioxidanterna
^obertson,etal.l991,Atalay,etal.
t 9 9 ^ , vilket kan tolkas soxn exx
anpassning tillökadoxidativ stress
p.g.a. ökad fysisk aktivitet.
Det har även visats att fysisk inaktivitet leder till en reduktion av vävnadsnivåernaBaktivitetex^avantioxidativa exxzymer (Hollander, et al.
199^, vilket medför att vävnaden
blir mer känslig för hastigt uppkomx^ia situationer med fysisk stress.
^
Succinat
i^ADH
FAD
Oz+drf
Idagsläget är inte mängden publieerade studier med koxxtrollgrupp
övertygax^de soxn redovisar positiva
effekter av e^tra intag av antioxi
danter vid hård fysisk tränixxg,
undaxxtaget studier på d^ur med
xxäringsbrist. Doek skall man inte
negligera att det ixxms ett antal studier som redovisar myeket intres
2H,0
f ( g w 1. f zgarerz mszzr efekfronfrazzsporferz (marÄ%rat med pz&zrj imz of zhz profezzzer
i mzfoAzmzfrzerrzas mrzermemmwz sam tiff stdfrsfa def zrosfufas med att syre (O2J
rgdwcgros fzff oafferz (H2O). Denna efekfnmfrarzsporf ar en /xTrwfsat frzmg /ar fzifanmg ar ATP /h&% eriergzrzkf /bs/af (Pz) + A D P (ef i /zgzzr) + erzergzrzAa ^reningar
(bf^%. N A D H , F A D H , szzcczmzf) /rzfzz mzfoÄZTrzdrzerzzas ocfz gfyÄ%)fyserig »edbn/f zzzrzg
ac Wfrydraf oc/z/effsyror (e/ z/igwrj. Mycket fafar/Ör att wpptomgf av reotffpf syre
sker (iriom aen sfreckazie rwfan) genom aff syre jzbzgar upp en efekfra» (e-) czfkef
resafferar z en sziperozzd razfikaf (O2").
Protein
Lex. enzymer,
transkriptionsfaktorer
(inaktiv /
aktiv form)
D e t k a n här poäx^gteras a t t u p p r e
glering av de kroppsegna antioxi
danternagenomfysiskträxux^gkan
vara av fördel, som preventiv mediein för att vara bättre rustad mot
oxidativ stress i ^vardagssituation
nen"oehdärmediörebyggautveekImg av de vanligaste folkhälsos^uk
domarna, där oxidativstressär en
del av sjukdomsförloppet ^Hallixvell
^^utteridge,19^9).
^upplementering
^
(akdv/
inaktiv form)
Fzgar 2. Fzgwrerz rnsar Aar profezrzerrzas ^?rm ka» /ordfzzdras gemmz ozzzfafÄm(p.g^z.
reakf zuf syre, ozzderaf gf ufaffzåm(GSSG)) ax? protezrzerrzas swnvef-D&fegrapper (SH
grzzpper) mfkef fezfer fzff arzfzrzgerz zfzsaf/zdWmfrzzrzgar (S-S) effer mmirzzMg meffan
profeznef oc/z ozåieraf gfafat/zzorz (GS-5J. P^irdfmirfMgar z profezrzemzzs SH grupper
(fzff S-S effer GS-Sj #r oarzfigerz reiTerszbfa med /z/<%fp ac eff anfaf ofzka Jfersf&ffarzj e enzyzner. Pzf deffa syf f fzar reakffof syre zfzreÄ^ effer zmfzrekf (ma GSSG) z?merkarz pa" cef ferrzas akt zrerzrzg effer zrzakf ziwrzrzg zzv erz zmyrzgzf ofzka enzymer oc/z gerzakffoerzrzgsprofezrzer (hianskrzpfforzs^zktorer), mfkef pdoerkar Wtrnaffemas Amzesoms&ffvzmg oc/z wfveckfmg.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
ter
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 * 1998
santa resultat som indikerar att extra
intag av vissa anöoxidanter är posiövt vid extrem hård fysisk akövitet
(Simon-Schnass & Pabst, 1988, Östman, et al. 1998). Ett antal seriösa
studier har inte funnit fördelar av
extra intag av anöoxidanter (Braun,
et al. 1991, Weston et al. 1997).
karaktäriseras som anöoxidanter
genom att de binder fria metalljoner,
t.ex. järn och koppar, vilka i fritt tillstånd underlättar reaktioner som ger
upphov Öll reaktivt syre. Således är
bl.a. järn och koppar, vilka är viköga
för funktionen i det anöoxidaöva
försvaret (KAT och SOD), i vissa
situaöoner (i fritt öllstånd) prooxidanter. Detta är relevant med tanke
på att idrottare inte sällan kompletterar sitt kosöntag med kostöllskott.
Vår forskningsgrupp har även visat
att förhöjda nivåer av kKatinkinas
(CK, indirekt markör för cellskada) i
plasma (Malm, et al. 1996) och utebliven träningseffekt (Malm, et al. Höga doser av mineraler har i detta
1997) samvarierar med förhöjda sammanhang direkt samband med
nivåer av Q10 i plasma, genom sup- biverkningar som kan kopplas öll
plementering med Q10, vid högin- ökad uppkomst av oxidaöv stress.
tensiv fysisk träning (Svensson, et al. Det är knappast en slump att de
röda blodkropparna är utrustade
med höga nivåer av anöoxidaöva
Studier har vidare visat att Q10, i ämnen eftersom att de exponeras för
vissa situaöoner, kan hämma högt syretryck och samödigt har ett
utvecklingen av celler genom påver- rikligt innehåll av järn.
kan av signalregleringen i plasmamembranet (Crane, et al. 1997), vil- Glutathion (GSH)
ket i så fall ligger i linje med fynd
från vår forskningsgrupp. Detta Under de senaste året har v i bLa.
indikerar att antioxidanter har mul- studerat förändringar i glutathioöpla biomolekylära effekter, vilket nomsättning. Glutathion förekominnebär att extra intag av vissa anti- mer främst i två former, den reduceoxidanter i vissa specifika situaöo- rade anlioxidant-formen (GSH) och i
ner kan leda öll ej önskvärda effek- den oxiderade radikalformen (GS)
ter (Wang, et al. 19%). Exempelvis som omedelbart bildar komplex
kan man ställa sig frågan vilka effek- med andra oxiderade peptider
ter ett intag av antioxidanter, långt (GSSG, GSSX) och proteiner (ProhSutöver de allmänna näringsrekom- SG, 8g. 2), vilka reduceras öllbaka
mendaöonema, har på vävnademas av ett antal enzymer (främst glutaendogena anöoxidaöva molekyler öonreduktas (GSSGred)) till dess
och på Iräningseffekten?
antioxidantform. Under normala
förhållanden inom cellerna föreDet finns dock studier som har visat kommer gfutaöuon övervägande i
att supplementering med vitamin E sin reducerade form (>90% GSH).
(alfa-tokoferol) motverkade muskelatrofl vid immobilisering (Apell, et Vid ökad uppkomst av reaktivt syre,
al. 1997). Mekanismerna bakom exempelvis vid sjukdom (Halliwell
detta exempel är dock idag okända. & Gutteridge, 1989) och vid hård
Författarna öll denna studie speku- fysisk träning, kan förhållandet mellerade i att muskelatrofin vid immo- lan GSH och GSSG (GSH/GSSG)
bilisering indirekt var ett resultat av minska i ett akut skede (Corbucci, et
ökad uppkomst och skadliga effek- ak 1984, Sastre, et al. 1992) vilket kan
ter av reaktivt syre, vilket supple- användas som en indirekt markör
menteringen med vitamin E motver- för ökad oxidaöv stress.
kade (Apell, et a l 1997).
Ett antal studier har visat att fysisk
Det har visats att anöoxidanter, som uthållighetsträning minskar både
kan öllgodoses via kosten (vitamin nivåerna av GSH och förhållandet
E), ökade bildning och aktiviteten av mellan GSH och GSSG (Dekkers, et
antioxidativa enzymer (glutatJhion- ak 1996). Detta har uteslutande tolperoxidas, GSHPx), visat i studier på kats som negaöva effekter från oxihjärtmuskelceller (Li, et al. 1996). daöv stress. Vidare har studier visat
Detta tyder på att kroppen försöker att nivåerna av GSH i muskulatuen
upprättliålla en balans mellan de minskade med 50% vid fysisk inaktiolika anöoxidantema. Plasmapro- vitet (Hammarqvist, et al. 1995) samteinema ceruloplasmin och albumin ödigt som denna situaöon är förfungerar som transportproteiner för knippad med muskelatrofi (Park &
en mängd olika näringsämnen och Schultz, 1993).
Tömningen på GSH i muskulaturen
innebär att vävnaden blir mer känslig för oxidaöv stress men samtidigt
kan detta tänkas vara av fördel eftersom "triggemivån" for öHväxtirämjande faktorer (t.ex. reaktivt syre,
produkter från oxidaöv stress) sänks
i immobiliserad muskulatur. Nedsatta nivåer av GSH har starka samband med induköon av celldöd
(apoptos), vilket främst har studerats på immunceller (Roederer, et al.
1991). Minskade nivåer av GSH är
av intresse både när det gäller nedsatt immxmcellfunköon/akövering
vid hård träning och muskeatrofi
vid fysisk inakövitet.
Mycket tyder på att låga nivåer av
GSH medför att reduköons och oxidations status på proteinemas funköonella grupper (svavel/vätegrupper (SH-grupper)) förändras (fig. 2)
Öll mer oxiderade vilket kan påverka aktiveringen av olika enzymer
och transkripöonsfaktorer.
Oxidativ stress
Vår grundhypotes bygger på att
ökad uppkomst av reakövt syre och
därmed förändringar i glutathionstatus (GSH/GSSG) är viköga faktorer för akövering av ett antal gener,
som en fömlsättning för posiöv träningseffekt.
Det har visats att reakövt syre och
oxiderat glutathion kan modifiera
protein-strukturer (fig. 2) vilket kan
resultera i aktivering eller inaktivering av enzymer (Ziegler, 1985) och
transkripöonsfaktorer (Marcus, et
aL 1993, Sen & Packer, 1996, Sun, et
al. 1996). Exempelvis aktiveras genaköveringsproteinema (transkripöonsfaktorer) AP-1 (acövator protein-1) och NF-kB (nuclear factor kB
) genom oxidaöv stress (Pinkus, et
aL 1996, Packer, et al. 1995) och förändringar i cellemas förhällande
mellan GSH/GSSG (Sen & Packer,
1996), vilka är viktiga faktorer i
uttrycket av ett antal olika gener.
Ett antal studier har visat att reaktivt
syre som adderas öll cellkulturer i
en "lagom" dos har en stimulerande
effekt på cellemas öllväxt (Burdon,
et al. 1989) medans höga respeköve
doser av oxidanter (t.ex. väteperoxid) har visats resultera i celldöd
(apoptos) (Dypbukt, et al. 1994).
Intresant i detta sammanhang är att
studier även har visat att öllsats av
anöoxidaöva ämnen motverkade
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr3D1998
^
^
mognaden av behandlade eeller,vil
ket kan tolkas som att de tillsatta
antioxidanterna sänkte eellernas
nivåerna av reaktivt syre eller "oxi
dativa tomis^.
Dessa resultat indikerar att cellerna,
i vissa faser av utveekling, påverkas
av förändringar i balansen mellan
reaktivt syre oeh antioxidaöv kapa
dtet(Gotgreave^Gerdes,1998).
Mycket tyder på att skador i musku
laturen efter överträning har sitt
ursprung i ämnen som frisätts från
cellerna p g a . mekanisk stress
(främst excentriskt arbete) och/eller
stress i ämnesomsättningen (meta
bolst^ss)(Pyne,1994).
Överansträngning av skelettmuskn
latur har påvisat omfattande struk
turella förändringar! skelettmusku
laturens morfologi bl.a. skador i
muskelfibrernas sarcomerer och z
band (Friden ^c l^ieber, 1992) som
även samvarierar med träningsvärk,
svullnad, stelhelt(Miles^Glarkson,
1994), infiltration av immuneeller
(Round^^ones, 1987) oeh minskad
prestationsförmåga (Glarkson, et al.
Vid metabol överansträngning kan
reaktivt syre genereras från stör
ningar i mitokondriema oeh från
xanthindehydrogenas/xanthinoxi
das-systemet, vilket leder till frisättning av ämnen som lockar imm
mxuxeeller till muskulaturen.
Ett antal exprimentiella studier har
indirekt visat att ökad uppkomst
reaktivt syre från X^/XDH oeh
immxmeeller är den direkta orsaken
bakom vävnadsskada vid metabol
stress, vilket öll stor del går att mot
verka genom att inhibera aktivering
av X(^/XDH med enzymhämmare
(Garden ^Korthuis, 1989). Inflammation i muskelvävnad är doek en
faktor bakom vävnadens degenere
ring men oekså en förutsättning för
vävnadens regenerering, via frisätt
ning av reakövt syre, proteolytiska
oeh lipolytiska enzymer samt till
växtfaktorer(Pyne,1994)
Upplösning av eellkärnor (nuclear
death) och programerad eelldöd
(apoptos) p.g.a. minskad uppkomst
avoxidaövstress vid inaktivitet är
det orsaken bakom muskelatrofi^
Förlust av muskelmassa (fig. 4), vil
Oxidativ
stress
Nedbrytning
f%g«r 3. Ezperzmerzfzeffa sfWier fzar uisaf aff mognad ocfz afueckfing au ceffer W^z.
påoerkas ar de» oxidafiua stressens om/izffmrig ocfz nzuaema au anfzozidanfer inom
ceffenema. Opfimaf z^ppkomsf au ozidafiu stress (1) fzar posifiu e^ekf pJ ceffens
afueckfing. Mycket sfor (2) oc/z myckef fzfen (3) appkomsf au ozidaffu stress nar
negaffua e^ekfer /Ör ceffens /ankfion och afueckfing.
HypertrotI
AtroG
%
Fysisk träning
3)
#
figar 4. Skefetfmaski/fafwrens sforfek (fuårsnzffsarean) kan minska (afro/%) uåf
^/szk znakfiuifef ocfz öka (Tiyperfro/i) uäf fnfnzng. Vid af ro/% /inns feorier aff fzefa
maskefceffer dör (apoptos, e/ i /igår) ocfi / effer aft maskeZcefZemas fudfrsnif fsarea
minskar pg^z./Örfifsfer au en zfef au ceffens ceffk^fmor ("nacfgar åeafVz", 3), proteiner ocfz nYfska. f bägge /izffen /inns åef mycket som fyåer på aff akfiuerzng au profeznneåfzryzamfe enzymer (bf.a. caspaser) figger bakom apopfos effer "nza:Zear
åeaf/z" (ceffkgmur som <Yr på uög aff appZösas / /ragmenferas #r gråskaggazfe).
Akfiuerzng (1) oc/% sammansmåZtning au safefZzfcefZ in fiff maskefceff (2) gr en feorz
bakom mekanismer/Ör Zzypertro/z genom ökaå k&nsfzg&ef /Ör akfiuering au gener ocfi
ökad profefnsynfes uzzf ^sisk frdfning. Akffuerzng au safeffifceffer, se^igwr 5.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g n r 3 D 1 9 9 8
ket har samhand med redueerad
muskelstyrka ^hmktion, sker mycket snahbt vid fysisk inaktivitet oeh
medför förluster både samhällseko
nomiskt oeh för individens livskvali
Djurstudier har exempelvis visat att
tvärsnittsarean av skelettmuskelfi
brer minskade 35^ efter 8 dagars
immobilisering(Apell, etal. 1997).
Studier på människa i viktlöshet,
visade att tvärsnittsarean minskade
med 11-24^ efter endast fem dagar i
rymden (Booth^Gris^vell, 1997)
Mekanismerna bakom minskad
muskelmassa vid fysisk inaktivitet
är i dag oklara. Teorier har framförts
vilka föreslår en ökad aktivering av
proteinnedbrytande enzymer (Me
dina^ et aL 1991) samtidigt med min
skad proteinuppbyggnad vid mus
kelatrofi(Booth^Gris^ell,1997)
Andra har föreslagit att nedregle
^
^
i rymden (Allén, et aL 1997) oeh vid
reduköon i neuromuskxxlär aktivie
^ing (Day, et al. 1995). Allén oeh
medarbetare (1997) föreslog att upplösxxing av en del av populaöonen av
eellkämor ^nuelear death^) inom en
muskelcell snarare än apoptos (^eell
death^) är en bakomliggande orsak
öll muskelatrofi (tig. 4). Mekanis
Vid ett antal sjukdomar som oaneer, merna bakom ^nuelear death^alter
HIV^AIDS, reumatism oeh neuro^ nativt apoptos i skelettmuskulatur
degenerativa sjukdomar, verkar har inte tidigare studerats.
doek regleringen^kontrollen av
apoptos störd (Del^ong, 1998).
ring av antalet cellkärnor (nuelear
death) oeh heller apoptos (program
merad eelldöd) är orsaker bakom
muskeatrofi (Allén, et al 1995)
Apoptos har en mycket viktig roll i
vävnadernas naturliga utveckling,
differentiering
och homeostas
(Del^ong,1998)
Ett antal studier visar att en speeiell
typ av proteinspjälkande enzymer,
s.k. easpaser, har en eentral roll i
induktionen av apoptos. Dessa cas
påser är en familj av olika enzymer
(eystein proteaser), som klyver pep
öder^proteiner med hög känslighet.
Gäspas 3 är ett av dessa enzymer
På senare tid har djurstudier visat som känner igen peptid sekvensen
att skelettmuskeleellernas cellkärnor Asp Glu Val Asp oeh kan degradera
kanminskaiantal vid extrema situ ett antal olika proteiner. Detta kan
ationer, främst visat vid kort vistelse leda öll att signaler för tillväxt (se
Apoptos i skelettm^iskulaturen har
främst satts i samband med neuro
muskulära sjukdomar, där man med
exxkla immunohistokemiska analy
ser har visat att apoptotiska protei
ner förekommer i vävnadssnitt
(Te^s^Goebel,1997)
Bifden fiZZ häger uisar resaffafef au öuerfränmg. Def är arfikef/Ör/af fårens ^)f e/ter en Zängre fiås äuerfränzng, uifkef kosfaäe fre
operationer och fre år au zåroffskarriärenZ På stora biZden är
Michaef Suensson (969) äfer på fäufzngsbanan. 1500 m uäf VM
i Tokyo 1991. På bilden syns bf a Noereåine Morcefi (uärfasmäsfare 1991,1993,1995, OS la 1996, (&ruarande uärfdsrekoråhåffare på 1500 m), Sfeue Cram (dåuara?aze rxärZåsrekoråhåZZare
på 1 miZe mm), Peter Rono (OS la 1988), Saåf Auifa (/W uärZåsrekoraTzåZZare och OS-mäsfare mm).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning n r 3 D 1 9 9 8
Ulrika ^VidegrexxsartikeD^stäx^gsav^
samt även att Dl^A klipps söxxder
vilket leder oavkortat till apoptos.
^edaxx exx tid har vi studerat xnoleky
lära mekarxismer bakom aktiviering
aveaspas-3ihumanxnuskelvävxxad.
Vi har xxylxgeniett arbete upptäekt
att skelettxnuskulaturex^ innehåller
easpas-3oeheaspas9(13urgess,etal.
Vidare visade vi att eytokrom-e inte
kunde starta aktivering av befix^tligt
easpas-3 i muskelvävandexx, vilket
indikerar att skelettmuskulaturen är
utrustad med något skyddssystem
motinduktioxxavapoptosB^nuclear
death^äxxvadmanfunnitikartlagda
eellerfrårraxxdra vävnadstyper.
luppföljax^de experiment xxpptäckte
vi att skelettmuskulaturexx saknar ett
viktigt aktiverix^gsprotein(APAF-l,
apoptotieproteaseaetivatingfaetor
1) för caspas3, vilket kax^ vara en
viktig faktor till att eytoehrom-eixxte
kunde aktivera easpas-3. Tidigare
studier har visat att frisättning av
eytokromefrånmitokondrierna är
en viktig faktor för aktiverixxg av
easpas3oeh apoptos.
Detförefallerlogisktattmuskeleel
lerna har väl utvecklade skyddssys
tern för att uxxvika att apoptos sker
genom eytokrom-e frisättning, vilket
i s å fall skulle kuxma ske vid hård
fysisk träxuxxgdå skelettmuskulaturens mitokondrier kan skadas.
Gaspas-3förekommerxxormalt bundet till mitokox^driernas yttermem
braxxiinaktiv form. Frisättnixxg oeh
aktivering av easpas3skyddas bl.a.
av G^fi inom cellerna.
^ömnln^av^^
En studie på människa visade att
nivåerna av GSUiskelettmuskula
turen minskade xned 5 ^ vid fysisk
inaktivitet (ITammarqvist, et al.
199^) vilket kantolkassomom att
uppkomstexx av reaktivt syre har
redueerats, p.g.a. mxxxskad syreBex^ergioxnsättnixxg vid fysisk inakti
vitet vilket därigenom leder till ett
minskat behov av antioxxdaxxter.Det
kantänkas att organismen egex^tli
gerr är anpassad för fysisk aktivitet
oehdärigexxomexxkoxxtinuerligxxpp
komst av reaktivt syre som stimule
rar eellerna att upprätthålla höga
xuvåer av G^H.l^åga nivåer av G^fT
har som tidigare nämxxts sambaxxd
med indx^ktion av apoptos (l^uttke^
1^
Gytokiner^
lipidpero^ider^
reaktivt ^yre^
tillväxtfaktorer
2)
Aktiverad satellitcell
Satellitcell (modercell)
Inaktiv satellitcell
A k t i v e r a d satellitcell
som fuserar m e d muskelfiber
alternativt u n d e r g å r apoptos
Figar 5. SafeZZifcefZer meå en ceffkäma är uzfarafe omogna maskeZceZZer (modercefZ),
som kan sfimaZeras (au bZ^z. reakzruf syre, Zzpzäperozzzzer, cyfokzner) fzff cefZäeZnzng
fnrzan akffuerad safeZZzfceZZ snzäfter zn z närfzggande maskeZ/iiber. Pä zfefra säff kan
mifskeZ/zbremas anfaZ au cefZkämur och DNA öka uzfkef anåerfäffar eff äkaf sfzmafz (uza mRNA) /ör profeznsynfes må /ysisk träning.
Sandström, 1994) vilket stärker våra
hypoteser kring sambanden mellan
akövering av caspas-3 och muskelaKommande studier gällande caspasakövering i human skelettmuskulatur vid fysisk inakövitet kommer
förhoppningsvis att frambringa mer
kunskap om mekanismerna bakom
"nuclear deatlx" och/eller apoptos
vid muskelatrofl
Oxidativ stress
Ar oxidaöv stress förutsättning för
akövering av satellitceller, ökad proteinsyntes i skelettmuskulaturen och
ökad muskelstyrka vid ökad fysisk
belastning?
Resultat från djurstudier visar att
antalet cellkärnor inom en muskelcell kan öka i samband med ökad
belastning av muskelvävnaden
(AHen, et al. 1995) och minska vid
fysisk inaktivitet (AHen, et al. 1996).
Det har även visats att ökning av
antalet cellkärnor inom en muskelfiber genom akövering och fusion av
satellitceller in öll muskelcellerna
(se Fig. 4) är en förutsättning för
hyperö-ofi (Rosenblatt, et al. 1994).
nas celldelning, akövering och senare fusion med muskelceller är i dag
oklara, men experimenöella studier
indikerar att både cytokiner (se arökel av Christer Malm) och lipidperoxider är viktiga signalämnen öll
satellitcellema (fig. 5). Frisättning
cytokiner och lipidperoxider kan i
sin tur öll stor del härledas öll föregående oxidaöv stress vid hårt
fysiskt arbete (Sjödin, et aL 1990).
Reglering av muskelfibremas volym
genom dynamiska förändringar i
antalet cellkärnor och därigenom
förändringar i tillgängligt genetiskt
material (DNA) för RNA transkripöon, som i sin tur direkt påverkar
proteinsyntesen, är en attraktiv
Hur satellitcellema aktiveras vid träning samt om/hur cellkärnor inom
muskelcellen nedregleras vid fysisk
inakövitet är viköga frågor för framtidens idrottsforskning för att förklara träningseffekter och effekter av
frånvaro av fysisk träning.
Referenser
Referenslista kan beställas från
Centrum for Idrottsforskning, tel.
08-402 2254, fax 08-21 44 94.
Mekanismerna bakom satellitceller-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-azr
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g n r 3 D 1 9 9 8
Mjölksyra och uttröttning
Alla har upplevt känslan av hur benen rör sig långsammare och kraften avtar vid maximal ansträngning.
Normalt förknippas detta med mjölksyra. Nya fynd talar emot ett direkt samband mellan mjölksyra och
uttröttning och hypotesen har ifrågasatts av många forskare. I den hår artikeln skall jag försöka belysa orsaken till varför mjölksyra bildas och vilka kopplingar som finns till uttröttning.
• • • Redan för nära 200 år sedan
rapporterade Berzelius, en av
Sveriges främsta kemister genom
ödema och grundare av embryot öll
Karolinska insötutet, att halten av
mjölksyra i muskulaturen var relaterad öll graden av ansträngning. Som
vanligt är dock de fysiologiska sambanden mer komplexa (och därmed
mer intressanta), än vad man från
början antog.
Vad är mjölksyra?
Mjölksyra bildas vid sönderdelning
av glukos (druvsocker) xmder samtidig energifrisättning. Processen kallas för glykolys och involverar 11
stycken olika enzymsteg. Knappt
hälften av den frigjorda energin kan
tillvaratas som högenergirika fosforföreningar (ATP) och därmed
utnyttjas öll muskelarbete medan
resten leder till värmeutveckling.
Glukos kan anöngen tas upp av
muskeln från blodbanan eller härröra från muskelns förråd av glykogen
som är en lagringsform av glukos.
Vid arbete bildas mjölksyran genom
nedfaytning av muskelns glykogen,
som är en snabbare väg än upptag
och nedbrytning av blodglukos.
Mjölksyra (HLa) är i kroppsvätskorna uppspjälkad i laktat (La) och
vätejoner (H+).
HLa - > La + H+
Koncentraöonen av H+ anger surhetsgraden och mäts som p H värde
där neutralt p H är ca 7,0. Vid hårt
arbete ansamlas mjölksyra och muskelns laktatlialt och surhetsgrad ökar
(ger en sänkning av pH-värdet).
Ansamlingen av laktat leder öll att
muskelns vattenhalt ökar men utgör
annars inget större problem for muskelfunktionen En ökad halt av H+
leder bLa. öll att enzymemas akövitet förändras och bindning av calci-
Kent Sahlin
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
Institutionen för
Humanbiologi,
Idrottshögskolan
um (Ca++) och magnesium öll proteiner försvåras. Därmed påverkas
inånga biokemiska processer och
cellfunköoner. Trots att den ökade
halten av vätejoner är "boven" mäter
man normalt bara laktathalten.
Orsaken är att det är analystekniskt
enklare att mäta laktat, samt att p H
påverkas av andra faktorer än mjölksyra och dessutom är mindre stabilt.
Varför bildas mjölksyra?
Vid arbete täcks energikravet av
aeroba (syreberoende) och anaeroba
processer. De anaeroba processerna
utgörs framförallt av mjölksyrabudning och nedbrytning av kreaönfosfat Vid de flesta typer av arbete
kommer den övervägande delen av
energiförsörjningen från de aeroba
processerna. De anaeroba processerna är ej beroende av syre och kan
leverera energi snabbare än de aeroba processerna. De anaeroba processerna är därför viktiga för energiförsörjningen vid syrebrist, vid korta
explosiva aköviteter samt i början av
ett arbete innan de aeroba processerna har kommit igång.
Mjölksyrabildning är således nödvändigt för att säkerställa energikravet vid vissa typer av idrotter. Att ha
en hög kapacitet för mjölksyrabildning är också en fördel inom explosiva idrotter. En annan positiv konsekvens av att mjölksyra ansamlas
är att transporten av syre från kapillären Öll muskelcellen underlättas
(högerförskjutning av hemoglobinets disociaöonskm-va).
Mjölksyra bildas emelleröd även vid
submaximalt arbete (arbetsbelastningar som är lägre än max VO2)
trots att energikravet är lägre än vad
som kan tillgodoses av de aeroba
processerna. Förklaringen öll detta
är mer komplicerad och har varit och
är fortfarande under livlig diskussion Begreppet anaerob tröskel ger
upphov öll höga adrenalinhalter hos
en del forskare inom fältet eftersom
man ifrågasätter förekomsten av
både anaerobt Öllstånd och tröskeL
En viss samstämmighet råder dock
om att laktalbildning vid submaximalt arbete är en konsekvens av den
aeroba metabolismen reglering.
Faktorer av betydelse for laktatbildningen vid siibrnaximalt arbete är
muskelns aeroba potential; syretensionen; rekryteringen av snabba
muskelfibrer; stressnivå; muskelns
glykogenhalt. Utrymmet medger ej
en mer detaljerad redogörelse av
dessa komplicerade samband.
Genom att analysera blodets laktathalt vid stegvis ökande belastning
kan man bestämma vid vilken
arbetsintensitet man når en viss laktathalt (laktattröskel eller OBLA
intensitet). Vid aerob träning sker en
minskning av blodlaktat vid given
submaxinxal belastning. Denna förändring är intimt kopplat till en
ökad uöiållighet och förklarar varför
bestämning av laktattröskeln är ett
vikögt instrument att mäta effekten
av träning. Den bakomliggande teoretiska förklaringen är att aerob träning ökar muskelns mitokondrietäthet och därmed muskelns aeroba
potenöal, som är en vikög parameter för laktatbildningens reglering.
Vad händer vid uttröttning?
Vid intensivt fysiskt arbete sker tre
förändringar i muskelfunktionen:
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 « 1998
-)%=-
fram/Ör aZZf uiä korfDarzga, znfensiua arbefen på en fiZZ fuå mznafer, biZåas m/äZksyra. En Tnarkanf äknzng au uäfe/oner är
"bouen" bakom mzvskeZns /Örsämrade arbefs/i!irmåga. Foto Francisco Aiarfinez.
minskad kraft, långsammare forkortningshasöghet och långsammare relaxaöon (avslappning efter kontraktion). Även det centrala nervsystemet påverkas genom att bl.a.
smärta och obehag (delvis en konsekvens av mjölksyra) leder öll en
minskad motivation och en minskad
neurogen aktivering av muskulatuDen försämrade prestaöonen vid
uttröttning är en konsekvens av
dessa förändringar i muskelfunköonen. Vid muskelarbete är den
utvecklade effekten produkten mellan kraft och förkortningshastighet.
Om båda faktorerna försämras med
50% blir utvecklad effekt endast 25%
av den ursprungliga. Den långsammare relaxaöonen har stor betydelse
vid snabba repeööva arbeten En
långsam relaxaöon kan ge en kvar-
stående kraft i antagonisten som
motverkar antagonisten och därmed
försämrar muskelns kraftutveckling.
Vid sprinterlöpning är den maximala stegfrekvensen oftast över fem
steg per s vilket motsvarar 200 ms
per stegcykeL Tiden för att kraften
skall minska Öll hälften ökar från ca
60 ms i en fräsch muskel öll över 120
ms i en trött muskel (Sjöholm et aL
1983) och är därför en kritisk faktor
för prestaöonen vid snabba rusher
En långsammare relaxaöon förändrar inte bara muskelkraften utan
innebär sannolikt också att tekniken
vid komplexa rörelser försämras och
att den mekaniska verkningsgraden
(kvoten mellan utvecklad effekt och
energiförbrukning) minskar. En
långsammare relaxaöon är således
en kriösk faktor inom både sprint-
och medeldistanslöpning och teknikidrotter (t.ex. fotboll och ishockey).
Mjölksyra och uttröttning.
Kortvarigt högintensivt arbete:
Kopplingen mellan mjölksyrabildning och uttröttning är komplex och
kan ske på olika nivåer (se Figur 1).
Som nämnts ovan är det försurningen som är "boven". Förändringen av
muskelns pH värde vid givet arbete
är beroende av muskelns kvalitet
(aerob potenöal, fibersammansättning, buffertkapacitet, halt av laktattransportörer) och kvanötet (arbetande muskelmassa).
En hög aerob potenöal minskar
mjölksyrabildningen genom att en
större andel av energin kan öllgodoses aerobt.
En stor muskelmassa ökar distribu-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
ter
Svensk Idrottsforskning nr 3 » 1998
tionsvolymen för mjölksyra och ger
vid given produktion en lägre halt i
den arbetande muskelfibem.
En ökad transport av bildad mjölksyra öll blod minskar muskelhalten
och är således en fördel vid hårt
arbete. Vid ett maximalt arbete av en
duration på fem min har man beräknat att ca 10-30 % av producerad laktat lämnar muskeln. Vid längre
arbetsöder kommer proportionen av
bildad laktat som lämnar muskeln
att öka. Faktorer som ökar utflödet
av mjölksyra är högt muskelblodflöde, hög kapillärtäthet, hög halt av
laktattransportörer i cellmembranet
samt stor koncentraöonsskillnad av
mjölksyra mellan muskel och blod.
Ba/jfrzng. Vid bildning av mjölksyra
bildas lika stor mängd laktat och H+.
Den största delen av H+ kommer
dock att bindas upp av proteiner och
fosfaööreningar (sJk. bnffring). Den
delen av H^ som buffras orsakar
inga problem utan det är den fria
mängden H+ (mäts som pH-värde)
som påverkar mtxskelfunköonen. Vi
har ödigare kunnat visa att den muskulära fjxiffertkapaciteten är knappt
20% högre hos anaerobt tränade
individer än hos en grupp otränade
(Sahlin & Henriksson 1984).
Försurningen av muskeln är proporöonell mot ansamlingen av laktat.
Detta innebär att den tränade individen kan bilda ca 20% mer laktat
innan pH sjunker öll en viss given
nivå. Vid uHmttning minskar muskelns pH värde öll 6.5 vilket innebär
att halten av H+ har ökat ca tre ggr.
Koncentrationen av laktat ökar till
20-30 mmol/1 vilket motsvarar en
ökning med ca 20 ggr.
SAMBANDET MJÖLKSYRA - UTTRÖTTNING
Hårt arbete
Aerob och anaerob energiproduktion
Muskelns halt av kreatinfosfat
Muskelns halt av fosfat
|
Produktion av mjölksyra
minskar vid hög aerob potential
t
Ansamling av mjölksyra i muskel
minskar vid stor arbetande mu@kelmassa
minskar vid transport av HLa till blod
Frisättning av
Muskelns surhetsgrad ökar
motverkas av muskelns buffnno
Hämning av
muskelkontraktion
FOrkoMntnoshaeöghet ^
Relaxaöon ^
A. Hämning av
energiproduktionen
B. Smärta och
obehag
Uttröttning
C. Hyperventilering o
andfåddhet
Central trötthet
motivation ,
ochddve v
Figur 1. Schemafisk WZå som uisar sambanden meZZan fnfånfng (ru m/öZksyn% och
afWftnzng.
Kra/fneågång och m/äfksyra. Försurningen av muskulaturen kan orsaka ning av pH ej leder öll kraftnxinskuttröttning via en direkt påverkan ning om temperaturen bibehålls på
pä de kontraktila proteinerna. en fysiologisk nivå (Westerblad et al
Tidigare försök in vitro (provrörsförsök) har visat att lågt pH minskade bindningen av Ca"^" öll de kon- Detta talar emot en direkt koppling
traktila proteinerna och man har på mellan mjölksyra och minskad musisolerade muskelfibrer också kunnat kelkraft. Kraftnedgången är snarare
visa att muskelkraften minskade en trolig följd av ökad fosfathalt,
minskad Msättning av Ca++ , och
(Allén et al 1995).
någon faktor relaterad öll energiVåra egna studier på människa har brist (AHen at al. 1995).
dock visat att xmder äterfiämtningsfasen är muskelkraften i stort sätt Långsammare reZazation och m/öfksyra.
normal trots att muskelns pH värde Djurförsök har visat att den långär lika lågt som vid uttröttning sammare relaxaöonen som sker vid
uttröttning efter högintensivt arbete
(Sahlin & Ren 1989).
Senare försök på isolerade muskel- i alla fall delvis orsakas av muskelns
fibrer har också visat att en minsk- föKiiming (Westerblad et ak 1997,
Allén et al. 1995). Försök på människa har dock visat att normaliseringen av relaxaöonen sker betydligt
snabbare än av muskelns pH-värde
(Sjöholm et al 1983). Dessutom har
man visat att paöenter som ej kan
bilda mjölksyra p.g.a. en enzymdefekt uppvisar en förlängning av
relaxaöonen vid arbete. Det är möjligt att den långsammare relaxationen orsakas av en kombinaöon mellan mjölksyra och någon faktor relaterad öll energibrist (se nedan).
Långsammare /x^korfningsZzasrighet och
m/öZksyra. Försök på isolerade muskelfibrer har visat att en försurning
av muskeln ej nämnvärt påverkar
muskelns forkortningshasöghet för-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 • 1998
- t e *
utsatt att temperaturen bibehålles på
en fysiologisk nivå (Westerblad et al
1997). Humanförsök saknas pga svårigheter att finna en adekvat försöksmodell
löphasöghet kan bibehållas utan att
muskelglykogenet förbrukas genom
mjölksyrabildning.
M/#Zksyra, energibrist och afirOMning.
Från provrörsförsök vet man sedan
lång ö d öllbaka att flera nyckelenz y m i energiproduktionen har en
lägre akövitet v i d hög surhetsgrad.
BLa. påverkas enzym involverade i
glykolysen vilket sannolikt leder ö l l
bromsad mjölksyrabildning och därmed sekundärt ö l l energibrist.
Som framgår av ovan är sambandet
mellan mjölksyra och u t t r ö t t n i n g
komplext. Figur 1 är ett försök att
sammanfatta dessa samband.
Djurförsök har också visat att mitokondriefunktionen påverkas negaö v t vilket torde leda ö l l en minskad
aerob energiproduköon. För närvarande har vår forskningsgrupp ett
pågående projekt där v i m e d n y
metodik (se Tonkonogi denna ö d skrift) avser att undersöka denna
hypotes.
Ansamlingen av mjölksyra är också
relaterad ö l l energibrist genom att
nedbrytningen av kreaönfosfat ökar.
Under arbete föreligger ett samband
mellan muskelns halt av laktat och
kreaönfosfat delvis beroende av kreaönkinasjämviktens p H beroende.
Sammanfattningsvis visar både
djurförsök och humanförsök att faktorer relaterade ö l l en energibristsituation sannolikt är involverade
både vad gäller nedgången av kraft,
långsammare relaxaöon och långsammare
förkortningshastighet
(Allén et a l 1995, Sahlin & Ren 1989,
Sjöholm et a l 1983, Westerblad et al.
Långvarigt s u b m a x i m a l t arbete:
Mjölksyra bildas genom nedbrytning av muskelns förråd av glykogen och v i d långvarigt arbete transporteras den största delen av bildad
mjölksyra ut ö l l blodet där övriga
vävnader k a n o m v a n d l a / u t n y t t j a
mjölksyra som bränsle. För d e n
arbetande muskeln är detta ett
dåligt sätt att utnyttja energin lagrad
i glykogen genom att den erhållna
energimängden endast är ca 8% av
den som erhålles o m motsvarande
m ä n g d bränsle utnyttjas aerobt.
Konsekvensen blir att muskelglykogen minskar snabbt vilket leder ö l l
en snabbare uttröttning. Sambandet
mellan hög tröskelintensitet (mjölksyra ansamlas i blod först vid en hög
löphastighet) och hög uthållighet
kan delvis förklaras av att en högre
Avslutning
De experimentella beläggen for att
mjölksyra via en försirming har en
direkt hämmande effekt på muskelkontraktionen är svaga och flera
f y n d talar emot denna direkta koppling. Däremot finns det mycket som
talar för att en ökad muskelhalt av
mjölksyra hämmar energiproduköonen och därmed indirekt via någon
faktor relaterad ö l l energibrist orsakar u t t r ö t t n i n g . A n s a m l i n g av
mjölksyra leder också ö l l andra förändringar (smärta, obehag och andfåddhet) som via central trötthet kan
påverka prestaöonen negaövt.
Utan tvekan kommer mjölksyra att
fortsätta vara i fokus för diskussionen om uttmttning. Vår kunskap om
mekanismen Öll uttröttning har ökat
betydligt under de senaste öo åren
m e n många pusselbitar återstår.
Fortsatt forskning både på isolerade
muskelfibrer och på människa
behövs för att komma vidare.
De egna studierna, som refereras i
arökeln har kunnat genomföras tack
vare ekonomiskt stöd från Centrum
för I d i u l W o i s k n i n g .
Referenser
AHen, D.G., Lännergren, J. & Westerblad, H.
Muscle cell function during prolonged activity: cellulär mechanisms of fatigue. Exp.
PhysioL 80:497-627,1995.
Sahlin, K. & Henriksson, J. Buffer capacity
and lactatc accumulation in skeletal muscle
of trained and untrained men. Acta Physiol.
Scand. 122331-339,1984.
Sahlin, K. & Ren, J.M. Relaöonship of contraction capacity to metabolic changes
during recovery from a faöguing contracdon. J. Appl. Physiol. 67:648-654,1989.
Sjöholm, H., Sahlin, K. Edström, L &
Hultman, E. Quantitativc estimation of anaerobic and oxidadvc energy metabolism and
contracöon charcctcristics in intact human
muscle in response to electrical sömulation.
din. PhysioL 3227-239,1983.
Westerblad, H., Bruton, JD. & Lännergren,).
The effect of intracellular pH on contractile
function of intact, single fibres of mousc
muscle declines with increasing temperature.
J. PhysioL 500:193-204,1997.
Vill du ha e t t
eget exemplar
av Svensk
Idrottsforskning?
Då ska du prenumerera! Det gör du enklast genom att
satta in 100 kr på postgiro 95 41 58-2.
Mottagare är Karolinska Institutet.
Ange på inbetalningskortet
kst 218. proj 2150. konto 3601
Du kan också kontakta CIF direkt på telefon 08-402 22 00,
fax 08-21 44 94 eller ePost [email protected]
Svensk Idrottsforskning utkommer
med fyra nummer per år
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
Muskulaturens förmåga att utnyttja syre
är avgörande för prestation och hälsa
När man pratar om "andning" menar man oftast dess makroskopiska aspekt eller, med andra ord, upptag av
syre och frisåttning av koldioxid i lungorna. Men andning har också en mikroskopisk aspekt (så kallad cellandning) dvs de molekylåra processer på cellnivå där syre utnyttjas för oxidation av organiska födoämnen
och därigenom energiproduktion. Hos flercelliga organismer, däribland människan, sker oxidation av födoämnen i specialiserade delar av cellen som kallas mitokondrier (Fig. 1).
• • • Den energi som frigörs när
näringsämnen oxideras i mitokondrier med hjälp av syre lagras sedan
i form av adenosin trifosfat (ATP).
Även den här processen, som kallas
oxidativ fosforylering, sker i cellens
mitokondrier. Mitokondrier fungerar alltså som cellens egna kraftverk,
där födoämnenas energi omvandlas
till en form (ATP) som gör den tillgänglig för alla energikrävande biokemiska processer i en levande cell.
Följande exempel kan ge en uppfattning om vilken betydelse mitokondriell oxidativ fosforylering har for
kroppens energimetabolism. En
vuxen man som väger 70 kg förbrukar ca 2800 kcal per dygn För att
täcka sådan energiförbrukning behövs det 190 kg ATP. I hela kroppen
finns det bara ca 50 g av ATP vilket
innebär att dessa 50 g måste utnyttjas om och om igen. Det måste därför pågå en ständig återuppbyggnad
av ATP i cellens mitokondrier.
Hastigheten for ATP återuppbyggnaden måste dessutom kunna regleras i ett mycket brett intervall för att
kunna möta cellens varierande energibehov.
Michail Tonkonogi
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet,
Idrottshögskolan
I arbetande muskulatur kan den
mitokondriella ATP produktionen
öka upp öll 50 ggr vid högintensivt
arbete. En huvudinriktning av forskningen inom vår forskningsgrupp är
att undersöka mitokondriemas
funktion och anpassning vid fysiskt
arbete, vilket även utgör ämnet för
mitt doktorandarbete.
Muskulär oxidativ potential
Det är välkänt att framgång i uthållighetsidrotter är relaterad till hög
aerob potential dvs förmågan att
förse arbetande musklerna med
energi via processer som involverar
syre. Dessa processer är, till skillnad
från anaerob metabolism, inte associerade med ansamling av slaggprodukter (t. ex. mjölksyra) som inverkar negativt på arbetsförmågan.
Maximal syreupptagning (VC^max)
är ett klassiskt mått på aerob potential. Test av VOgmax används inom
praktiskt taget alla idrottsgrenar,
som ställer krav på uthållighet, for
att bedöma utövarnas prestationsförmåga. VC^max återspeglar framfor allt hjärtats pumpkapacitet och
ger därför en uppfattning om kroppens förmåga att förse den arbetande muskulaturen med syre. En
arbetsintensitet som motsvarar eller
överstiger VC^max kan inte upprätthållas längre än 10-15 min bLa.
p.g.a. ansamling av mjölksyra.
Förmågan att arbeta på en hög procentuell andel av VC^max utan
ansamling av mjölksyra är av avgörande betydelse for framgång inom
många uthållighetsgrenar (t.ex.
lång- och medeldistanslöpning,
skidåkning m.fl.). Lokal muskulär
oxidativ potential har i det här fallet
en avgörande betydelse för prestation. En hög muskulär oxidativ
Fig. I. Eft/nzgrnenf ao mugAzlDAmad.
Mitokondrier syns som Tn^rtore strwtfwrer melLzM myq/zmiflerrwz ock wmfer
cellmembranet. Bilden /ramfagen med
hjälp ai; eZe#mrimikrostop.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
-^te*
potential är relaterad till att fler och
större mitokondrier finns i de arbetande musklerna och innebär att en
hög arbetsintensitet kan upprätthållas utan att anaeroba slagprodukter
bildas och ansamlas. Fig. 2. visar
sambandet mellan arbetsintensitet
och ansamling av blod laktat hos två
individer med samma VC^max men
olika muskulär oxidaöv potential.
En långdistanslöpare som kan
utnyttja en arbetsintensitet >90% av
VC^max utan att mjölksyra ansamlas i vävnaderna har en klar fördel
jämfört med en löpare som har
samma VC^max men endast kan
utnyttja 75% av VC^max.
Fysiskt aktiva personer ("normaltränade") kan genom uthållighetsträning öka sin VC^max med 1520% (Gollnick & Saltin 1982). För
vältränade atleter är det mycket
svårt eller omöjligt att ytterligare
öka sin VC^max. Muskulär oxidativ
potential är dock betydligt mer labil
och när denna mäts som aktiviteten
på oxidativa enzymer har man efter
bara 6-veckors uthållighetsträning
träning noterat ökningar på upp öll
80% (Wibom et al. 1992).
Beräkningar, baserade på djurstudier, tyder också på att även våra bästa
eliödrottare har muskulär oxidaöv
potential som motsvarar ungefär
hälften eller kanske två tredjedelar
av den teoretiskt möjliga (Henriksson & Hickner 1994). Eliödrotts-män
med mångårig träningsbakgrund
kanske därför i högre grad borde
inrikta sin träning på förbättring av
lokal aerob potenöal. Lång-varigt
arbete med moderat intensitet (distans träning), som har haft en stark
tradiöon inom bl a svensk längdskidåkning (Holmberg 1998) och långdistanslöpning (Svensson, pers.
kom.), och som ofta utgör en stor del
av träningsvolymen i uthållighetsgrenar har endast en marginell
inverkan på lokal aerob potenöaL
Vid högre arbetsintensitet ökar den
aeroba träningseffekten på muskelnivå. En förklaring öll detta kan vara
att en större andel av muskelöbrema
aköveras och att graden av lokal
hypoxi ökar när arbetsintensiteten
ökar. Problemet med att hålla en hög
arbetsintensitet vid träning med
relaövt stora muskel grupper (löpning, skidåkning) är att träningsöden blir relaövt kort p.g.a. uttröttning och att träningseffekten därigenom ej blir opömal
låg mitokondriell potential
hog mitokondriell potential
14
12
2
10
8
84
E
6
4
2
0
0
25
50
75
Procent av VOgmax
fig. 2. Sambandet yneffan aTisamfing av WodlaÄdat oc/z refatn; arbefsfntensitef nos
fW indimder med samma y027naz men ofika mwstulär oxidatfo potential.
Altemaövet kan vara att träna små
muskelgrupper med ganska hög
intensitet under lång öd. Hjärtat
skulle/ i det här fallet, kunna förse
arbetande muskler med adekvat
mängd syre och de lokala aeroba
mekanismerna skxille kunna stressas
maximalt. Altemaövt kan träningen
bedrivas intermittent med korta
arbetspass. Tidigare undersökningar
r^ ADP+Kreatln
5
i*SS
i
t
i!
Fig. 3. AW e#ett ar Wngoarigt medefznknsfot respekhne korfoarigt /zögfnfensiiTf
uffrOftande arbete pd miictondneff syre^rbmtnfng. Mifokondnefl respirafion analyserades pd mws&el/zbrer ddfr cellmembranet g/orfs permeabeff. MusWprooema liar
er/zdflib med ndBnopsifetnik. Mifotondrier stfmnlerades med ADP eller med ADP
pf%s ÄTgatm. Sfatististt sdAers^M/iWndnngydän/xM med mla kar marJkerats med *.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
har fr. a. fokuserats på att följa hur
oxidaöva enzymer och kapillärtäthet förändras vid träning. Anpassningen av mitokondriefunköonen
Öll olika former av träning kan vara
betydelsefull för att avgöra träningsopömeringen.
Akuta effekter av arbete
För att kunna planera träningsprocessen opömalt behöver man veta
vilka akuta effekter olika typer av
arbete har på de fysiologiska system
man önskar stimulera. Man behöver
Lex. veta hur lång öd återhämtningen tar för att kunna planera nästa
pass med samma inriktning.
Djurförsök (hästar) har visat att den
maximala syi^örbriikningen i skelettmuskulaturens
mitokondrier
minskade med mer än 50% efter
högintensivt arbete, men var oförändrad efter långvarigt medelintensivt
arbete (Chen & Gollnick 1994;
Gollnick et al. 1990).
Det är oklart om dessa resultat kan
överföras öll människan, eftersom
mekanismen bakom sänkningen av
aerob funköon efter högintensivt
arbete inte är klarlagd.
För att kunna undersöka mitokondriefunköonen hos människa i samband med arbete behöver man
kunna utföra avancerade analyser
på små muskelprov tagna med muskelbiopsiteknik vid upprepade tillfällen Tekniken för detta har inte
varit tillgänglig ödigare vilket förklarar varför området är relaövt outforskat.
Under de senaste åren har vår forskningsgrupp utvecklat nya och
anpassat befintliga metoder för studier av aerob funköon i human skelettmuskel (Tonkonogi & Sahlin
1997; Tonkonogi et al. 1998).
En rad försök har genomförts där
effekter av arbete med olika intensiteter på mitokondriell funköon har
genomförts. Funköonsanalys av
mitokondrier från små muskelprover tagna hos friska individer före
och omedelbart efter arbete visade
bl a att mitokondriemas förmåga att
konsumera syre och producera ATP
inte påverkades negaövt av vare sig
långvarigt eller högintensivt upprepat arbete (Fig. 3).
Resultaten visade att mitokondriell
syreförbrukning Öll och med ökade
&C
både efter långvarigt och högintensivt arbete när mitokondriema studerades i närvaro av kreatin. Ett
intressant fynd var att kreaön visade
sig förstärka sömuleringen av oxidaöv fosforylering med ADP (en nedbrytningsprodukt av ATP) (Tonkonogi et al. 1998). Denna sömulering utgör en fysiologisk mekanism
som anpassar mitokondriell ATP
produktion öll muskelcellens energibehov.
veringen av mitokondriemas energiproduköon kräver ett starkare sömuli (större ökning av ADP) hos
aerobt vältränade individer än hos
otränade individer (Tonkonogi et a l
1998). Detta kan vara en anpassningsmekanism som förhindrar obalans i ADP-ATP systemet i vilande
muskel. Genom samverkan med
kreaönfosfat-kreaön systemet upprätthålls adekvat känslighet under
arbete (se ovan).
Resultaten från ovanstående studier
ger svar på om fysiskt arbete orsakar
bestående förändringar i mitokondjiefunköorx, som kvarstår när cellens kemiska miljö normaliseras.
Detta eftersom analyserna genomfördes i en kemisk miljö vars sammansättning i huvudsak motsvarar den
biokemiska miljö som önns i en
vilande cell.
Det är allmänt känt att aerobt tränade individer har en högre relaöv
fettförbränning än otränade individer vid arbete på samma relaöva
belastning. Vi har undersökt om
aerobt vältränade individer har en
högre kapacitet öll fettförbränning
per mitokondrie än otränade. Våra
resultat visade ingen skillnad på
mitokondriemas kvalitet i detta
avseende (Tonkonogi & Sahlin
1997). Den högre kapaciteten för
fettförbränning beror därför på
andra skillnader som en högre muskulär mitokondrietäthet, större
kapillärtäthet och kanske variaöoner
i substratöllgänglighet.
För att kunna studera om ansamling
av slaggprodukter (Lex. mjölksyra
eller fosfat) orsakar akuta förändringar i mitokondriefunköonen
behöver man studera mitokondrierna i en förändrad miljö. I en studie
har vi undersökt hur en ökad halt av
mjölksyra påverkar mitokondriefunköon
Resultaten visade att syreförbrukningen i frånvaro av ADP (endast
värmeproduköon) fördubblades i
närvaro av mjölksyra. Ett annat
intressant fynd var att mitokondriernas maximala energiproduköon var
oförändrad om mjölksyra adderades
öll aköva (dvs. ATP producerande)
mitokondrier medan exposiöon av
inaköva mitokondrier for mjölksyra
minskade deras kapacitet.
Den här skillnaden, som inte ödigare har noterats, innebär att under
fysiologiska förhållanden mjölksyra
inte påverkar den maximala aeroba
energiproduköonen negaövt (Tonkonogi & Sahlin 1998).
Långvariga effekter av träning
Det är känt sedan länge att uthållighetsträning ger ökad antal och storlek av mitokondrier i muskulaturen
och därmed ökad muskulär oxidaöv
kapacitet.
Det är däremot oklart huruvida
dessa kvanötaöva förändringar är
associerade med kvalitaöva förändringar i mitokondriell funköon.
Våra egna studier har visat att akö-
Mitokondriell värmeproduktion
Djur som går i dvala och nyfödda
bam har en speciell form av fettceller (brunt fett) mellan skulderbladen
och runt njurarna. Bruna fettceller
har många mitokondrier och cellernas metabolism är mycket hög när
de aktiveras. Bruna fettceller använder en mindre del av den frigjorda
energin öll oxidaöv fosforylering av
ADP öll ATP än andra celler. En
större del av energin övergår därför
öll värme. Orsaken öll detta är att
brun fettvävs mitokondrier innehåller ett speciellt protein (UCP,
UnCoupler Protein). Detta proteins
funköon är att separera de biokemiska reaköonema som bryter ner
födoämnen från de som producerar
ATP. Brunt fett är mycket viktigt för
reglering av kroppstemperatur hos
nyfödda bam men det saknas hos
vuxna människor.
Man har ödigare trott att UCP är
specifikt för brun fettvävnad och
inte återfinns i andra cellers mitokondrier. Men för ungefär ett år
sedan upptäckte man två nya mitokondriella proteiner som öll sin
struktur liknar UCP, men som även
önns i muskelceller (Boss et al. 1997;
Fleury et ak 1997; Gimeno et aL 1997;
Vidal-Puig et aL 1997).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-3=r
Svensk Idrottsforskning nr 3 . 1998
Under de senaste åren har man också
kunnat påvisa att en del av muskulaturens syrekonsumöon inte leder öll
att ATP bildas, utan att den energi
som frigörs omvandlas öll värme.
Endast 50% av det syre som förbrukas av en vilande råthnuskcl användes öll att bilda ATP (Brand et al.
1994). Konsekvensen av detta är att
en del av energiintaget försvinner
som värme och därför inte lagras i
form av fetL Fenomenet kan ha en
stor betydelse för regleringen av
kroppsvikten genom att kroppens
basala ämnesomsättning kan variera.
Det är möjligt att de nyupptäckta
UCP liknande proteinerna kan ligga
bakom dissoåaöoncn mellan muskulärt syreupptag och ATP bildning.
Man har t.ex. kunnat visa att skillnader föreligger mellan individer med
övervikt och normalvikt i hur dessa
proteiner uttrycks i cellen (Nordfors
et aL 1998).
Ån så länge finns det dock inga
entydiga bevis för att dessa proteiner har en funköon som frikopplare
(frikoppla syr^örbrukning från ATP
bildning). Vi planerar nu att genomföra en studie med syfte att klargöra
fnkopplingsproteinemas roll i skelettmuskulatur. Detta kan ge ökad
förståelse om mekanismerna bakom
utveckling av fetma och möjligen
leda Öll utveckling av nya behandlingsmodeller.
Eftersom många studier har visat att
träning ökar den basala ämnesomsättningen är det möjligt att fysisk
akövitet kan påverka graden av
mitokondriell frikoppling. Fysisk
akövitet skulle därmed kunna motverka övervikt både genom att öka
energiförbnikningen och genom att
påverka mitokondriemas förbränning vid vila.
Mitokondriema har en central roll i
muskelcellemas energimetabolism.
Deras kapacitet och funköonell status är därför avgörande for fysisk
prestaöon, speciellt inom uthållighetskrä vande grenar. Genom att
med hjälp av moderna metoder studera akut och långvarigt adaptaöon
av muskulära oxidaöva system öll
olika typer av fysisk akövitet kan
man få fram informaöon som gör
det möjligt att opömera träningsmodeller inriktade på utveckling av
hög lokal aerob potenöal. Detta är
vikögt med tanke på att ökning av
muskulär aerob potenöal utgör en
av de vikögaste resurserna för förbättring av prestaöonsförmåga inom
uthållighetsidrotter, särskilt för
idrottsmän och kvinnor med lång
träningsbakgrund.
Ökad förekomst av sjuklig övervikt
är en genomgående trend i alla västländer. Detta medför ofanöiga kostnader för samhälle och lidande för
miljoner människor. Ur folkhälsoperspeköv är det därför mycket vikögt att klarlägga fysiologiska mekanismer bakom utvecklingen av
fetma och att arbeta fram nya strategier för behandling och prevenöon.
Muskulaturen har en avgörande roll
i reglering av kroppens energiomsättning. Den har också en fantasösk
anpassningsförmåga och är därför
lätt att manipulera med hjälp av
fysisk aktivitet. Sammantaget är det
mycket som talar for att mxiskulaturens mitokondriefunköon utgör ett
intressant forskningsfält även i
framöden.
De egna studierna, som refereras i
arökeln har kunnat genomföras tack
vare ekonomiskt stcxi från Centrum
för Idrottsforskning.
Referenser
Boss, O., Samcc, S., Paoloni-Giacobino, A.,
Rossier, C., Dulloo, A., Seydoux, J., Muzzin,
P. & Giacobino, J. P. 1997 Uncoupling protein-3: a new member of the mitochondrial
carrier family with tissue-spedBc expression.
FEBS Lett 408,39-42.
Gollnick, P. D. & Saltin, B. 1982 SigniBcance
of skeletal muscle oxidative enzyme enhanccment with endurance training. Clin
Physiol 2,1-12.
Henriksson, J. & Hickner, K. C. 1994
Training-induced adaptations in muscle. In:
Oxford textbook of Sports Medidnc (eds.
Harris, NL, Williams, C, Michcli, L J.). 27-45.
Holmberg, H-C. 1998 Längdskidäkning - ett
motoriskt eldorado. Svensk Tdrotsforskning
nrl, 40-45.
Nordfors, L, Hoffstcdt, J., Nyberg, B.,
Thöme,A., Amer, P., Schalling,M.,
Lönnqvist, F. 1998 subjects. Diabetologia 41,
in press.
Tonkonogi, M. & Sahlin, K. 1997 Råte of oxidative phosphorylation in isolated mitochondria from human skeletal muscle: effect of
training status. Acta Physiol Scand 161,345Tonkonogi, M. & Sahlin, K. 1998
Opublicerade data.
Tonkonogi M., Harris. B., Sahlin K. 1998
Mitochondrial oxidative function in human
saponin-skinncd muscle Bbres: effects of prolonged exercise. Journal of Physiology 510.1,
279-286.
Wibom, R., Hultman, E., Johansson, M.,
Matherei, K., Constandn-Tcodosiu, D. &
Schantz, P. G. 1992 AdaptaBon of mitochondrial ATP produetion in human skdetal
muscle to endwance training and detraining.
J Appl Physiol 73,2004-10.
Vidal-Puig, A , Solanes, G, Grujic, D., Flier,
J. S. & Lowell, B. B. 1997 UCP3: an uncoupling protein homologue expressed preferendally and abimdantty in skeletal muscle and
brown adipose Bssue. Biochem Biophys Res
Commun 235,79-82.
Brand, M. D., Chien, L. F., Ainscow, E. K.,
Rolfe, D. P. & Porter, R. K. 1994 The causes
and functions of mitochondrial proton leak
Biochim Biophys Acta 1187,132-9.
Cheix,J. & Gollnick, P D . 1994 Effect of exe^
cise on hexokiixase distribution and mitochondrial respiration in skeletal muscle.
PflugeTS Aich 427,257-63.
Fleury, C , Neverova, M., Collins, S.,
Raimbault, S., Champigny, O., LeviMeyrueis, C, Bouillaud, F., Seldin, M. F.,
Surwit, R. S., Ricquler, D. & Warden, C H.
1997 Uncoupling protem-2: a novel genc linked to obesity and hypcrinsulinemia. Nat
Genet 15,269-72.
Gimeno, R. E., Dembski, KL, Weng, X., Dcng,
N., Shyjan, A W., Gimeno, C. J., Iris, F., Ellis,
S. J., Woolf, E. A & Tartaglia, L A 1997
Cloning and characterization of an uncoupling protein homolog: a potential molecular
mediator of human thermogenesis. Diabetes
46,9004.
Gollnick, P. D., Bertocd, L. A , Kelso, T. B.,
Witt, E. H. & Hodgson, D. R. 1990 The effect
of high-intensity exercise on the respiratory
capacity of skeletal muscle. Pflugers Aich
415,407-13.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
-täs*
Har muskelns enzymaktivitet någon
betydelse för maximal syreupptagning?
En allmän uppfattning är att det finns en överkapacitet av oxidativa enzymer i muskeln. En uppfattning som
baseras på att aktiviteten av dessa enzymer är betydligt högre än det maximala syreupptaget i arbetande
muskulatur, men är det verkligen sä?
• • • Under hårt arbete som engagerar stora muskelgrupper, t. ex. löpning och cykling, begränsas den
maximala syreupptagningen sannolikt av hjärtats förmåga att pumpa ut
blod och syre öll arbetande muskulatur och inte av muskulaturens förmåga att ta upp och använda syre (1,
2). Ett bevis för att så är fallet är det
faktum att den maximala syreupptagningen under cykelarbete endast
ökar marginellt när man lägger öll
armarbete, dvs. den arbetande muskelmassan blir större men hjärtat
förmår inte att öka hjärtminutvolymen (3). Å andra sidan när maximalt
arbete utförs med små muskelgrupper har muskeln ett betydligt högre
syreupptag per aköv muskelmassa
än vid cykling och löpning (4).
öonsväg (5). Exempel på detta är
enzymet hexokinas som anses ge ett
kvanötaövt mått på muskelns förmåga att utnyttja glukos och enzymet fosfofruktokinas som ger ett
mått på kapaciteten i glykolysen.
Eva Blomstrand
Idrottshögskolan,
Stockholm och
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
aköviteten av dessa enzymer verkligen kan påverka maximal syreupptagning, dvs. huruvida en hög akövitet ger en hög syreupptagning och
tvärtom. En vanlig uppfattning är
att muskeln har en överkapacitet av
oxidaöva enzymer, en uppfattning
som baseras på att aköviteten av de
flesta oxidaöva enzymer är betydligt
högre än den beräknade maximala
syreupptagningen i arbetande muskulatur.
Det enzym som anses ge ett kvanötaövt mått på den oxidaöva metabolismen är oxoglutarat dehydrogenas, det enzym som katalyserar
omvandlingen av oxoglutarat öll
succinyl-CoA i dtronsyracykeln (se
Fig. 1). Uöfrån litteraturdata pä
maximal syrekonsumöon i olika
muskler hos däggdjur, fiskar och
insekter har den maximala fluxen i
citronsyra cykeln beräknats. Denna
har sedan jämförts med den maximala aköviteten av ett flertal enzymer i dtronsyracykeln vilka analyserats i muskelextrakt från samma typ
av muskler (Tabell 1).
Detta talar för att den centrala cirkulaöonen i detta fall inte begränsar
syrekonsumöonen i den arbetande
muskeln utan att begränsningen
finns i periferin, t. ex. att perfusio- Undersökningar på djur och insekts- Dessa jämförelser visar att oxoglutanen av blod, syrediffusionen eller muskler har emelleröd visat att rat dehydrogenas är det enzym som
mitokondriemas respiratoriska ka- endast aköviteten av vissa enzym bäst överensstämmer med den
pacitet är otillräcklig. Som ett mått överensstämmer med den beräkna- beräknade maximala fluxen i dtronpå mitokondriemas respiratoriska de maximala fluxen genom en viss syracykeln. Därför är det sannolikt
(oxidaöva) kapacitet används ofta given reaköonsväg. Aköviteten av att det enda enzym som kan ge ett
aköviteten av olika mitokondriella just dessa enzym skulle därför kvanötaövt mått på fluxen genom
dtronsyracykeln och andningskedenzymer.
kunna begränsa syreupptagningen jan, dvs. den oxidaöva metabolisoch även ge ett mått på den maxiDet har länge debatterats huruvida mala fluxen genom en viss reak- men (5,6).
TABELL 1
Muskel
Maximal flux
i citronsyracykeln
! Det är emelleröd vikögt att påpeka
M a x i m a l enzymaktivitet
Honungsbi
Gräshoppa
Pectoral
Hjärta
7.4
Enzymaktivitet i human muskulatur
96
"
att mätning av syreupptagning och
enzymakövitet inte har gjorts samödigt på samma muskel utan syreupptagningsdata har tagits från litteraturen och enzymakövitet har
mätts vid ett annat tillfälle.
"
Tabell I. /dm/Örelse mellan berdtnad maiimal/Iwz i citronsyracyWn odz enzymaA:tfmfet analyserad i eztro^/ron olik; mus&kr. Ozogfufanzt dgin/dmggmzs (OGDH),
cnraf syntas (CS) oc/i isocifnzt gWzyjrogemzs (ICDH) dr (re enzymer i afronsi/rocyWn. Mazimaf /lw% ock maximal enzyma&ffmfet uttryctt som umof mm' e-' ^wsW ma" 25 "C. Fr<fn re/. (6).
De första mätningarna av oxoglutarat dehydrogenas i human muskulatur gjordes i en xmdersökning som
jämförde den maximala enzymaköviteten i biopsier från lårmuskeln
hos olika tränade individer (7).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
Enzymaköviteten var som väntat
högst hos de vältränade individerna
och lägst hos de otränade. Ett svagt
samband erhölls mellan den maximala syreupptagningen uppmätt
under löpning och aköviteten av
oxoglutarat dehydrogenas i musEn jämförelse mellan maximal
syreupptagning och enzymakövitet
skulle kunna göras men är inte
meningsfull av två anledningar. För
det första skulle värdet på syreupptagningen i muskeln inte bli maximalt eftersom syreöllförseln öll
arbetande muskulatur under löpning sannolikt begränsas av hjärtats
förmåga att pumpa ut blod (se
ovan). För det andra vet man inte
hur stor den aköva mxiskelmassan
är xmder löpning.
- t e
CITRONSYRACYKELN
Pyruvate
1
Acetyl-CoA
malate
fumarate
isocitrate
FADH2>-^
succinate
Den försöksmodell man skulle
önska sig for att kunna ge svar på
frågan om muskeln har en överkapadtet av oxidaöva enzymer är en
"isolerad" muskel över vilken man
kan mäta syreupptagning under
maximalt arbete utan att den
begränsas av hjärtats förmåga att
förse muskeln med syre. Den arbetsmodell som erbjuder detta är s.k.
enbens sparkarbete, försökspersonen utfor dynamiskt arbete med ena
benet (se Fig. 2) under vilket kontraköonema i huvudsak är begränsade öll den främre lårmuskeln
(quadriceps femoris) (8). Med denna
modell kan man mäta en enskild
muskelgrupps "maximala" syreupptagning, beräkna fluxen i dtronsyracykeln uöfrån denna och relatera
dtronsyrafluxen öll aköviteten av
olika oxidaöva enzymer.
citrate
oxaloacetate
GTP+CoASH
^z
xt
OGDHj 2-oxoglutarate
NAD+,CoASH
succinyl-CoA
figur 2. Reatfionema % citronsyracytefn med de a^aeffa enzymsfegen markerade.
ENBENS SPARKARBETE
Metodik
Följande undersökning genomfördes på Center för Muskelforskning i
Köpenhamn öllsammans med Göran Rådegran och Bengt Salön (9).
Nio försökspersoner genomförde
två submaximala arbeten med ena
benet och efter ca 30 min vila ett
stegvis ökande arbete upp öll maximalt arbete. Katetrar hade lagts i
arteria och vena femoralis och blodprover togs vid upprepade öllfällen
(samödigt från artär och ven) under
dessa arbeten och vid maxarbete.
Blodflöde mättes vid upprepade öllfällen i anslutning Öll blodprovstagning. Syreupptagningen över arbetande muskulatur beräknades uö-
figur 2. Schematisk bild au enbens sparkartefe, /brsökspersonen ui^r dynamiskt
arbete med ena benet nnder mlkef AzmrraÄ^ionema i Izumufsak A" begränsade filZ aen
/r#mre Mrmi/skefn C^naif riceps /emoris). Syreupptagning öwr arbetamie mnski^latnr
berdtnas uti/rJn arferumends di^erens i gyremzieWll miilrfpficeraf med bW/We.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
-y&r
figur 3. försöksperson innan /örsdkefs
bör/an, arMr oclz renknfetrar ar inlagda
oc/z elektroder )5r /i/ärf/rekvensm^tning
pd plats.
från skillnaden i syreirmehåll i arteria och vena femoralis mulöplicerat
med blodflödet.
nades med hjälp av uppgiften att
muskelns densitet är 1.04 kg 1' hos
unga friska individer (se 9).
och en syreupptagning på 845 ml
min' eller 353 ml min' kg'* muskel.
Detta är betydligt högre än den maximala syreupptagning per kg muskel som erhålls under t. ex. cykling
och löpning. Det är svårt att ange
något exakt värde på hur mycket
större syreupptagningen är vid
enbensarbete eftersom den aköva
muskelmassan under cykling och
löpning inte är känd. En uppskattning kan vara att enbensarbetet ger
3-4 gånger högre syreupptag per kg
muskel jämfört med arbete med
stora muskelgrupper (11).
För att kunna bestämma syreupp- Muskelbiopsier togs i vila från den
tagning per kg aköv muskelmassa laterala delen av quadriceps musvar det en förutsättning att quadri- keln, vastus lateralis samt hos fem
cepsmuskelns massa kunde bestäm- försökspersoner även från rectus
mas så exakt som möjligt. Quadri- femoris (den raka lårmuskeln). De
cepsmuskelns volym bestämdes enzymer som mättes var oxoglutarat
med hjälp av datortomograö, 21-24 dehydrogenas, succinat dehydrogetvärsnitt av lårmuskeln (från knä- nas och dtrat syntas (Fig 1). De två
skålen öll höftbenet) avbildades från sistnämnda eftersom de ofta anvarje försöksperson och volymen vänds som markörer på muskelns
bestämdes på följande sätt: medel- oxidaöva kapadtet (se 10).
värdet av två närliggande qxiadricepsytor mulöplicerades med av- Resultat
ståndet dem emellan (2 cm) och
Den maximala fluxen i dtronsyracysiimman av dessa gav sedan mus- Vid maximalt arbete uppmättes ett keln uträknad från den genomsnittkelvolymen. Muskelmassan beräk- blodföde på i genomsnitt 5.9 1 min* liga syreupptagningen (353 ml min-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 . 1998
4tBT
1 kg^' muskel) blir 4.6 pmol min' g^*
muskel. Detta kan jämföras med den
maximala enzymakövitetcn av oxoglutarat dehydrogenas: 5.1 pmol
min' g^', succinat dehydrogenas: 7.2
pmol min' g^' och dtrat syntas: 48
pmol min* g^'. Endast aköviteten av
oxoglutarat dehydrogenas är ungefär lika stor som den beräknade flxixen i dtronsyracykeln, medan den
maximala aköviteten av succinat
dehydrogenas och dtrat syntas är
55% respeköve 940% högre än fluxen i dtronsyracykeln.
En posiöv korrelaöon erhölls mellan
syreupptagningen över lårmuskeln
under maxarbete och den maximala
aköviteten av de tre enzymer som
mättes (Fig. 4). Detta skulle kunna
tyda på att enzymerna i dtronsyracykeln förekommer i konstanta proportioner.
För de fem försökspersoner där
biopsier även togs från rectus femoris erhölls en genomsnittlig maximal
syreupptagning över quadricepsmuskeln på 309 ml min' kg^', vilket
motsvarar en flux i dtronsyracykeln
på 4.1 pmol min' g^. Aköviteten av
oxoglutarat dehydrogenas i rectus
femoris var 4.0 pmol min' g"' och
medelvärdet för biopsiema i vastus
lateralis och rectus femoris 4.3 pmol
min' g'. I stort sett samma enzymnivåer erhölls således i biopsier tagna i
vastus lateralis och rectus femoris.
Detta gäller även övriga enzymer.
Resultaten i denna undersökning
där mätningar av syreupptagning
och enzymakövitet gjorts i samma
muskel ger ytterligare stöd åt uppfattningen att den maximala akövi-
teten av oxoglutarat dehydrogenas
kan ge ett mått på kapadteten i
dtronsyracykeln och andningskedjan (5).
Resultaten tyder också på att oxoglutarat dehydrogenas är maximalt
aköverat under maxarbete med
främre lårmuskeln och att det i
denna situaöon inte önns någon
överkapadtet av enzymet i muskeln.
Detta betyder förstås inte att man
har denna höga flux i dtronsyracykeln under mer ordinärt arbete med
stora muskelgrupper.
Sammanfattning
Under maximalt dynamiskt arbete
med ena benets främre lårmuskel
(quadriceps femoris) uppmättes en
genomsnittlig syreupptagning på
353 ml min' kg^' muskel. Detta motsvarar en flux i dtronsyracykeln på
4.6 pmol min' g^' vilket är ungefär
detsamma som den maximala aköviteten av enzymet oxoglutarat
dehydrogenas (5.1 umol min* g"*)
analyserat i extrakt från biopsier
tagna i yttre lårmuskeln. Detta tyder
på att oxoglutarat dehydrogenas är
maximalt aköverat vid denna typ av
arbete och att aköviteten av oxoglutarat dehydrogenas kan vara
begränsande för den maximala
syreupptagningen.
Referenser
1. Salön B & RowellL B (1980). Functional
adaptations to physical activity and inactivity. Fed Proc 39:1506-1513.
3. Åstrand P O &Rodahl K (1986). Textbook
of Work Physiology. McGraw Hill, New
4. AndcrsenPt Salön B (1985). Maximal
pcrfusion of skeletal muscle in man. J
Physiol 366: 233-249.
5. Newsholme E A, Crabtree B & Zammit V
(1980). Use of enzyme acöviöes as indices of
maximum råtes of fucl uölizaöon. CIBA
Found Symp 73: 245-258.
6. NewsholmeEA&LccchARn983).
Biochemistry for the Medical Sciences. John
Wiley, Chichester, U.K.
7. Blomstrand E, Ekblom B & Newsholme E
A (1986). Maximum activitics of key glycolytic and oxidative enzymes in human muscle
from differently trained individuals. J
Physiol 381:111-118.
8. Andersen P, Adams R P , Sjegaard C,
Thorboe A & Saltin B (1985). Dynamic knee
extension as model for study of isolated
cxercising muscle in humans. J Appl Physiol
59:1647-1653.
9. Blomstrand E, Rådegran C & Salön B
(1997). Maximum ratc of oxygen uptake by
human skeletal muscle in relation to maximal acöviöes of enzymes in the Krebs cycle.
J Physiol 501:455-460.
10. Saltin B & Gollnick P (1983). Skeletal
muscle adaptability: significance for metaboHsm and performance. In Handbook of
Physiology, section 10, Skeletal Musde, eds.
Peachcy, Adrian, Geiger, pp. 555-631.
American Physiological Society, Bethesda,
MD,USA.
11. Savard G, Klens B & Salön B (1987). Limb
blood flow in prolonged exercise: magnitude
and implicaöon for cardiovascular control
during muscular work in man. Can J Sport
Sci 12 (suppl. 1): 89-101.
2. BlomqvistCG&SalnnB(1983).
Cardiovascular adaptaöons to physical training. Ann Rev Physiol 45:169-189.
ENBENS SPARKARBETE
CKrate synthaae
Succinate
dehydrogenas*
Oxoglutarate
dehydrogenasa
II
r*0.79.p<&05
100 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 8 0 0 7 0 0
rW).73.p<0^)5
r-0.72.p<0Ä)5
100 2 0 0 3 0 0 4 0 0 6 0 0 6 0 0 7 0 0
100
200300400500600700
Maximal syreupptagning
(ml mlrr' kg * quadriceps muskel vid 37-38 *C)
4. Rekrionen mel/a» mazimaf enzymatfiintet oclz sx/rewpptagnzng i oiWricepsmnskefn wwfer mazzmalf enbens spartarbete, En korrefarion erMffs /Ör afk tre enzymerna.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-)&r
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 * 1998
Forskning om sambandet
kroppsaktiviteter och hälsa
Rökning, en alltför fettrik kost och en låg fysisk aktivitet anses vara viktiga orsaker till ohälsa till följd av vår
moderna livsstil. Epidemiologiska data visar entydigt att en låg fysisk aktivitet är kopplad till en ökad förekomst av hjårtkårlsjukdomar, hjärtdöd, högt blodtryck, tjocktarmscancer samt åldersdiabetes, den senare i sig
en oberoende stark riskfaktor för hjårtkärlsjukdom (1). Det finns dessutom starka belägg för att en låg fysisk
aktivitet år en viktig orsak till den ökade förekomsten av fetma i hela västvärlden (2).
• • • Även beträffande flera andra
sjukdomstillstånd^ t.ex. benskörhet/
depression och ångest, liksom vissa
sjukdomar i rörelseapparaten, finns
indicier för att de i betydande
utsträckning skulle kunna förebyggas med en ökad fysisk aktivitet (1).
Mycket talar för att fysisk träning är
en av de bästa metoderna for att
minska risken for att dö en alltför
ödig död i kardiovaskulär sjukdom
och tillgängliga data antyder dessutom att betydande effekter kan uppnås med en ganska beskedlig dos
fysisk aktivitet (3), t. ex en snabb 30minuters promenad dagligen Trots
detta anges i en nyligen utgiven
skrift från folkhälsoinsötutet att
endast 1/3 av vuxna medelålders
svenskar motionerar med åtminstone en snabb promenad vid minst två
tillfällen per vecka. Andelen som
motionerar med högre ansträngning
regelbundet flera gånger i veckan
planar ut efter 20-årsåldem öll ca
20% män och strax under 10% kvinnor (4).
Effekter av fysisk träning
Mekanismerna bakom de posiöva
effekterna av en ökad fysisk akövitet
är idag inte helt kända, men en del
av förklaringen kan vara att själva
åderförkalkningsprocessen
sker
långsammare. Detta kan i sin tur troligen förklaras av forändringar på
olika nivåer.
En känd effekt av fysisk träning är
den på blodtrycket, där fysisk träning i viss mån tycks kunna eliminera den "normala" blodtrycksökning
som sker under medel-åldem (1). En
annan posiöv effekt av fysisk träning
är den på blodfettemas sammansättning, med ökade värden av HDLkolesterol och kvoten H D L / totalkolesterol (5). Dessutom medför fysisk
träning en minskning av den ökning
Jan Henriksson
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
i blodfettnivån, som normalt sker
efter intag av en fettrik målöd (6).
Den fysiologiska konsekvens av en
ökad fysisk akövitet som vi fm. är
mest intresserade av i min forskningsgrupp är den på vävnademas
känslighet för insulin. Detta är en av
de iräningseffekter, som kan misstänkas ligga bakom att åderförkalkningsprocessen sker långsammare i
den fysiskt vältränade kroppen (7).
Man har visat att nedsatt insulinkänslighet (insulinresistens), med
medföljande förhöjning av insulinkoncentraöonen i plasma (det s.k.
metabola syndromet), är kopplad öll
ökad risk att utveckla hjärtsjukdom
och diabetes typ 2 (åldersdiabetes).
Man vet också att regelbunden
fysisk akövitet betydligt minskar
risken för att en obehandlad insulinresistens leder ö l l utveckling av
åldersdiabetes (8).
Insulinkänslighet
En av insulinets viktigaste effekter
är att öka skelettmuskulaturens
upptag av socker, samödigt som
sockeririsättningen från levern minskas. Detta leder öll en sänkning av
blodsockerhalten. Om vävnademas,
främst muskulaturens, känslighet
for insulin ökar betyder det därför
att irxsxilinnivån i blod kan sänkas
utan att blodets sockerhalt söger.
Det tycks dessutom föreligga ett
ömsesidigt samband (en ond cirkel)
mellan en låg vävnadskänslighet för
insulin och en hög insulinnivå i blodet. Detta har bLa. visats i en undersökning av individer med levercirrhos, vilka ofta har ofta höga insulinnivåer i blodet. Om insxilinnivån
hos dessa paöenter sänktes med
hjälp av en 4-dagars infusion av hormonet somatostaön kunde nyligen
en forskargrupp visa att den från
början krafög sänkta insiilinkänsligheten helt normaliserades (9).
Förutom att en ökad fysisk akövitet
ökar insulinkänsligheten, sker också
en ökning av glukosmolekylens möjlighet att på egen hand (dvs utan
insulin) dels ta sig in i muskelcellen
och dels hämma leverns frisättning
av socker (10). Denna b-äningsberoende ökning i vad som på engelska
kallas glucose effecöveness förklarar
öllsammans med den ökade insulinkänsligheten varför träning leder öll
förbättrad sockertolerans (se figur 2).
En ökad insxilinkänslighet med träning kan uppmätas med olika metoder, där den intravenösa sockertoleranstesten och den s.k. hypeiinsulinemiska, euglykemiska glukosklampundersökningen är de vanligaste. Dessa undersökningar har
visat att denna träningseffekt är
mycket lätt att nå (11). När Lex en
grupp försökspersoner tränade med
en hjärtfrekvens av 75% av den maximala, dvs ett måtöigt hårt arbete,
under 10 dagar (40 min/dag) sågs
förutom en betydande förbättring av
blodfett-profilen en sänkning av blodets insulinnivå på hela 25% (12).
Att det som är lätt vunnet också är
lätt förgånget gäller också i detta
fall När t ex åtta vältränade idrottsmän gjorde ett b-äningsuppehåll på
7-10 dagar var sögningen av blodets
insulinnivå efter ett intag av 75 g
socker ökat med över 70% jämfört
med före Iräningsuppehållet (13).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
ter
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 > 1998
Cellens signaleringsprocesser
A t t klarlägga de mekanismer varmed fysisk träning leder Öll ett ökat
sockerupptag och en ökad insulinkänslighet liksom ö l l andra viköga
effekter i ämnesomsättningen är
mycket angeläget eftersom det kan
förbättra möjligheterna att använda
olika former av fysisk träning i sjukdomsförebyggande syfte.
I detta arbete bör man förutom att
studera kroppens allmänna fysiologi
och kemi under arbete även undersöka de komplicerade biokemiska
processer som styr cellens f u n k ö o n
och ämnesomsättning. Mycket av de
senare styrs av hormoner och det är
välkänt att fysisk akövitet och träning påverkar nivån av många hormoner, såsom adrenalin., insulin,
glukagon, testosteron, korösol och
tillväxthormon.
Hormonerna kan, med undantag av
steroid-hormonerna, ej penetrera
cellytan utan hormonet överför sitt
budskap ö l l cellen genom att det
binds ö l l en receptor på cellens ytan,
Receptorproteinema genomgår därv i d en förändring, vilket ger upphov
ö l l att en signalmolekyl trisättes ö l l
det inre av cellen. Vissa av receptorema är jonkanaler som öppnas när
hormonet binds, ledande ö l l intracellulära förändringarna i jonkoncentraöoner och därmed påverkan
på cellens funköon. Andra receptorer utnyttjar mycket flexibla, sJc. Gprotein, för att föra receptorsignalen
vidare, medan ytterligare andra
receptorer har egen enzymakövitet,
som aköveras v i d hormoribindning
öllreceptom.
Insulinreceptom liksom receptorerna for olika tillväxtfaktorer är ett
exempel på den senare receptortyp e n Viköga exempel på processer
som styrs på sådant sätt är cellens
upptag av socker och dess öllväxt
och anpassning ö l l träning. Enzymaköviteten (tyrosinkinasakövitet)
leder ö l l att en signalkaskad startas
där fosfatmolekyler binds ö l l olika
intracellulära protein (fosforylering)
och där det är dessa olika proteiners
grad av fosforylering som styr processer i cellens ämnesomsättning.
FIGUR 1 - DET M E T A B O L A SYNDROMET
Det metabola syndromet
- den tysta riskfaktorn f ö r hjärt-kärlsjukdom
#
#
Syndromet har ett starkt samband med högt blodtryck och koronar
hjärtsjukdom
Kroppens vävnader (skelettmuskel, fettväv, lever) svarar otillräckligt
på insulin
/
Högre insulinvärden i plasma än n o r m a l t
Syndromet föreligger vid många tillstånd t ex
# Fysisk inaktivitet
#
övervikt
#
Åldersdiabetes
o-aktionen i sig. Muskelkontraköonen kan alltså sägas ha en insulinlik
effekt, dvs leder ö l l en ökning av cellens sockerupptag. Detta innebär att
en ökad fysisk aktivitet ö l l en del
kan ersätta en nedsatt insulinkänslighet, t ex hos paöenter med över-
De mekanismer varmed sockerupptaget ö l l muskelcellen sömuleras av
insulin och av muskelkontraköon är
dock olika, även o m båda sätten Öll
slut leder ö l l att glukostransportmolekyler aköveras.
Insulineffektema medieras av insulinreceptom, vars egenfosforylering
iniöerar fosforylering av flera andra
nyckelproteiner i cellen som önns
koncentrerade i speciella områden
v i d cellens yta (insulinreceptor-suböuerzntf drr en
u&zande /bZks;nkdom. Det/inns
starka b e f % /br
att en Mg /x/sist
atffoitet dfr en intrig orsat t%G den
JÅade förekomsten
ac/efma. Mer
/brsknzng ?mkte
gi^ras )5r att ktar&ygga mekanismerna j&r nwr Wg
^sisk atffmtet ocn
öoeroikt samverkar/Ör att öka risken att drabbas au
s/%Womor i h/drfk&rfsx/steTnet. Foto
Artur forsberg.
Sockerupptag
En v i k ö g pusselbit i detta arbete är
kunskapen o m att skelettmuskulaturens upptag av socker inte bara ökas
av insulin utan också av muskelkon-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svnmk Idrottsförening nr 3 o 1998
- t e *
stråt 1, fosfaödylinositol-3-kinase
och Akt).
Inget av dessa nyckelprotein påverkas av en muskelkontraköon (14),
även om cellens glukosupptag ökas
lika mycket som av en viss dos insulin. Däremot tycks kalciumjonens
påverkan vara nödvändig för att
muskelkontraköonen skall utöva sin
effekt på muskelns sockerupptag.
Det är nu en vikög forskningsuppgift att söka kunskap om vad som
orsakar muskelkonlraköonens egeneffekt på sockerupptaget och det är
200 r (a)
i
o
sannolikt att detta i sin tur kräver en
ökad kunskap om de intracellulära
signaleringsvägar som aktiveras i
skelettmuskeln öll följd av fysiskt
arbete.
I följande arökel av Ulrika Widegren
och Juleen Zieratlx presenteras en
undersökning i denna forskningslinje, där vi samarbetat med Zieraöis
forskningsgrupp vid Karolinska
sjukhuset.
Proteinet lepön representerar ett
annat område, där det är angeläget
att studera hur fysiologien förändras
vid fysiskt arbete.
150
10 days without
exercise
Ta
(0
E
% 100
a.
Lepön har studerats mycket på
råtta, där proteinet bildas och frisätts i fettväven som svar på en ökad
energiupplagring. Lepönet leder öll
en påverkan av centrala nervsystemet så att bLa. apöten sänks för att
på så sätt normalisera fettvävens
storlek och fetönnehåll.
Man har nu visat att lepön även bildas i skelettmuskel (15) och det blir en
intressant forskningsuppgift att ta
reda på hur denna bildning förändras
vid olika former av fysiskt arbete.
Exercising
regularly
Metodik
=
E
3
5L
C
100
10 days without
exercise
75
50
25
0
60
120
180
För att på försöksdjur alt. transgena
djur uttorska de olika mekanismer
varmed fysisk träning kan påverka
kroppen i posiöv riktning kan en
rad angreppssätt och en stor metodikarsenal användas.
Om man vill utföra undersökningarna på människa blir den möjliga
metodikarsenalen självfallet begränsad. En användbar teknik är kateterisering av artär och ven med provsamlande över olika kroppssegemt, t
ex ett ben eller en ann. En annan är
muskelbiopsi, som vi använder i
stor utsträckning inom forskningsgruppen for att studera effekter av
arbete och träning på muskelcellens
inb-acellulära signalsystem (se följande arökel av Widegren och
Zierath).
Time (min)!
Muskelbiopsitekniken kan kombineras med olika molekylärbiologiska
fig. 2 Resw/tatef ae ett 10 dagars tnynzngsnppeniff/ piz sockerfoferansen, dos &%r metoder for att utvärdera sambankroppen nanferar intag (mW Wen O) ar; en gfoen mzrngd socker (ndfr 100 g). Den det mellan olika nivåer av fysisk
ökade znswfzn-koncentrationen e/kr thynzngswppeniMzet tyder pd en minskad fnsw- akövitet och syntes av proteiner som
ffnkzynsfzgnet zfoen om en minsknd s Jk. gfncose e/yectfoeness (se tezten /br/brkZarzng) ändrar/modererar vår känslighet
trofzgen ocW Wragit (Fnzn Rogers o. medarb, /. appf. Fnyszof. 6&I833,1990).
för många kroniska sjukdomar (16).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
11
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 . 1998
- t e *
Det finns också nyare, men betydligt
mera kostnadskrävande tekniker,
for att studera kroppens ämnesomsättning vid olika öllstånd, t. ex.
efter fysiskt arbete eller träning.
Exempel på dessa är NMR (nuklearmagneösk resonans) och FET (positron-emissionstomografl).
En intressant metodik som kan
användas i dessa undersökningar är
mikrodialysteknik. Mikrodialystekniken är enkel att använda och dessutom nästan smäruri för försökspersonerna. Metoden öllåter mätning av ämnesomsättning, t.ex.
insulinkänslighet, samt blodflöde
lokalt i en muskel eller i fettväv hos
en individ och dessutom kan effekten av olika hormoner och läkemedel undersökas genom att de kan
öllföras öll den lösning som pumpas
igenom dialyskatetem.
en vikög del i behandlingen av både
åldersdiabetes och övervikt.
4. Vårt behov av rörelse. En idéskrift om
fysisk aktivitet och folkhälsa. Folkhälsoinsdtutet och Förlagshuset Gothia AB, 1996.
Under den senaste 5-årsperioden
har avsevärda framsteg gjorts i förståelsen av den molekylära grunden
för dessa posiöva effekter av fysisk
träning (17). Man vet tex att fysisk
träning resulterar i ett flertal viköga
vävnadsförändringar, t.ex. en ökning i muskulaturens halt av glukostransportörer. Man börjar också förstå en del om hur det individuella
arvet påverkar vilka effekter en
regelbunden fysisk akövitet medför.
5. Leon AS: Effects of exercise conditioning
on physiologic precursors of coronary heart
disease. Journal of Cardiopulmonary
Rehabilitation 11:48-57,1991.
Det är en spännande uppgift att via
forskning medverka öll att förbättra
vår förståelse för hur man med egen
träning bäst kan utnyttja denna möj-
Referenser
En del av de
denna teknik
ningsgruppen
den följande
Rosdahl
resultat som vi med
uppnått inom forskbeskrivs närmare i
arökeln av Hans
Slutsats
Sammanfattningsvis är det idag
uppenbart att nyttan av fysisk träning är mer än en ökad arbetsförmåga och innefattar även en bättre
hälsa. Fysisk träning kan också vara
1. Bouchard C, Shephard RJ, Stephens T:
Physical activity, fitness, and health. Human
Kineöcs Publishers, Champaign QL) 1994.
2. Sjöström L: TV och stillasittande gör allt
fler feta. Låkarödningen 93:167-170,1996.
3. Godsland IF, Leyva F, Walton C,
Worthington M, Stevenson JC: Associaöons
of smoking, alcohol and physical activity
with risk factors for coronary heart disease
and diabetes in the first follow-up cohort of
the heart disease and diabetes risk indicators
in a screened cohort study (HDDRISC-1).
Journal of Intemal Medicine 24433-41,1998.
6. Aldrcd HE, Perry IC, Hardman AE: The
effect of a single bout of bhgk walking on
postprandial lipemia in normolipidcmic
young adults. Metabolism 43:836-841,1994.
7. Henriksson J: tnfluence of exercise on
insulin sensiövity (Review). Journal of
Cardiovascular Risk 2303-309,1995.
8. Schneider SH, Morgado A: Effects of fitness and physical training on carbohydrate
metabolism and associated risk factors in
patients with diabetes. Diabetes Review
3378-407,1995.
9. Pctrldes AS, Stanley T, Matthews DE, Vogt
C, Bush AJ, Lambeth H: Insulin resistance in
cirrhosis - Prolonged reduetion of hyperinsuhncmia normalizes insulin sensidvity.
Hepatology 28:141-149,1998.
10. Tokuyama K, Suzuki M: Tntravenous glucose tolerance test-derived glucose effecdveness in endurance-trained råts. Metabolism:
dinical & Experimental 47:190-19t 1998.
11. Maycrdavls EJ, Dagosbno R, Kartor AJ,
Haffner SM, Rewers MJ, Saad M, Bergman
RN: Intensity and amount of physical activity in reladon to Insulin sensittvity - the insulin resistance atherosclcrosis study. Jama:
Journal of the American Medical Association
279:669-674,1998.
12 Angelopoulos TJ, Lewis R, Jamurtas T,
Schumann C, Obcsity, Lipoprotems:
Signifirant changes in VLDL-triacylglyceroI
and glucose tolerance in obese subjects following ten days of training. European Journal
of Applied Physiology & Occupational
Physiology 77356-559,1998.
13. Arciero PJ, Smith DL, Callesescandon J:
Effects of short-tcrm inacdvity on glucose
tolerance, energy expenditure, and blood
Bow in trained subjects. Journal of Applied
Physiology 84:1365-1373,1998.
14. Wojtaszewski JP, Richter EA: Glucose udlizadon during exercise - inSuence of endurance training. Acta Physiologica
Scandinavica 162351-358,1998.
15. Wang JL, Uu R, Hawkms M, Barzilai N,
Rossetti L: A nuthent-sensing pathway regulates leptin genc expression in muscle and
fat. Naturc 393:684^88,1998.
16. Booth FW, Tseng BS, Fluck M, Carson JA:
Molecular and cellulär adaptadon of musde
in response to physical training. Acta
Physiologica Scandinavica 162343-350,1998.
17. Goodyear LJ, Kahn BB: Exercise, glucose
transport, and insulin sensidvity [Review].
Annual Review of Medicine 49:235-261,1998.
Det /mns mdngg AaWa, positnxz, e^ekfer or /ysigt trAimg. För mJngo oY def gym
med wort owf, oerobics eZZer spirming som g^Zkr. Den soenshz mztwren erb/Wer en
rW mi^fig/iefer att k?mbzrienz motion, rekreation och wppfeoefser. foto Artnr
Forsberg.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
-)%=-
Studier av lokal ämnesomsättning och
blodflöde i skelettmuskulatur och fettväv
I alla levande organismer omges cellerna av vävnadsvätska som transporterar olika ämnen mellan celler och
blod. Genom att vävnadsvätskans sammansättning nu kan studeras med mikrodialysteknik erbjuds nya och
unika möjligheter att studera metabolism specifikt i olika organ. Mikrodialys har tidigare främst använts vid
djurförsök men är nu även tillgänglig för studier på människa. I följande artikel ges en grundläggande
beskrivning av metoden och exempel på resultat som kan erhållas. Avslutningsvis diskuteras möjligheterna till
användning av mikrodialys inom idrottsforskning.
• • • Den ursprungliga idén bakom
miknxiialystekniken kom från Karolinska Institutet 1974. Idén var att
perfusion av mikrodialyskatetrar
skulle efterlikna funktionen hos en
blodkapillär (figur 1) och därigenom
kunna transportera olika kemiska
substanser öll och från hjärnans cerebrospinalvätska (1). Provtagningstekniken fick sedan en snabb spridning över världen och for närvarande finns mer än 4000 publicerade
artiklar i vilka mikrodialysteknik har
använts. Framför allt har mikrodialys använts vid studier på försöksdjur inom neurokemisk forskning
men under den senaste tioårsperioden har tekniken även använts i flera
olika perifera vävnader vid studier
på människa (figur 2).
Hans Rosdahl
Med Dr
Idrottshögskolan
och Institutionen
för Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
P^3
k^£m
människa för studier av regleringen
av fettvävens metabolism. Först på
senare år har klinisk forskning med
mikrodialysteknik blivit möjlig och
här används tekniken nu bl a for att
finna markörer för hjärnans metabolism hos skallskadade patienter.
bolism i enskilda organ, är intensivvård; hjärtkirurgi, farmakokineök,
gliombchandling, hudmetabolism
samt inom neonatalvården Mikrodialystekniken har också visat sig
vara speciellt lämplig när blodsockemivåer skall följas med frekvent
provtagning for att uppnå en förbättrad glukoskontroll hos diabetiker (2).
Målsättningen med vår egen forskning är att använda mikrodialysteknik for att möjliggöra mätningar av
insulinets lokala effekter på blodflöde och glukosmetabolism i skelettmuskulatur och fettväv på människa.
Principer för mikrodialystekniken
Den grundläggande principen för
mikrodialystekniken är relativt
enkel och bygger på att en fysioloFör närvarande används mikrodiagisk perfusionsvätska mycket långlysteknik bl a i subkutan fettväv på
samt pumpas igenom en mikrodialyskateter. Genom att molekyler
som finns i högre koncentration i
vävnadsvätskan än i perfusionsvätskan diffunderar genom mikrodialyskatetems membran och in öll perfusionsvätskan skapas provet (figur
3). Om ett ämne som ej finns i vävnadsvätskan adderas öll perfusionsvätskan diffunderar detta in öll vävCell
naden, vilket ger möjlighet att studera effekter av biologiskt aktiva
ämnen såsom olika läkemedel och
hormoner i enskilda organ Graden
av ekvilibrering mellan perfusionsoch vävnadsvätska avgörs främst av
perfusionshasöghet (figur 4) och
dialysmembranets längd men också
Vävnadsvätska
öll en viss del av det studerade
ämnets molekyls torlek (mindre
molekyler diffunderar lättare) samt
figwr I. fffnstration au kur en mitrodiafyskafeter e^erfiknar /imktionen kos en av rådande diffiisionsförhållanden
bfodkapiffdfr. Ceffemas metabofism ocfi kapifkfrbfod/födef p^roerkar eff dfmnes niW i inom vävnaden (3). Mikrodialysixhmaäst^fsÄ^zn ocfi i m&rodiafi/sprouef. Ett ökat bfoii/Zöde kan resuftera i Mde katetems membran har en porstorökade respektive minsÄazfk nnxfer av ofikz Annen i mkmadsogfs&an. Vid ett ökat lek som förhindrar att enzymer och
bfod/föde % mi/skef kan t.ez. gfakosnfodn i D&madswMskan öka e^ersom gfnkos blodkroppar kan passera in öll protransporteras fiff ceffema ma bfodet. f/ettzdfoen kan f.ez. nmfn av gfycerof afnkas vet. Detta är oftast en fördel eftersom en /Öf/d av ett ökat bfod/föde, e/krsom gfycerof /rWtts i uAmaden ock frans- som det medför en minskad risk för
nedbrytning av olika ämnen i provet
porteras /nfn denna med bfodef.
Andra exempel på områden inom
klinisk forskning, där mikrcxiialysteknik används för att följa meta-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
4te
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 * 1998
samt att centrifugering eller fällning
av provet ej behöver göras före analysöllfället.
Intracerebml
Metodik vid inläggning i vävnaden
Före inläggningen av mikrodialyskatetem lokalbedövas och "försöcks" huden. I samband med själva
inläggningen upplever ytterst få
personer obehag. Inläggning i subkutan fettväv på buken sker enklast
med hjälp av en slitskanyl (figur 5)
medan inläggning i muskel kan ske
med en splitslang (figur 6). Efter
inläggning kan man i princip inte
känna att mikrodialyskatetem finns
inlagd i vävnaden. I våra studier har
v i oftast placerat mikrodialyskatetrama i subkutana fettväven på
buken samt i yttre delen av lårmuskeln (figur 7). I en studie (4) har v i
även placerat mikrodialyskatetrarna
i en imderarmsmuskel (brachioradialis) samt i vadmuskel (gastrocnemius).
Scarm
M. pectoralis
Female breast
Intracutaneous
M. brachioradialis
Scabdomen
Uterus
Scthigh
M. quadriceps femoris
M. tibialis anterior
M. gastrocnemius
f%#ar 2. Ezempef pd levnader vars fokafa mefabofism fiar studerats med mikrodiafysfeknik. Hittiffs fzar tekniken o/ltasf använts i swbkntan jeffvöv pd buken oc/z i
fi/drnan i samband med zntensiwdrd.
Kalibrering
Om mätningen genomförs xmder förhållanden som medger att en fullständig ekvilibrering mellan perfusions- och vävnadsvätskor uppnås
(dvs ett lågt perfusionsflöde och ett
långt dialysmembran) erhålles den
verkliga koncentraöonen av ett ämne
i vävnadsvätskan direkt. Under
dessa förhållanden behöver mikrodialyskatetrarna således ej kalibreras.
Låga flöden ger emelleröd en relaövt
liten volym prov per ödsenhet (c:a 13 pl per 10 min) och för att rätt provvolym skall erhållas (dvs for att undvika att perfusionsvätska "förloras"
öll vävnaden) bör en kolloid (Lex. 40
g/1 av Dextran -70) adderas öll perfusionsvätskan (5).
Om mätningen istället genomförs
xmder förhållanden som inte medger att en fullständig ekvilibrering
erhålles (högre perfusionshasöghet
och/eller ett kort dialysmembran)
måste den enskilda mikrodialyskatetem kalibreras före mätningen om
avsikten är att mäta verkliga nivåer
av ett ämne i vävnadsvätskan.
Kalibrering av mikrodialyskatetrar
genomförs med katetem i vävnaden
och syftar öll att bestämma ekvilibreringsgraden för ämnet i fråga vid
en given perfusionshasöghet. När
ekvilibreringsgraden är känd beräknas sedan den verkliga nivån av ett
ämne i vävnadsvätskan genom att
koncentraöonen av ämnet divideras
figwr 3. Beskrivning av en mikrodåzfi/skafefer som anvdfnds vid mdtnzngar i/ettvdfv
ock skefeffmnskef pd mdnniska. Perfiasionsvdtskan pumpas via fn/födessfangen (1),
/Örbi diafysmembranef (2), via en at/Zödessfang (3) tiff ett provrör som dr fämpfigf
/Ör smd vofymer (41 Vaf tenfösfiga mofekyfer som /znns i fiögre koncentration % vdvnadsvdtsA^n dn i peryiisionsvdtskan di^anderiar genom mikrodiafyskatefems membran ocfi in tiff per/nsionsvdtskan.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskninq nr 3 • 1998
# = »
med dess ekvilibreringsgrad. T.ex.
om ekvilibreringsgraden är 25% och
den uppmätta nivån av ett ämne i
provet är 1.30 mM kan den verkliga
nivån i vävnadsvätskan beräknas
ölk 130mM / 0.25 = 520mM.
Ett flertal olika kalibreringsmetoder
har presenterats i litteraturen. Oftast
har dock "ekvilibreringsmetoden" (6)
eller "intemstandard metoden " (7^)
använts. En fördel med ekvilibreringsmetoden är att den är allmänt
accepterad och validerad av flera
olika forskargrupper men en nackdel
är att den är ganska ödskrävande att
genomföra (c:a 3-5 ömmar).
I korthet innebär ekvilibreringsmetoden att man före försöket perfunderar de enskilda mikrodialyskateh-ama med 4-5 olika koncentraöoner
av ämnet man skall mäta. Därefter
avbildas skillnaden mellan koncentraöonen av ämnet i dialysat (provet) och perfusionsvätskan som en
funktion av koncentraöonen i perfusionsvätskan. Med linjär regression
bestämmes sedan vävnadsvätskans
koncentration av ämnet samt ekvilibreringsgrad vid en given perfusionshasöghet.
Intemstandardmetoden innebär i
korthet att man bestämmer ekvilibreringsgrad för ämnet ifråga vid en
given hastighet genom användandet
av en markör. Markören (oftast
ämnet man avser att mäta som är
radioakövt märkt) öllsättes öll perfusionsvätskan och diffunderar
sedan från denna och in öll vävnaden. Genom att bestämma skillnaden mellan innehållet av markör i
perfusionsvätska och dialysat (provet) erhålles ekvilibreringsgraden
för denna.
Blodflödets inverkan på mätningen
En nackdel som kan följa med
användning av höga perfusionsflöden är att tolkningen av resultaten
från mätningen försvåras eftersom
variationer i vävnadens blodflöde
—o— Fettväv
—"— Skelettmuskel
—v- Venös plasma
Ö
10k
M^_
_f^3i^W]
H-**-*
0.66v^n/o
_i!33/i^/o
,0.76i/^n/n
Tid (timmar)
Agw 4. inverkan av perfnsions&zsfzgfzef pd graden av ekvifibrenng meffan vdvnadsvatska och per/iasionsvdfsÄ% /ör gfukos. Ndr mikrodiafyskaferrarmz infagda i
/effvaven genomspofades med 2.33 pf/min var graden av ekvifibrenng endast 30%
men miTr pnmpfiastzg/zeten % sfnfef av/örsöket sdhktes tiff 0.16 ^f/min wppndddes en
/nffsfandzg ekvifibrenng meffan vavnadsvdtsbz ocA per/iasionsvdtska. 7id denna
per/wsionsfiashg&ef kan dar/br den verkfzga gfnkoskoncentrationen i vdvmzdsvdfskan graderas över tid (angivna resuffaf gr medef ± SE/rdn 22 kafefrar i^ffvav oc/z
23 % skefeftmaskef, n=I3 /örsökspersoner). (f(esnf(aten dr Admtade /rdn Rosdafzf
Hdrnnn, Ungerstedt ocfz Henriksson, Am. /. Pfrysiof. 274, Metab 37, E936-E945
påverkar mätningen av vissa ämnen
som t.ex. glukos, glycerol samt vissa
aminosyror (9,10,11). Oavsett om
man använder ett lågt eller ett högt
perfusionsflöde är det dock vikögt
att hålla i minnet att nivån av ett
ämne i vävnadsvätskan (och därigenom även det som mäts med mikrodialyskatetem) styrs både av blodflödet och av cellens metabolism
(Agur 1). För att kunna särskilja om
en förändring av det uppmätta
ämnets nivå har orsakats av ett förändrat blodflöde eller av förändrad
metabolism krävs det att blodflödet
kan följas parallellt med mikrodialysmätningen.
Blodflödesmätning med mikrodialys
Genom att uhryttja det faktum att
etanol (alkohol) öll stor del transporteras bort från vävnadsvätskan via
nutriövt blodflöde kan man använda mikrodialystekniken för att få en
uppfattning om blodflödesförändringar i vävnaden i området nära
dialysmembranet.
I korthet innebär den sk mikrodialys-etanoltekniken att man öllsätter
etanol öll perfusionsvätskan (inflöde) så att en etanolkoncentraöon
pä 5-50 mM erhålles i denna. Sedan
bestämmes etanolkoncentraöonen i
mikrodialysprovema (utflöde) och
blodflödet kan sedan följas kvalitativt (men ej kvanötaövt) genom kvoten: etanolkoncentraöon i utflödesvätska / etanolkoncentraöon i inflödesvätska. En minskad utflödesinflödeskvot anger att blodflödet har
Hgwr 5. fnWggnzng av en mzkrodäzfyskatefer i sabkafan /ef fvdv med
fz;dfpavensfftskanyf. Aj. Mzkro-dåzfyskafefern afan/Ör (fzögerj effer
znfagd z sfzfskznyfen (vdnsfer)/Öre
/nfaggnzng. B) Haden fyflts ndgof
varefter sfffskonyf med kafefer/Örs in.
O Mz*ri%fzafi/skatefer Wffes kvar %
vdvnaden medan sfztskanyfen dras At
raktbakdf.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-)%%r
Svensk Idrottsforskning nr 3 . 1998
Figwr 6. fnfdggrzmg av en mikrodiafyskatefer i yffre fdnrraskefn pd en /Örsöksperson med fz/dfp av en spfztsfang. i; En stdfkanyf som dr ^4sedd med en spfitsfarzg pd utsidan /Örs in i maskefn paraffefff med dess /zlvrnkfnzng. 2) Stdfkanyfen dragés af.
3) Spfifsfangen sitfer kvar i vävnaden. 4) Mikrodzafyskafefern /Örs in i spfifsfangen 5) Spfifsfangen defas ocfi fages nf. 6)
Mikrodiafys&afetern dr/izerad med fz/dfp av eff transparent/Örbandsmaferiaf.
ökat (mer etanol diffunderar från
perfusionsvätskan och in öll vävnaden) medan en ökad utflödes- inflödeskvot anger det motsatta, dvs ett
minskat blodflöde (9).
Mikrodialys-etanoltekniken kräver
vidareutveckling innan den kan fungera som en riktigt öllförlitlig metod
för blodflödesmätning. Den är dock
for närvarande den enda metoden
som finns Öllgänglig för blodflödesmätningar i området kring mikrodialyskatetem och har i dessa sammanhang väsenöigt bidragit Öll en
ökad förståelse av resultaten från
studier med mikrodialysteknik.
Effekter kan studeras lokalt
Ett exempel på hur mikrodialystekniken kan användas for studier av
lokala effekter av biologiskt aköva
ämnen på blodflöde och metabolism
ges i figur 8.1 försöket som genomfördes på råttmuskel gavs höga
doser av hormonerna adrenalin och
isoprenalin lokalt öll vävnaden via
mikrodialyskatetem utan att effekter på hela kroppen erhölls (sk systemiska effekter).
mätningar genomförs parallellt med
mikMxiWysmätningen för att resultaten skall kunna tolkas rätt.
Av resultaten framgår det att lokal
perfusion med isoprenalin resulterade i ett ökat blodflöde (en minskad
etanolkvot) medan den motsatta
effekten, dvs ett minskat blodflöde,
erhölls med perfusion med adrenalin Båda hormonerna resulterade
även i en ökad laktatkoncentraöon i
vävnadsvätskan vilket är ett förväntat resultat eftersom båda hormonerna leder Öll en ökad glykogenolys.
Ett annat exempel på hur lokala hormoneffekter kan studeras med
mikrodialystekniken ges i figur 9
där insulinets effekter på blodflöde
och metabolism i subkutan fettväv
och skelettmuskel registreras på
människa. I denna undersökning
gavs insulinet via blodbanan medan
dess effekter studerades lokalt i vävnaden. Re-sultaten antyder att höga
fysiologiska nivåer av insulin ökar
glukosupptaget i skelettmuskel utan
att öka det nutriöva blodflödet. Om
effekten av insulin kunde studeras
genom att insulinet tillfördes vävnaden via mikrodialyskatetern istället
för via blodbanan skulle detta innebära en betydlig förenkling.
Att adrenalin resulterade i en större
laktatökning än isoprenalin (trots att
de gavs i samma koncentraöon) kan
sannolikt förklaras av att blodflödeseffekterna var olika. Det minskade
blodflödet med adrenalin har troligtvis även resulterat i att "borttransporten" av laktat har försämrats medan det ökade blodflödet
med isoprenalin troligtvis istället
har ökat borttransporten. Resultaten
illustrerar vikten av att blodflödes-
I en ännu opublicerad studie har vi
undersökt möjligheterna öll detta
och fiinnit att det är möjligt att upptäcka effekter av insulin (sänkt glukosnivå i vävnadsvätskan) när insu-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-ter
Svensk Idrottsforskning nr 3 . 1998
lin perfunderas genom mikrodialyskatetrar vars dialysmembran har
extra stora porer.
För närvarande återstår det att förbättra reproducerbarheten i detta
öllvägagångssätt men det faktum
att insulin kan passera dialyskatetems membran antyder att det finns
möjligheter att mäta även andra
"stora molekyler" som tex cytokiner
med mikrodialys. Att studera effekterna av och mäta nivåer av stora
molekyler med mikrodialys är ett
hitölls outforskat fält.
—A— adrenalin
=§
Mikrodialys inom idrottsforskning
Mikrodialysteknik är speciellt lämplig för studier rörande fettvävens
metabolism eftersom glycerol (som
är en slutprodukt vid nedbrytning
av triglycerider) utgör en markör för
fettnedbrytning och går bra att mäta
med tekniken Frågeställningen om
tränade personers högre fettomsättning vid ett submaximalt arbete är
kopplat öll förändringar i fettvävens
känslighet for stresshormoner har
nyligen undersökts (12).
I denna studie erhölls ett mått på
fettnedbrytning i subkutan fettväv
genom att mäta glycerolnivåer i
vävnadsvätskan (mikrodialys) i
kombination med blodflödesmätning i fettväven (133 Xenon clearanAndra intressanta undersökningar
med mikrodialys inom detta område har berört skillnader i lipolys
mellan kvinnor och män under
fysiskt arbete (13). Flertalet av
genomförda studier med mikrodialyskatetrar i muskel på människa
har varit under vilobeöngelser, dvs
utan muskelkontraköoner. Eftersom
många av träningseffekterna på
muskel varar under en längre tid, är
undersökningar på vilande muskel
av stort intresse, bl a för att öka kunskapen om de förändringar i hormonkänslighet (tex för insulin och
adrenalin) som träning kan medfoVi har även använt den gängse katetertypen i en egen undersökning
med muskelkontraktioner med
lyckat resultat, men vi begränsade
oss då öll att genomföra isometriska
muskelkontraköoner. Kontraköonema genomfördes endast med ett
ben (dvs endast en liten del av kroppens totala muskelmassa) och vi
fignr 8. Efanofkvoten (at^öde/
in/föde given i procent av basafnivd, 45-90 min) samt fakfafkoncenfrafion i diafysaf under/Örsök
med fzormonper^iszvn via mikrodiafyskatefenz i rdtfmaskef. En
minskad etanvfkvof anger atf
bfod/lödef fazr ökat (mer efanof
di^underar/rdn per/asionsvdfskan ocfz in fiff vävnaden) medan
en ökad anger def motsaffa, dvs
eff minsAaf bfod/föde. Mikrodiafyskafefrar pfacerades i muskef
(gasfrocnemiasj pd sövda rdtfor
ocfz per/anderas med en KrebsHensefeifba/jfertsom innefiöff5
mM efanof. Lfnder perioden 90O 30 60 90 120 150 180 210 240 270
180 min sfaderades e^ekfen av
fokaf per/usion med adrenafin
effer isoprenafin (bdda 10^ M)
genom atf dessa dfmnen adderades
fiff per/asionsfösningen. fngen
"si^femisk e^ekt" av de fzöga fan-monnivdema erköffs vifkef konfrof ferades genom 7?zat?%ingar med
diafyskatetrar som e; per/ianderades med fiormoner. (Resuffafen dr
fzdmfade /rdn Rosdafzf, Samuefsson, Ungersfedf ocfz Henriksson, Acfa Pfzys. Scand. vofym
163 nr 4 augusti 1998).
—°— isoprenalin
8
0
30 60 90 120 150 180 210 240 270
Tid (min)
-subkutan fettväv
-skelettmuskel
venöe plasma
"^CA
insulin infusion
-30
0
30
90
»0
120
figur 9. Efanofkvof ocfz gfukoskoncenfrafion i swbkutan /effvdv ocfz skefeffmuskef under en sk eugfykemisk fzyperinsuf inemisk kfamp pd mdnniska.
Under "kfampen" in/underades insufin
ocfz gfukos i bfodef sd aff normafa gfakosuivder men /Örfzö/da insuffnnivder
(tiff 94 pU/mf) erfzöffs. Uppmdff med
mikrodiafys-efanofteknik noterades eff
ökat bfod/föde i /effvAz (sdnkf efanofkvof) men ef i skefeffmuskef. Gfukoskoncenfrafionen i diafysaf ^dn mz^skef
sdnkfes under in/usion av insufin
medatz nivdn i/effvdv var o/Ördndrad.
Resuftaten antyder atf fzöga /ysiofogiska rzivder av inszJin ökar gfukosuppfagef i skefeffmuskef ufan aff öka def
nufnffva bfod^lödef. (Resuftaten dr
Mmfade/rdn Rosdafzf, Lindfz,
Miffgdrd, Liffzeff, Ungersfedf ocfz
Henriksson, ZDiabefes, vofym 47,
Augusti 1998, sid 3296-1302)
insulin infusion
Tid (min)
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 . 1998
- t e *
fann då att man kunde registrera en
laktatökning i mikrodialysprovema
xmder det att laktatnivån i blodet var
oförändrad (14).
Detta resultatet antyder att mikrodialys kan vara en möjlig provtagningsmetod i studier där arbetet
utförs med for liten total muskelmassa för att dess metabolism skall
kunna registreras i blodet.
För närvarande finns endast en
begränsad erfarenhet av att använda
mikrodialys i muskel under dynamiska kontraköoncr. I de studier
som har genomförts har förstärkta
(ej kommersiellt öllgängliga) eller en
mindre typ av mikrodialyskatetrar
använts.
Resultaten från dessa studier är
dock mycket intressanta eftersom de
har medfört en ökad förståelse för
vilka faktorer som är involverade i
den lokala regleringen av blodflödet
xmder fysiskt arbete (15,16).
Inom detta forskningsområde utgör
mikrodialys en speciellt värdefull
metod eftersom de ämnen som mäts
(tex adenosin och kväveoxid) har en
snabb nedbrytning och kan därför
inte mätas i blod.
Om man öllåter sig att spekulera lite
om framöden så är det troligt att
mikrodialystekniken kommer att
användas i ökad omfattning i forskningen om hur skelettmuskulaturens ämnesomsättning och blodflöde påverkas av och regleras xmder
olika typer av fysiskt arbete.
Referenser
1. Ungerstcdt U, Pycock C: Functional correlates of dopamine neurotransmission. Bull
Schweiz Akad Med Wiss 1278:1-13,1974
2. Boliixdcr 1, Ungerstcdt U, Amer P: Longterm continuous glucose monitoring with
microdialysis in ambulatory insulin-dependent diabetic patients. The Lancet 342:10801085,1993
3. Kosdahl H, Hamrin K, Ungerstcdt U,
Henriksson 1= Metabolite levels in human
skeletal muscle and adipose össue studicd
with microdialysis at low perfusion How.
American Journal of Physiology 274:E9365945,1998
4. Roedahl H, Lind L, MillgArd J, Lithell H,
Ungerstcdt U, Henriksson J: Effect of physiological hyperinsulincmia on blood How and
interstitial glucose in human skeletal muscle
and adipose tissue studied by microdialysis.
Diabetes 47:1296-1301,1998
5. Rosdahl H, Ungerstedt U, Henriksson J:
Figur 7. En /orsöksperson med mikrodiafyskafefrar pfacerade i swbkufana /effvöven
pd buken samf i zpuzdriceps /emons (vastus faferafis) muskefn pd fdref. f nedre fz^gro
defen av bifden syns per/usionspumpen. f pz^npen /znns sprutor insatta vzfka fnnefzdffer per/asionsfösningen ocfz dr koppfade ti/f mikrodiafyskafefrarna. f /Örsök pzf
mdnnisk? anvdnds vanfigen per/asions/föden meffan OJ ocfz 2 ^ z^f/min. Ldgsfa per/usions/födef som fziffiffs fzar anvdnfs dr 0.075/if/min infkef krdvde aff proverna samfazfes under 60 min /5r aft fiffröckfig prowofyrn (4.5yif) skuffe er/zdffas ^ r anafys.
Microdialysis in human skeletal musde and
adipose tissue at low flow ra tes is possible if
dextran-70 is added to prevent loss of perfusion fluid. Acta Physiologica Scandinavica
159:261-262,1997
6. Lönnroth P, Jansson PA, Smith U: A
microdialysis method allowing characterizalion of intercelhilar water spacc in humans.
American Journal of Physiology
253(16):E228-E231,1987
7. Schellcr D, Kolb J: The intemal reference
technique in microdialysis: a practical approach to moniloring dialysis efficiency and to
calculating tissue concentration from dialysate samples. Journal of Neurosciencc Methods
40:31-38,1991
8. Lönnroth P, Strindberg L: Vahdation of
the intemal reference technique' for calibrating microdialysis catheters in situ. Acta
Physiologica Scandinavica 153:375-380,1995
9. Hickner RC, Rosdahl H, Borg 1,
Ungerstcdt U, Jorfcldt T,, Henriksson J: The
ethanol technique of monitoring blood flow
changes in rat skeletal muscle: implications
for microdialysis. Acta Physiologica
Scandinavica 146(l):87-97,1992
10. Enocksson S, Nordenström J, Bolinder J,
Amcr P Influence of local blood flow on glycerol levels in human adipose tissue.
International Journal of Obesity 19:350-354,
skeletal muscle studied by microdialysis.
Acta Physiologica Scandinavica 163349-360,
12. Stallknecht B, Simonsen L, Bulow J,
Vinten J, Galbo H: Effect of training on cpincphrine-stimulated lipx)lysis determincd by
microdialysis in human adipose tissue.
American Journal of Physiology 269:E1059E1066,1995
13. Amer P, Kriegholm E, Engfeldt P,
Bolinder J: Adrenergic regulation of lipolysis
in situ at rest and during exercise. Journal of
(Clinical Investigation 85:893-898,1990
14. Rosdahl H, Ungerstedt U, Jorfeldt L,
Henriksson J: intersUÖal glucose and lactatc
balance in human skeletal muscle and adipose tissue studied by microdialysis. Journal of
Physiology 471:637-657,1993
15. Sallin B, Rådegran C, Koskolou MD,
Roach RC: Skeletal muscle blood flow in
humans and its regulation during exercise.
Acta Physiologica Scandinavica 162:421-436,
16. Hickner RC, Rsher RM, Ehsani AA,
Kohrt WM: Role of nithc oxide in skeletal
muscle blood flow at rest and during dynamic exercise in humans. American Journal of
Physiology 273fHcart Circ Physio1.42):II405H410,1997
11. Rosdahl H, Samuelsson A-C, Ungerstcdt
U, Henriksson J: Influence of adrencrgic agonists on the release of amino adds from rat
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
->ay
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
Effekter av fysisk aktivitet på
den intracellulära signaleringen
fvluskelkontraktion via fysiskt arbete leder till en rad olika förändringar av skelettmuskulaturen. Det har till
exempel visat sig att skelettmuskulaturen har en unik kapacitet att anpassa sig till den typ av cellulär stress
som fysiskt arbete innebär (1). Men, vad händer egentligen i skelettmuskulaturen, i själva muskelcellen, vid
fysiskt arbete? Vad år det som sätter igång en rad olika reaktioner såsom ökad proteinsyntes (uppbyggnad
och nedbrytning av proteiner = kroppens byggstenar), muskeltillväxt etc?
• • • Att kroniska träningsförändringar sker vid regelbunden fysisk
aktivitet är känt frän tidigare undersökningar (2, 3). Dessa förändringar
sker såväl på gennivå som på proteinnivå (4, 5/ 3, 6). Det, eller de, stimuli som startar dessa processer
måste på något sätt översätta extracellulära (utanför cellen) stimuli till
intracellulära (inuti cellen) signaler.
vilka medverkar i reglering av
ämnesomsättning (= metabolism),
exempelvis glukostranport samt
nedbrytning och återuppbyggnad
av glykogen under och efter fysiskt
arbete (7). Men aktiveringen leder
också till signalering vilken har en
stimulerande effekt på bland annat
tillväxt (2), den mitogena signaleringsvägen.
Från andra cellsystem känner man
till signaleringsvägar som aktiveras
av olika tillväxtfaktorer och/eller
olika former av stress för cellen Den
mer "klassiska" signaleringsvägen
leder främst öll en rad reaktioner
Trots att fysisk aktivitet och träning
har en så betydande roll for skelettmuskulaturens metabolism och tillväxt, är förvånansvärt lite känt om
de molekylära signaleringsmekanismer som länkar samman mekaniska
Olika typer av
cellulär stress
Ce//memoran
och biokemiska faktorer under muskelkontraktion
MAP kinas, vad är det?
En stor del av de olika reaktioner i
ämnesomsättningen som sker inuti
cellen styrs genom fosforylerin/defosforylering. Detta fungerar med
hjälp av en enzymgrupp som kallas
proteinkinaser och innebär att en
eller flera fosfatgrupper sätts på
(fosforylering) eller tas av (defosforylering) olika proteiner. I andra
celltyper har underökningar visat
att en familj proteinkinaser spelar
viktig roll i ett nätverk av proteiner
som överför extracellulära signaler
öll intracellulära. Denna familj kallas mitogeniskt aköverande protein
kinaser (MAPK) och aköveras av en
rad öllväxtfaktorer och/eller olika
typer av cellulär stress (8,9).
MAPK sömuleringen kännetecknas
av att det krävs fosforylering på två
ställen av proteinet. Detta innebär
att två fosfatgrupper måste sättas på
enzymet för att det ska bli akövt.
Ulrika Widegren
Transkriptions-
fzgnr I. Sc/%#rwzfist oestrronzng or de o/ita sigWenngsmBggrrM /Ör de fre MAPK
mgdjemmama. Vad som (fr b W idag år off ERK/rdfmsf attroeras ma receptorer/br
of&o tiffo&rt^zttorer. 5APX//NK aktfneras gu andra fyper ar sfrmwZi /rämsf koppZaife tiff programmerad cefW&f (sd W W apoptos) ocfz ofika /brmer ar stress som
ezempefois UV f/ws ocfz cyfotirier. p38 MAPK däremot oerkar oarn inoofoerad i
Wda dessa fi/per ar stimnfi med andra W defattig i ceffens soar pd f ifWziYa&forer
ocfz koppfad tiff ceffufdfr stress. P oisar att proteinet är aA^roerat. Tiffdggas skz octsd
att MAPK doen tan attioera (genom att /bs^nyfera) andra proteiner dn de pd mfden. A4ed tmnsAriptions/akforer menas enzymer som Ar defa&tiga oid aofdsnzng ao
den genetiska koden i ceffkdman ocfz oidare nymfdnzng ocfz nppoyggTiad ao proteiner. Observera att (fetta inte Ar ndgon Äcompfett mfd zfd /orskningsomrddet dr nytt.
Doktorand
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska
Institutet och
Idrottshögskolan
Juleen R Zierath
Docent
Institutionen för kirurgisk
vetenskap. Karolinska sjukhuset
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-ac-
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 . 1998
Idag känner man öll tre olika MAPK
familjemedlemmar, ERK, SAPK/
JNK och p38MAPK, vilka har parallella signaleringsvägar och aköveras
något olika. (Fig 1). MAPK kan, efter
akövering, anöngen själv passera in
i cellkärnan och fosforylera olika
transkripöonsfaktorer, exempelvis
CREB (10), som i sin tur startar
och/eller stannar syntesen av olika
proteiner, eller också fosforylera
andra proteiner som sedan deltar i
olika typer av genreglering. Transkripöonsfaktorer behövs för att
starta avläsningen av den genetiska
koden i cellkärnan och mitokondhema samt efterföljande proteinsyntes. Man vet idag att CREB är involverad i bland annat gener som startas ödigt och har betydelse för cellöllväxt och celldelning.
Kortfattat kan man beskriva MAPKsignaleringsvägen med att den startar av ett yttre (extracellulärt) stimuli via receptorer på cellmembranet.
Därefter sker en rad fosforyleringssteg innan själva MAPK aköveras. I
skelettmuskel har man vid insulinsömulering sett en ökning av MAPK
akövering, men det är inte känt vilken betydelse detta har rent fysiolo-
Nyligen har data kommit som indikerar att MAPK systemet är en möjlig signaleringsväg där fysisk akövitet kan leda öll ökad bildning av
muskelprotein (11-13). Dessa studier, på skelettmuskulatur hos både
råtta och människa, visar att ett enda
arbetspass är öllräckligt for att öka
graden av MAPK fosforylering
t
Kort om Western blöt
Denna teknik innebär att proteiner
separeras genom akrylamidgeler
med avseende på storlek. Med hjälp
av ström kan man få proteinerna,
som är laddade, att vandra genom
gelema. Små proteiner vandrar fortare än stora och man får en slags
sortering av alla proteiner i de sönderdelade muskelproverna. Gelema
i sig är väldigt ömtåliga och svårhanterliga, därför överför man proteinerna, också detta med hjälp av
elektricitet, öll nitrocellulosa- eller
nylonmembran Membranen inkuberar man sedan med anökroppar
som är specifika för just det fosforyleradc protein man är intresserad
av. Pä antikropparna önns en speciell slags "märkning" som gör att man
kan detektera detta på en film.
Sedan kan man, med en densitometer, kvanötaövt mäta hur mycket
"akövitet" det finns av det intressanta proteinet.
Arbete
Efter arbete
Höger Vastus Lateralis
Höger Vastus Lateralis
VILA
ARBETE
Q
mångdubbelt. Uöfrån dessa fynd
öppnas ett helt nytt fält för att söka
svar på frågor som många länge
ställt sig: Vid fysisk akövitet och träning som sömuli, vad sker inuö cellen vid muskelhypertrofi, ökad proteinsyntes etc som svar. Hur påverkar olika typer av träning? Andras
signaleringsvägama med ökande
ålder och olika sjukdomar? Insulin
och muskelkontraköon påverkar
glukosupptag via två separata
vägar, hur fungerar dessa? Varför
får muskulaturen bättre insulinkänslighet med träning?
60
15
minuter
t
Icke arbetande
60
Belastning:
70 % ay en-bens t/O* max
Vänster Vastus Lateralis
figwr 2. Scfzematisk fnfd t!wery&rsöksnppfdgget oid 60 minuters en-bens cykfingarbete. Pifama oisar dd mnskefbiopsier tagits, dock fzar e/ mer dn ^ m biopsier tagits
per person.
MAPK före, under och efter arbete
Under det senaste året har vi arbetat
med de ovan beskrivna frågeställningarna som utgångspunkt (14).
Som arbetsmodell valde vi en-bens
cykling på ~70% av VC^max i 60
minuter (Fig. 2). Vi valde denna typ
av arbete delvis beroende på att vi
inte kunde veta om biopsitagningarna i sig skulle akövera dessa signalsystem, men också beroende på att
v i då kunde använda varje försöksperson som sin egen kontroll.
Deltagande i studien var friska personer, både män och kvinnor, i 25
års åldern.
Försöket gick ut pä att muskelbiopsier togs i det vilande benet innan
försökets början samt direkt efter
avslutat arbete och i det arbetande
benet efter 30 och 60 minuters arbete
samt 15 eller 60 minuter efter avslutat arbete (Fig. 3 och 4). Efter att ha
homogeniserat (sönderdelat) muskelprovema
användes
främst
Western blöt tekniken för att undersöka bland annat MAPK familjen
Hos alla försökspersoner skedde en
ökad fosforylering av MAPK. Även
om de individuella skillnaderna var
stora var ökningen krafög. Däremot
var det olika aköveringsmönster
mellan de två MAPK familjemedlemmarna v i undersökte. ERK fosforylering efter 30 minuters arbete
ökade 25-30 gånger (Fig. 5).
Dessutom skedde denna ökning
endast i det arbetande benet, vilket
torde bero på lokala och inte systemiska (helkropps) faktorer.
Vi fann också att aköveringen av
ERK minskade krafögt 15 minuter
efter avslutat arbete. Detta kan jämföras med den kvarstående effekt
muskelkontraköon har pä glukostransport upp öll tre ömmar efter
avslutat arbete (15). Fosforyleringen
av p38 MAPK hade ett annat aköveringsmönster. Efter 30 minuters
arbete skedde en ökning på drygt
två gånger. Denna ökning höll i sig
under arbetet samt även 15 minuter
efter avslutat arbete. Här kunde
även en ökad fosforylering av p38
MAPK i det icke arbetande benet
upptäckas.
Vi undersökte också transkripöonsfaktom CREB. I det arbetande benet
skedde ingen ökning av fosforyleringen. Däremot kunde vi i fyra av
fem personer se en markant ökning i
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 . 1998
- t e *
det vilande benet direkt efter avslutat arbete.
Betydelse
Uöfrån denna studie kan vi klart
visa att MAPK-systemet är involverat och aköveras vid fysiskt arbete/kontraköon samt att de olika
MAPK medlemmarna aköveras
olika. ERK vägen, som normalt brukar kopplas öll öll växt, sömuleras
av lokala faktorer, medan p38
MAPK, som är mer involverad i cellens svar på stress men även öllväxt,
troligtvis påverkas mer av systemiska (helkropps) faktorer.
Sammantaget kan våra resultat visa
en möjlig väg genom vilken fysisk
akövitet påverkar proteinuppbyggnad/nedbrytning samt akövering/inakövering av olika gener.
Att även transkripöonsfaktom
CREB stimuleras, kan mycket väl
vara en del i den påverkan fysiskt
arbete har på bl a genakövering och
proteinbildning i muskelcellen.
Aköveringen av CREB skulle kunna
vara en faktor som verkar på helkroppsnivå vid fysiskt arbete, men
som inte har någon betydelse för det
arbetande benet, kanske på grund
av den "stress" som fysiskt arbete
innebär.
figwr 3. En ao de cykfande /brsökspersonerna. Idgg mdrke tiff det oifamfe odnster
benet.
Det önns en mängd växande bevis
for att insulin och muskelkontraköon leder öll ökat sockerupptag i
figur 4. Biopsifagning nnder det timmes fdnga /orsökef. försökspersonen
sitter köar pd cykefn under biopsenzndef )br atf sd snart som moyfigf kunna
arbeta igen. Med pd bifden dr/rdn
fzoger /an Henriksson, fapper/orsaksperson, Ufrika Widegren ock Guniffa
Hedin.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-2zr
Svensk Idrottsforskning nr 3 . 1998
cellen via två skilda signaleringsvä- response to exercise. Federation Proc. 44,
gar (16, 17). Eftersom muskelarbete 2293-2300
kan uppväga en dålig känslighet för 4. Booth, F.W., and Kirby, CR. (1992)
insulin är det därför av mycket stort Changes in skeletal muscle gene exprcssion
intresse att fä reda på hur de intra- consequent to altered weight bearing. Am J.
cellulära mekanismerna vid fysiskt PhysioL 262, R329-332
HilL C S., and Treisman, R (1995)
arbete och träning fungerar. För 5.
Transcriphonal regulabon by extracellular
med den förståelsen kanske fysisk signals: mcchanisms and spcdbcity. Cell 80,
akövitet och träning kan användas
som altemaöv behandlingsform
J. A., Egan, P. C , Ncufer, P. D.,
istället för, eller med minskade 6. Houmard,
J. E., Whecler, W. S., IsraeL R C ,
mängder av, farmakologisk behand- Friedman,
and Dohm, C. L. (1991) Elevated skeletal
ling. Likaså att ordinera rätt typ av muscle glucose transporter levels in cxerciseträning för att helt enkelt komma trained middle-aged men. Am. J. PhysioL
runt irisxilinresistensproblemet samt 261, E437-E443
att höja statusen och vikten av fysisk 7. BergsbAm, J., and Hultman, E. (1966)
akövitet och träning samt öka insik- Muscle glycogen synthesis after exercise: an
ten om varför människan ska använ- enhandng factor localized to the muscle cells
da sin kropp öll det den är byggd för in man. Nature Lond. 210,309-310
- att röra på!
Referenser
1. Henrikason, J., and Hickner, R C, (1996)
Training-induced adaptabons in skeletal
muscle. In: Oxford textbook of sports medicine, edited by Harries, M, Williams, C.W.,
Stanish, D., and Nicheh, L. J., Oxford, UK:
Oxford Univ. Press, p. 27-45
2. Booth, F.W., and Thomason, D.B. 0991)
Molecular and cellulär adaptabons of muscle
in response lo exercise: Perspecbves of
various models. PhysioL Rev. 71,541-585
3. Booth, F. W., and Wataon, P. A. (1985)
Control of adaptabons in protein levels in
14. Widegren, U., Jiang, X. J., Krook, A ,
Chibalin, A V., Bjömholm, M, Tally, M.,
Roth, R A , Henriksson, J., WallbcrgHcnhksson, H., and Zierath, J. R. (1998)
Divergent effects of exercise on metabolic
and mitogenic signaling pathways in human
skeletal muscle. Kommer att publiceras i
FASEB1. oktober 1998.
15. Hughes, V. A., Rataronc, M. A.,
Rcldning, R. A, Kahn, B. B., Fcrrara, C M,
Shepherd, P. R, Rsher, E. C, Wolfe, R R,
8. Seger, R, and Krebs, E. G. (1995) The
FJahi, D., and Evans, W. J. (1993) Exerdse
MAPK signaling cascade. FASEB J. 9,726-735 increases muscle GLUT4 levels and insulin
actlon in subjects with impaired glucose tole9. Cano, E, and Mahadevan, L. C. (1995)
rance. Am. J. PhysioL 264. E855-É862
Parallell signal proecssing among mammalian MAPKsi Trends Biochem. ScL 20,117-122
16. Wallberg-Henriksson, H. (1987) Glucose
transport into skeletal musde: Influcnce of
10. Xing, J., Ginty, D., and Greenberg, M. E.
contracble aebvity, insulin, catecholamines
(1996) Coupling of the RAS-MAPK pathway
and diabets mellitus. Acta Physiol. Scand.
to gene aebvabon by RSK2, a growth factor131 (SuppL 564), 1-80
regulated CREB kinase. Science 273,959-963
17. Zierath, J JR (1995) In vitro studies of
11. Goodyear, L. %., Chang, P-Y., Sherwood,
human skeletal muscle: Hormonal and metaD. J., Durfcsne, S. D., and MoUer, D. E. (1996) bolic regulabon of glucose transport Acta
Effects of exercise and insulin on mitogenPhsioL Scand. 155 (SuppL 626), 1-96
aebvated protein kinase signaling pathways
in rat skeletal muscle. Am. ]. PhysioL 271,
E403-E408
30 min
v.
12. Aronson, D., Violan, M A, Dufresne, S.
D., Zangen, D., Fielding, R. A, and
Goodyear, L. J. (1997) Exercise sbmulates the
mitogenic-aebvated protein kinase pathway
in human skeletal muscle. j . din. Invest. 99,
1251-1257
13. Aronson, D., Dufresne, S. D., and
Goodyear, L. j . (1997) Contracble activity sömulates the c-Jun NH2-terminal kinase pathway in rat skeletal muscle. J. BioL Chcm. 272,
25636-25640
60 min
".wviiwdmpW
jä
•
•
I 20
j=^r
Vilande ben
Arbetande ben
I»
E 12
8 4
_
Vila
Arbete
Arbete
figur 5. A. Visar en typisk Western bfot bifd /rdn en ao /brsökspersonema. De band som syns dr de /em ofika muskefprooema
som korts pd en gef, ooer/orfs tiff ett membran ock sedan inkuberats med en antikropp som "kdnner igen" den/bs/orykrade/ormen ao EflK. B. figuren oisar kozznfztatioa mätningar ao Western bfot bifdema. Hdr kan man kfarf se att /bs/bryferingen i oifoprooef dr mycket fdg. Sedan sker en dramatisk Ökning e/ter 30 minuters arbete. En tendens fiff nedgdng syns e/ter 60 minuters
arbete, dock dr e^ekfen /brf/ararufe stark, f muskefprooef 15 minuter e/ter a%fufaf arbefe mins&ar /bs/bryferingen ocfz dr 60
minuter g^er aosfufat arbefe dter fiffbakz fiff ufgdngsozrrdef. f def oifarufe benef sker ddremot ingen ökning.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 . 1998
-*&=*
Ndgra ao försökspersonerna i studien ao mifokondrieff ATP-produkfion - e/ter aosfufaf frnningspass.
Mitokondrierna och träningen
En central linje inom den
skandinaviska arbetsfysiologin
under 1900-talet har varit att
studera olika fenomen knutna
till de energigivande processerna
under arbete och vila. Det galler
såväl de syrekrävande (aeroba)
som de icke syrekrävande (anaeroba) processerna.
Peter Schantz
Idrottshögskolan
och Karolinska
Institutet
Ii
I och med nålbiopsiteknikens återintroduktion på 1960-talet skulle dessa
studier ta steget in i muskulaturen
och leda till en mycket livaktig
forskning. Den har bl.a. ägnats åt att
beskriva vilka anpassningsfenomen
som sker vid olika former av träning
samt vid inaktivitet. Stort intresse
har ägnats åt om, och i så fall hur
nivån av de proteiner (enzymer)
som katalyserar kemiska reaktioner
påverkas. Intresset har fokuserats på
de stora delkomplexen i det system
som skapar förubättningar för bildningen av energi (ATP) i cellen: glykolysen som sker utanför mitokondrierna i cytoplasman samt fettnedbrytningen, citronsyracykeln och
andningskedjan, allt inom mitokondriemas väggar.
Man kan sammanfatta fynden med
att uthållighetsträning leder till
ökade nivåer på enzymer inom alla
de nämnda delkomplexen utom glykolysen, medan tung styrketräning
inte påverkar något av dessa system.
Mycken tankemöda har ägnats att
försöka förstå betydelsen av dessa
förändringar och det mesta talar för
att de är av betydelse for den ökade
uthålligheten men inte för nivån på
den maximala syreupptagningen.
Varför skulle u t h å l l i g h e t e n öka?
Varför skulle då uthålligheten öka?
Jo, genom en ökad aerob enzymkapacitet menar man att det skapas
förutsättningar för en minskad anaerob metabolism och en övergång
från kolhydrater till fett som substrat for energiproduktionen.
Dessa teorier skapades under 70talet och början av 80-talet. De förutsatte dock förändringar i ett viktigt
enzymsystem som vid denna tid
inte studerats på människa: det som
gör att NADH bildat i glykolysen
kan återbildas till NAD' genom processer i mitokondiien (aerob reoxidation) istället för genom den process som leder till mjölksyrabildning
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g n r 3 . 1998
- t e *
figur 1. Scfzemafisk iffusfration ao gfykofysen/gfykogenofysen. Dessutom fzar
substrat ocfz produkfer i Zakfaf defzydrogenas reaktionen inkfuderafs.
figuren oisar fzur rVAD*ombifdas fiff
NADH oid nedbrytningen ao gfukos.
Den oisar ocksd atf energi (ATP) krdos
men ocksd bifdas i gfykofysen. yid bifdningen ao myzMksyra (Zactafe) dterbifzfas
NAD* /rdn NADH ocfi ddrigenom skzpas en /Örutsdf fning /Ör en /brfsaf f
nedbrytning ao socker.
fgrkorfningama i /zguren sfdr /Ör; G6-f=gfukos-6-/bs/af, DHAP=difrydrozyacefon/bs/af, GAP=gfycerafdefryd/bs^zf, Df G=di/bs/bgfyceraf.
Glycoq*n
Glucose
GAP*—- DHAP
NAD
NADH
Pyruvote
(anaerob reoxidation). Behovet av
att studera anpassningen i dessa system, som kallas för NADH-skyttlarna, var därför uppenbart. Studierna
kom att äga rum under 80-talet.
Delstudier belyser helheten
De metoder som använts i ovan
nämnda muskelstudier bygger på
tanken att man genom att studera en
del kan få ett begrepp om helheten
Så har t.ex. kapaciteten i citronsyracykeln ofta studerats genom att man
mätt aktiviteten hos ett eller flera s.k.
markörenzymer. Helheten, det sammansatta systemet^ har inte gått att
komma åt då det har fordrat alltför
stora provmängder. Men i slutet av
80-talet kom en teknik som skulle
ändra på det och den andra delen i
denna arökel beskriver resultat från
den första studien av anpassningsfenomen i människans mitokondrier
studerade som en sammansatt enhet.
Utgångspunkten for denna artikel
har varit att kortfattat informera om
dessa studier då de inte tidigare
beskrivits i ett mer populärvetenskapligt sammanhang.
Mängden av NAD+ i muskeln är
emellertid liten. Den motsvarar
1/50-1/100 av den mängd som
behövs per minut vid tyngre fysisk
ansträngning (1). Därför krävs det
att NADH snabbt oxideras så att
NAD' återbildas. Annars upphör
glykolysen, och den bildning av
energi (ATP) som sker i dessa steg,
inom någon till några sekunder.
Återskapandet av NAD* kan ske på
två olika sätt:
1) anaerobt, genom ombildning av
pyruvat till mjölksyra (laktat) i
cytoplasman (se fig 1), och
2) aerobt, vid andningskedjan i
mitokondriema.
Det finns emellertid ett hinder för att
den senare mekanismen ska kunna
verka: det inre mitokondriemembranet släpper inte igenom NAD+ eller
NADH från cytoplasman. Goda skäl
föreligger för det, men det leder
också till behovet av transportmekanismer för NADH. Lösningen kallas
for NADH-skyttlar och de är två till
antalet:
NADH och m i t o k o n d r i e m a
1) malat-aspartat (MA) skytteln
(Gg. 2)
Under glykolysen reduceras koenzymet NAD* till NADH (fig. 1).
2) alfa-glycerofosfat (GP) skytteln
Man skulle kunna säga att skyttlarna genom ett cykliskt flöde av metaboliter utgör en sorts maskerad
transport av NADH och NAD"*" över
mitokondriemembranen. I malataspartat skytteln reduceras oxalacetat öll målat ute i cytoplasman samödigt som NADH oxideras öll
NAD"*". Därefter transporteras målat
in genom mitokondriens båda membran och väl där sker den omvända
reaktionen: NADH återskapas och
kan sedan oxideras i andningskedjan med efterföljande ATP-produköon som följd (6g. 2 och 4).
I alfa-glycerofosfat skytteln är mekanismen lite annorlunda. Här reduceras dihydroxyacetonfosfat öll glycerol-3-fosfat i cytoplasman. Den motsatta reaköonen sker i mitokondriens inre membran. Någon transport
över det inre mitokondriemembranet krävs således inte (Gg. 3).
Vad händer då med dessa enzymer
när man uthållighetstränar en muskel? Jo, med 8 veckor av cykelträning, 4 x 40 min/vecka på 70-75% av
den maximala syreupptagningen
höjdes lårmuskulaturens (m. vastus
lateralis) enzymnivåer i malataspartat skytteln med i snitt 45%,
medan inget hände med alfa-glycerofosfat skytteln (2).
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-i&r
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 * 1998
Inga skillnader
I en annan studie belystes effekten
av styrketräning genom att jämföra
otränades och styrketränades axelmuskulatur (m. deltoideus)(4). Inga
staösöskt säkerställda skillnader
kunde noteras. Det verkar således
som om styrke- och uthållighetsträning har skilda effekter på NADHskyttlama. Detta är i linje med vad
man ödigare noterat för enzymnivåema i dtronsyracykeln, andningskedjan och fettsyraoxidaöonen.
Ett altemaövt sätt att återskapa
N AD* från NADH med hjälp av syre
har föreslagits vara via ett enzym
som heter cytokrom bg reduktas.
Det sitter i det yttre mitokondriemembranet och kan reducera cytokrom bg i utrymmet mellan mitokondriemembranen. Cytokrom bg
skulle i sin tur, menar man, reducera
cytokrom c som kan oxideras av
cytokrom-c-oxidas knutet öll andningskedjan i det inre mitokondriemembranet. Vi har studerat nivåerna av cytokrom bg reduktas i olika
tränade muskler och det mesta talar
for att man vid uöiållighetsträning
får en anpassning i detta enzym på
motsvarande sätt som i malat-aspartat skyttelns enzymer (4).
MALATE-ASPARTATE
aspartate
,
SHUTTLE
NADH
NAO
I
t
r* oxaloacetate —'
oc- ketoglutarate
glutamate
ot- kefoglutarate
glulamate
asparlate
*-» malate
malate
oxaloacetate
NADH
NAD
mMDH
figur 2. Mafaf-asparfaf skz/ftefns reaktioner ocfz /födesrikfningar. förkortningarna
anger skyffefns enzymer; mASAf ocfz cASAT = mitokomfrieff t ocfz cyfopfasmatiskf
asparfaf aminofrans/eras, mA4DH ocfz cMDH = mitokondriefft ocfz cyfopfasmatiskf
mafaf defrydrogenas.
ALPHA - GLYCEROPHOSHATE
SHUTTLE
Följer mönster
Hur är då de olika fibertyperna
beskaffade vad gäller dessa mekanismer för att ta hand om cytoplasmaöskt NADH? Jo, nivåerna av
malat-aspartat skyttelns enzymer är
20-60% högre i de långsamma fibrerna, medan de snabba fibrerna å sin
sida har ca 20 % högre nivåer av
alfa-glycerofosfat skyttelns enzymer
(3). Här följer malat-aspartat skytteln det mönster man ödigare sett
hos mitokondriella enzymer, medan
alfa-glycerofosfat skyttelns enzymer
speglar de glykolyöska enzymernas
nivåer i olika fibertyper.
Vad betyder då detta? Först kan vi
konstatera att malat-aspartat skytteln anses vara den kvanitaövt sett
mest betydelsefulla skytteln. Av det
följer att uthållighetsträning verkar
ge en betydande ökning i kapaciteten att i cytoplasman återskapa
NAD+ från NADH med hjälp av
aeroba processer i mitokondriema,
samt att denna kapacitet är högre i
de långsamma fibrerna än i de snabba. Därigenom motverkas mjölksyrabildning och de konsekvenser den
dihydroxyacetone
gtycerol - 3 - phosphate
phosphate
mGPDH
figur 3. Af/iz-gfycero/bs/af skyffefns reaktioner ocfz /fddesrikfningar. förkortningarna anger skyffefns enzymer; mGPDH ocfz cGPDH=mifokondriefft ocfz cyfopfasmafiskf gfycerof-3-/bs/hf defrydrogenas.
får. Dessutom skapar det förutsättningar för en lägre glykolyshasöghet
och därmed att kolhydraterna i muskeln räcker längre. Detta är i sin tur
en fördel for muskelns uöiållighet.
Som en sammansatt enhet
Att med hjälp av markörenzymer i
olika delkomplex av system försöka
förstå hur de energigivande proces-
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
t\
Svensk Idrottsforskning nr 3* 1998
- t e *
serna påverkas av träning har, som
nämnts, varit den väg arbetsfysiologema har beträtt i sitt sökande. Det
innebär att vi med viss säkerhet kan
uttala oss om delar, men måste vara
mindre säkra, eller snarare osäkra
på om dessa delar verkligen speglar
funköonen hos intakta organeller i
cellorna.
Glykogan
PFK
Glvkolvsan
Pyruvat
Ett möjligt steg i riktning mot att förstå den helhet som mitokondriema
utgör skapades i slutet av 80-talet
när en metod utvecklades som möjliggjorde mätningar av deras energibildning med mycket små provmängder.
Succinat
Detta ledde öll att effekterna av träning och inakövitet kunde studeras
(5). Träningen bestod av cykling 4 x
36 min/vecka i sex veckor på en
belastning som motsvarade 70% av
maximal syreupptagning. Därefter
studerades effekten av tre veckors
nedträning. Muskclprover togs ur ketoglulmrml
lårmuskeln vastus lateralis. Proverna delades upp i mindre bitar som
sedan analyserades för enzymnivåer
respeköve mitokondriell energibildning med olika former av utgångsprodukter. Detta möjliggjorde en
analys av Lex. anpassningen i mitokondriemas förmåga att producera
energi med substrat från glykolysen
Ascorbal
TMPD t e respeköve fettnedbrytningen (fig 4).
Förändringarna i enzymnivåer (de- figur 4. ScfzezTiafisk 6eskrfoning ao ofika energiformers nedtryfningsodgar i mifolarna) jämfördes sedan med förän- korzdrien. figuren oisar de anafyserade enzymemas fdge samt de sifÄsfrat som
dringarna i det sammansatta mito- anodnfs oid anafys ao mitokondriemas ATP-produkfzbn.
kondriella systemet (helheten).
Stora f ö r ä n d r i n g a r
Resultat visas i figur 5. Här är inte
avsikten att gå igenom dessa i detalj
utan istället peka på några viköga
fynd. Maximal sömulering av mitokondriemas energiproduköon nås
med substrattombinaöonen PPKM.
Som framgår av figur 5 ökade dess
nivåer med 70 % under de sex veckorna av träning. Detta är förvånansvärt stora förändringar, och de speglas bäst av förändringarna i markörenzymet cytox som finns i andningskedjan. Som framgår faller
denna ökade kapacitet ganska
snabbt efter det att träningen upphört. Förändringarna kan förklaras
med förändrade mängder av mitokondrieprotein, dvs mitokondriema
har i sig inte en ändrad effektivitet i
att producera energi, vilket annars
vore en tänkbar anpassningsmeka-
En annat v i k ö g t f y n d är den remar-
kabla kapacitetsökningen (90 %) i
energibildning via fettnedbrytning
(se PKM i fig 5). Här kan man konstatera att det markörenzym som
använts for att belysa förändringar i
kapacitet för fettnedbrytning (HAD)
bara ökar med 20 %, en förändring
som dock inte är signifikant.
Studien visar därmed på den osäkerhet som erhålls när man studerar
delen, men inte helheten Det intressanta i detta sammanhang är också
att om man jämför ökningen i kapacitet för energiproduköon från fett
(90 %) med den med glykolysens
slutprodukt pyruvat (se PM i fig 5)
som substrat (50 %), är alltså ökningen i kapacitet for fettnedbrytning
mycket större. Detta är intressant då
det på mitokondriell nivå ger ett
bidrag öll en möjlig förklaringsgrund, som Ödigare saknats, för det
faktum att man efter träning förbränner mer fett och mindre kolhydrater.
Få eller inga u p p r e p n i n g a r
Avslutningsvis, jag har här försökt
visa på några av de referade studiernas vikögare resultat. För den som
är intresserad av en fördjupad bakgrund och diskussion hänvisas öll
dem. I samöiga fall handlar det om
aspekter som for första gången studerats på människa. Då det ännu
idag finns få eller inga upprepningar av dessa studier får de resultat
som här har beskrivits ses som indikaöoner på vad som i fram öden kan
komma att visa sig vara hållbara
sanningar, eller det motsatta.
Referenser
(1) Schantz, P. C. 1986. Plasticity of human
skeletal musde. Acta Physiologica
Scandinavica, vol 128, suppl. 558.
(2) Schantz, P. G., Sjöberg, B & Svedenhag,
J.1986. Malate-aspartate and alpha-glycerophosphate shuttle enzyme levels in human
skeletal muscle: methodological considcrations and effect of endurance training. Acta
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-#%r
Svensk Idrottsforskning nr 3 • 1998
Enzvmer
a)CYTOX
b) NCR
c)CS
d)GDH
e) SCA
90
90
f)PFK
g) HAD
@ 80
i 80
hjMDHmit
i)MDHcyt
g 70
&70
3 40
b
30
d
20
e.f
9
h
2
-10
6
Träning
6
9
9
Veckor
Veckor
I l_Nedträning_l
Träning
I IJIedträningJ
f^gur 5. förändringar i mazimaf syreupptagning, ofika enzymers akfiozfet ocfz mifokondrieff AfP-oifdning med trdning ocfz
nedfrdning. De of iÄaz enzymemas rof fer /ramgdr ao /igur 4. f örkorfninguma ao de su&sfrafkomfnnofioner som fzar anodnfs dr
/bfyande; Sj{ = succinat + rofenon, PM=pymoat + mafat, PXM=pafmiofyf-fcamifin + mafat, AKG=af^z-ketogfufunzf,
TA=fMPD + ascorkzf ocfz PPKM=pymoaf + pafmiofyf-kamifin + af/iz-kefogfufaraf + mafaf.
Physiologica Scandinavica, 128: 397-407
(3) Schantz, P. G. & Henrikssson, J. 1987.
Enzyme levels of N A D H shuttle systems:
measurements in isolated muscle hbres from
humans of differing physical activity. Acta
Physiologica Scandinavica, 129: 505-515.
(4) Schantz, P. G. & Källman, M.
of the N A D H shuttle cnzymes and cytochrome b5 reductase in human skeletal muscle:
effect of strength training. Journal of Applied
Physiology 67:123-127.
muscle to endurande training and
dctraining. Journal of Applied Physiology
73: 2004-2010.
(5) Wibom, R., Hultman, E., Johansson, M.,
Mathcrci, K., Constantin-Teodosiu, D. &
Schantz, P.G. 1992. Adaptaöon of mitochondrial ATP-production in human skeletal
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 3 * 1998
-)%=-
Chisandra och fysisk prestationsförmåga
På marknaden för naturmedel finns ett flertal produkter som med ett gemensamt namn kallas adaptogener.
Adaptogener är en familj preparat som verkar återställande på en organism som är satt ur balans i någon
bemärkelse. Exempelvis verkar det uppiggande på den som lider av sömnbrist och fysiskt stärkande på den
som är fysiskt utmattad. Den anses alltså inte förbättra prestationsförmågan hos den som redan är i balans
och utvilad.
»mm Syftet med föreliggande studie
var att studera effekten på den fysiska prestationsförmågan av en av
dessa adaptogener, Chisandra
Adaptogen (CA). Preparatet skall
enligt producenten höja psykisk och
fysisk prestationsförmåga; framförallt mer högintensiv prestation samt
spänst.
Direkt efteråt togs 25 ml kapillärblod för analys av mjölksyrekoncentration Denna utfördes med hjälp
av en YSI 2300 (Yellow Springs
Instruments, Yellow Springs, Ohio,
Örjan Ekblom
Institutionen för
Fysiologi och
Farmakologi,
Karolinska Institutet
Efter Beep-testet gavs ca trettio
minuters vila innan tre maximala
upphopp med armsving (sk Serganfs Jump) gjordes. Hopphöjden
mättes elektroniskt med en Digitest
1000 Ergojump (Bosco Systems,
Finland). Tre försök gavs. Fem
minuter senare genomfördes ett
Wingate test, vilket är ett trettio
sekunders maxtest på cykel Försökspersonen skall genomföra maximalt antal varv under trettio sekunder på en belastning som motsvarar
8 % av kroppsvikten. Testet enomfördes på en Cardionics-ergometer
(Cardionics AB, Bandhagen Sverige)
Trampfrekvensen mättes elektroniskt och data överfördes till en
dator för bearbetning. Maximal
trampfrekvens och sk trötthetsindex
bestämdes. Trötthetsindex beräknas
som högsta trampfrekvens minus
lägsta trampfrekvens dividerat med
Design
För att studera effekten av CA på
fysiskt utmattade individer genomfördes våren 1998 en studie vid
Institutionen for fysiologi och farmakologi, Avd. för fysiologi. Som
försökspersoner valdes spelarna i ett
fotbollslag samt ett antal studenter
vid Idrottshög-skolan, Stockholm.
Studiedesignen var placebokontrollerad, dubbelblind, cross-over.
Mängd och tidpunkt för intag hade
föreslagits av företrädare för producenten.
Procedur
Samtliga hade på kvällen före testdagen genomfört långvarig, hård
träning så att de var märkbart påverkade av denna på testdagen Försökspersonerna anlände till laboratoriet på eftermiddagen på testdagen De hade blivit instruerade att
inte inta föda eller stora mängder
föda mindre än tre timmar före försöket. Efter at ha druckit en dos CA
eller placebo genomfördes en trettio
minuters uppvärmning i grupp.
Preparatet och placebo, ca 100 ml i
flytande form, levererades direkt
från producenten i mörka flaskor
märkta med kod, vars innebörd
endast var känd av producenten
Efter uppvärmning genomfördes ett
Beep-test (National Coaching Foundation, Leeds, Storbritannien).
RESULTAT A V TESTERNA
Tab 1. Resultat f r å n arbetstesterna. n= 16
Beep
Medel
SD
CA
12,25
1,30
Hopp (cm)
Placebo
12,41
1,13
CA
57
Placebo
57
Wingate (rpm)
Trötthetsindex (%)
CA
113,4
CA
34,8
Placebo
114,9
Placebo
36,8
Tab 2. Resultat f r å n analysen av mjölksyrekoncentration. n=14.
Medel
SD
Mjölksyra
Beep (mmol/l)
Mjölksyra
Wingate (mmol/l)
CA
10,73
2,54
CA
Placebo
10,86
3,35
Placebo
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
-ter
Svensk Idrottsforskninq nr 3 * 1998
den högsta trampfrekvensen. Vid
det andra testtillfället var proceduren den samma, men med omvända
behandlingar.
sökspersonerna inte var trötta nog,
att de skulle ha genomfört ytterligare
ett träningspass, exempelvis en öll
två ömmar före försöket.
Resultat
Fortsatta studier
Tabellerna här intill visar resultaten
från testema. Ingen signifikant förändring kunde uppmätas på någon
av de studerade parametrarna.
En anledning öll att denna söidie
genomfördes vid insötuöonen är ett
intresse kring återhämtning efter
hårt arbete och olika faktorer som
påverkar denna. Av samma anledDiskussion
ning har ett samarbete inletts med
försvaret;
Kustjägarkompaniet,
Syftet med denna studie var att stu- KA1, Vaxholm. Utbildningen öll
dera effekten av Chisandra Adap- kustjägare är mycket fysiskt och
togen på fysisk prestationsförniåga. psykiskt krävande. Frekvensen av
Ingen av de studerade parametrarna överbelastingsskador och antal solförändrades signifikant. Dessa var dater som pga skador avbryter
föreslagna av producenten. Vi har utbildningen har under många år
dock inte studerat någon respirato- varit allönr hög. Sammanlagt komrisk parameter, ej heller har vi stude- mer ca 120 soldater att följas under
rat reaktioner vid submaximalt arbe- ett helt utbildningsår, vara en mindre grupp mer noggrant. Parametrar
som kommer att studeras är exemEn tänkbar förklaring öll att signifi- pelvis energibalans, prestaöonsntkanta förändringar uteblev är att för- veckling (styrka och aerob/anaerob
kapacitet), olika markörer för överansträngning eller överträning samt
mentala parametrar. Preliminära
data från studier xmder sommaren
visar på oväntat stora energiutgiftcr
och andra intressanta förändringar i
samband med en veckas övningar.
Vila (fysisk inakövitct) anses allmänt vara den bästa behandlingen
vid överbelastningsproblemaök. Det
är dock inte ett altemaöv i samband
med kustjägarutbildning, eftersom
en mycket stor mängd utbildning,
innebärande en mycket stor mängd
fysisk akövitet, måste genomföras
xmder en begränsad ödsrymd.
Huruvida Chisandra Adaptogen
kommer att användas i kustjägar
projektet återstår att se, men xmder
senare delen av utbildningsåret planeras en intervenöonsstudie. Möjligen kan en förstärkning av energiintaget eller någon form av supplementering vara en del bland flera
andra.
/brmefb proc (f W. Den pWerade sWien sx/fhzr W g f%7f off
studera hur eff öW engrgzinfgg pA%rÄ%%r sAWe/rekDensg».
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
- t e *
Kurs i arbetsfysiologi
med inriktning mot idrott
m m m Kursen genomfördes våren 1998
i samarbete mellan insötuöonen for
Fysiologi och Farmakologi vid Kl
och Idrottshögskolan. Den erhöll
finansiellt stöd från CIF. Kursledare
var Kent Sahlin och han hade gjort
ett gediget arbete med att samla
mycket kompetenta föreläsare som
"kittlade" deltagarna öll stort engagemang och livfulla diskussioner.
Kursen omfattade 10 poäng och
bestod av fem träffar med 2-3 dagar
vid varje träff. Detta innebar intensiva föreläsarblock varvat med laboraöoner/demonstraöoner samt en hel
del läsning på "hemmaplan". Teori
och praktik varvades på ett posiövt
och genomtänkt sätt. Som kurslitteratur användes Willmore & Cosölls
bok "Exercise Physiology" samt ett
stort antal vetenskapliga aröklar
från olika ödskrifter. Kunskapsområden som behandlades var bLa.
central och perifer cirkulaöon, respiraöon, aerob och anaerob träning,
uttröltning/prestaöon, nuöiöon och
fysiologiska tester. Kursen avsluta-
HC Holmberg
Kursdeltagare och
blivande doktorand
vid institutionen för
Fysiologi och
Farmakologl,
Karolinska Institutet
des med skriftlig tentamen och en
munöig redovisning av projektarbeten. Dessa var valda bland högaktuella frågeställningar inom idrotten
t.ex. höghöjdsträning, laktattransport och överträning.
och idrottsfysiologi, öllsammans
med föreläsarnas stora engagemang
gavs kursen mycket "näring" och
många berikande diskussioner både
inom och utanför schemat.
Arbetsfysiologi har en stark öadiöon i Sverige och "Fysiologen" vid
Kl och Idrottshögskolan har ett högt
intemaöonellt anseende. Med tanke
på den goda respons kursen gav och
det arbete som föreläsarna presenterade så är intrycket att detta engagemang torde innebära goda förutsättningar att driva den öllämpade
fysiologiska forskningen framåt.
Kursen kommer att genomföras
vartannat år och övertecknad kan
Det var många sökande öll kursen varmt rekommendera den öll Dig
men endast 25 deltagare kunde bere- som vill nå en fördjupning i hur den
das plats. De flesta deltagarna var mänskliga organismen fungerar
yrkesverksamma på helöd och under fysiskt arbete.
representerade olika yrken t.ex.
sjukgymnaster, läkare, idrottslärare "Mif/oner människor sdg dppkf /izf&z,
och nutriöonister. Med denna varie- mg» def mzr hzm Nietofon som /rdgode
rande bakgrund och det gemensam- wr/5r".
ma intresset för fortbildning i arbets-
LTndgroismngen om/izffor äoen kboratrowr, danoMsfrotiorier ock ggef /iVrd/wpnmgsarfwtg. Här insrnffnzr fMSÄfurrongris (foA^oromigr Aur musWpreporaf arnzfyseras. T.u. Mx%ogf Soensson
ock f. A. Christer Mafm. Fofo Artwr
Fors6erg.
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
Svensk Idrottsforskning nr 3 * 1998
- t e *
Kurser och utbildningar vid institutionen
för Fysiologi och Farmakologi
m m m Karolinska Tnsööitet (Kl) är ett
medicinskt universitet som genom
utbildning, forskning och informaöon ska bidra öll att förbättra människors hälsa. Kl har en kompleö
utbildningsprofil inom vård och
hälsa, landets största centrum for
medicinsk utbildning och forskning.
Friskvårdskurser
Professor Björn Ekblom, insötuöonen
för fysiologi och farmakologi, avdelningen for humanfysiologi, genomförde under läsåren 1985/86 1990/91 i samverkan med bl.a.
Idrottshögskolan och Lärarhögskolan i Stockholm 6 st 20-poängskurser
omfattande 0 öll 60 poäng inom
ämnesområdet friskvård/folkhälsovetenskap. Kurserna, som hade högkvalificerade föreläsare inom ämnesområdet, var mycket uppskattade
såväl av studenter som arbetsgivare.
Folkhälsovetenskap, 120 poäng
I september 1992 erhöll Kl från
Utbildningsdepartementet en förfrågan om insötutet kunde öka antalet
utbUdningsplatser inom det medicinska utbildningsområdet. Bakgrunden var den att det inte fanns
öllräckligt med platser vid universiteten för de studerande, som gått ut
gymnasieskolan och hade allmän
behörighet för universitetsstudier, i
kombinaöon med det rådande
arbetsmarknadsläget med lågkonjunktur och hög arbetslöshet.
I det sammanhanget fick insötuöonen en förfrågan om insötuöonen
kunde tänka sig att ge någon utbildning för dessa studerande. Eftersom
insötuöonen hade lång erfarenhet
av att ge olika kurser inom ämnesområdet friskvård/folkhälsovetenskap resulterade det i att insötuöonen skulle ge fristående kurser inom
ämnesområdet Prevenöv Medicin/
Fysisk aktivitet/Friskvård.
Mot ovanstående bakgrund startade
insötuöonen vårterminen 1993 en
sammanhållande utbildning i Prevenöv medicin: friskvård-fysisk
5 poäng
Folkhälsa
5 poäng
Friskvård I
5 poäng
Friskvård II
Kurssekreterare
Fysiologi
I
(grundläggande
vid Institutionen
5 poäng
fysiologi)
för Fysiologi och
Fysiologi
II
Farmakologi
5 poäng
(neurofysiologi)
Fysiologi III (öllämpad
fysiologi)
5 poäng
Humanbiologi (fördjupningskurs)
10 poäng
Hälsoekonomi, ledarskap
akövitet (senare ändrad öll Preven- och organisaöon
5 poäng
Öv medicin-friskvård/Health pro- Hälsopedagogik
5 poäng
moöon) omfattande 0-20, 21-40, 41- Hälsopsykologi I
5 poäng
60 poäng med möjlighet öll val av Hälsopsykologi II
5 poäng
kompletterande kurser öll 120 och Medicinsk orientering
5 poäng
160 poäng. Därefter startade ytterli- Näringsläral
5 poäng
gare två kurser höstterminen 1993 Näringslära II
5 poäng
och höstterminen 1994. Ansvarig Psykosocial miljömedicin, 5 poäng
lärare var professor Björn Ekblom Tränings- och rehabilisom också hade det övergripande teringslära
5 poäng
och koordinerande ansvaret av kurs- Uppsats med forskmoment samt undervisnings- och ningsmetodik
15 poäng
examinaöonsansvar.
Kurserna hade en tvärvetenskaplig
Kurserna kunde läsas som ett sam- profil och avsåg att ge en bred
manhängande kursprogram upp öll utbildning i ämnesområden som har
120 poäng eller, i mån av plats, som betydelse for individens och befolken eller flera fristående kurser ningens hälsa. Det övergripande
omfattande 5, 10 eller 15 poäng. målet för kursprogrammet var att ge
Under vårterminen 1993 - vårtermi- baskunskaper i medicin, humanbionen 1997 genomfördes 56 fristående logi och betccndevetenskap för att
kurser i Prevenöv medicin-frisk- därigenom få insikter i hur ohälsa
vård/Health promoöon. Sista kur- och sjukdomar uppkommer, hur
sen anordnades vårterminen 1997. dessa är relaterad öll levnadsvanor
Totalt antogs 98 studenter öll den och livssöl, hur ohälsa kan förebygsammanhållande utbildningen och gas och hälsan förbättras samt den
2157 studenter öll de 56 fristående roll olika livssöls- och samhällsfakkurserna som ingick i utbildningen. torer kan ha i detta sammanhang.
Följande fristående kurser gavs Undervisningen baserades på veteninom ramen för den sammanhållan- skap och beprövad erfarenhet.
de utbildningen:
Kristian Hagfors
Utvärdering och u p p f ö l j n i n g
Anatomi
Arbete och hälsa I,
Arbete och hälsa II,
Beteendevetenskap I
(pedagogikens grunder
samt eök, moral och
hälsohistoria
Beteendevetenskap II
(utveckling, socialisaöon
och undervisningsprocessen
Biostaösök
Epidemiologi
5 poäng
5 poäng
5 poäng
5 poäng
5 poäng
5 poäng
5 poäng
Idag finns fem års samlade erfarenheter från en postgymnasial utbildning i folkhälsovetenskap. De utvärderingar som har gjorts visar att den
sammanhängande utbildningen och
de fristående kurserna har varit
mycket uppskattade av såväl studenter som lärare och inbjudna föreläsare. Som framgår av nedanstående tabell erhöll kurserna sammantaget ett mycket posiövt och högt
värde vid utvärderingen. Detta talar
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor
ter
Svonsk Idrottsforskning nr 3 o 1998
för att det grundläggande konceptet
i detta kursutbud har varit bra.
Enkätfrågorna har besvarats på en
skala från 0 (negaövt/motsv) öll 7
(posiövt/motsv). Följande enkätfrågor har ställts öll kursdeltagarna:
Enkätfråga
Medianvärde
Hade du öllräcklig förkunskaper för att öllgodogöra
dig kursinnehållet?
Är du nöjd med de undervisningsformer som förekom
under kursen?
Är du nöjd med lärarnas
pedagogiska skicklighet?
6
6,5
Var tentamen relevant med
hänsyn öll kursens mål och
innehåll?
5,5
6
Var kursens längd anpassad
öll dess innehåll?
Ar du på det hela taget nöjd
med kursen?
Folkhälsovetenskap, fördjupningskurser 41-60 poäng, tCnivå). Fördjupningsnivån består
av ett antal kurser som ger studenterna möjlighet att profilera
sig i klkhälsoveteixskapens
olika delar.
Uppdragsutbildning
*
Folkhälsovetenskap, fördjupningskurs 61-80 poäng, (Dnivå). Ett självständigt arbete,
omfattande 20 poäng med
inriktningen mot ödigare vald
fördjupningskurs.
*
Biomedicinsk översiktskurs, 20
poäng. Kursen syftar öll att ge
översiköig kunskap om kroppens uppbyggnad och funktioner, om cellbiologiska och fysiologiska processer och de störningar som kan ge upphov öll
sjukdomar och annan ohälsa
hos människan.
6
År du nöjd med läramas
engagemang?
Vad anser du om kurslitteraturen?
skoleutbildning, 60 poäng. Insötuöonen för fysiologi och farmakologi,
avdelningen för humanfysiologi, är
under det kommande läsåret
1998/99 engagerad såväl i den folkhälsovetenskapliga grundkursen
som den biomedicinska översiktskursen. Insötuöonens engagemang
på fördjupningsnivån 41-80 poäng
som ges under läsåret 1999/00 är
ännu inte fastställd.
5,5
*
Tycker du att de angivna
kursmålen uppfyllts?
1-40 poäng (A/B-nivå). I grundkursen behandlas de folkhälsovetenskapliga begreppen, sjukdomspanoramat och viss sjukdomslära vidare epidemiologins
grunder, åtgärder för att förebygga sjukdom och hälsofrämjande insatser samt sjukvårdens
uppbyggnad, modeller för prioriteringar och hälsopoliöska
analysmetoder.
5,5
6
63 procent av de studenter som
antogs öll den samlade utbildningen
i Prevenöv medicin har avslutat sina
soldier och erhållit en kandidatexamen omfattande 120 poäng inom
huvudämnet folkhälsovetenskap.
Det önns god chans att ytterligare
studenter når denna gräns. Rera har
gått vidare öll masterutbildningen
vid Kl. På de 56 genomförda kurserna har cirka 360 personer genomfört
enstaka eller flera kurser.
För att erhålla en magisterexamen
vid Kl i folkhälsovetenskap krävs
sammanlagt 160 poäng högskolepoäng varav minst 80 poäng i folkhälsovetenskap, biomedicinsk översiktskurs, 20 poäng samt valfri hög-
Kl bedömer att behovet av fortbildning och vidareutbildning kommer
att öka krafögt i framöden. Enligt
Förordning om uppdragsutbildning
vid universitet och högskolor (SFS
1997:845) får stadigt universitet och
högskolor från och med 1 januari
1998 bedriva uppdragsutbildning.
Med uppdragsutbildning avses utbildning som anordnas mot avgift
från annan än enskild for person
som uppdragsgivaren utser. Ett universitet eller en högskola får bedriva
uppdragsutbildning som knyter an
öll sådan grundläggande högskoleutbildning som universitetet eller
högskolan har examensrätt for.
Mot den bakgrunden har insööiöonen under läsåret 1997/98 låöt utreda och planera för möjligheterna att
bedriva uppdragsutbildning inom
det folkhälsovetenskapliga ämnesområde med avsikten att ge uppdragsutbildning inom ämnesområdena friskvård samt grundläggande
och tillämpad näringslära omfattande 5 poäng vardera.
CIF finns också på Internet
@ * I g
o m a
*
IDROTT OCH FORSKNING
k MfdklwikAbg | HihUtr
13 ivtro* Mrettifw*»nVtfl 11
Folkhälsovetenskap
Höstterminen 1998 startar Kl en ny
grundutbildning i folkhälsovetenskap. Närmare 150 sökande konkurrerar om de 40 platserna. Utbildningen blir tvärvetenskaplig men
med betoning på folkhälsa och leder
fram öll magisterexamen, med
minst 80 poäng i huvudämnet folkhälsovetenskap. Utbildningens uppläggning:
*
Folkhälsovetenskap, grundkurs,
F:s uppdag ar *&#**.simwJni teh iiMjj #Wmh§inom iiionens oatUt,
F 5ldd|« m i n k IJratWonUilnj nenom on..
H; ,
:
^:/--.--:-,
ii-:, r.; i ;.-.:.-•-, |-; x-, i ; ,
.- .-••.•.- ;;
-L----'
n -.-•--•• ! r ; ^;[
www.svenskidrott.se/cif
PDF compression, OCR, web optimization using a watermarked evaluation copy of CVISION PDFCompressor