Plasman aminohappopitoisuuksien muutokset nautittaessa suun kautta glutamiinia ja arginiinia levon ja voimaharjoituksen yhteydessä

Abstract

Leikas, Anne 2006. Plasman aminohappopitoisuuksien muutokset nautittaessa suun kautta glutamiinia ja arginiinia levon ja voimaharjoituksen yhteydessä. Liikuntafysiologian pro-gradu –tutkielma. Liikuntabiologian laitos. Jyväskylän yliopisto. 154 s. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää suun kautta nautitun glutamiinin ja arginiinin vaikutuksia plasman aminohappopitoisuuksiin. Tutkimus toteutettiin kaksoissokkotutkimuksella levon ja voimaharjoituksen yhteydessä. Yksittäisten aminohappojen imeytymisen arvioimista ruuansulatuskanavasta verenkiertoon kuormituksen yhteydessä ei ole juurikaan tehty, vaikka aminohappojen vaikutuksista elimistöön on lukuisia tutkimuksia. Tutkimuksen mittaukset toteutettiin kahdessa osassa. Toisessa osassa koehenkilöinä oli yhdeksän miestä (ikä 24±3 vuotta, paino 76±7 kg, pituus 1,78±0,06 m) ja toisessa myös yhdeksän miestä (ikä 26±3 vuotta, paino 78±10 kg ja pituus 1,80±0,07 m). Kaksoissokkokokeessa yön paaston jälkeen kaikki koehenkilöt nauttivat suun kautta levossa ja voimaharjoituksen yhteydessä eri mittauskerroilla tutkimuksen osassa II glutamiinia ja plaseboa ja tutkimuksen osassa I arginiinia ja plaseboa 50 mg/painokilo. Kaikilla mittauskerroilla koehenkilöiltä otettiin laskimoverinäytteet ennen aminohappojen nauttimista sekä ajanhetkillä 30, 60, 90 ja 120 minuuttia. Voimaharjoitus kesti tunnin ja liikkeitä oli kuusi, joista jokaista tehtiin kolme 10 toiston sarjaa noin 70%:lla maksimista sarjapalautusten ollessa kaksi minuuttia. Plasmasta analysoitiin aminohappopitoisuudet korkean erottelukyvyn nestekromatografialla (HPLC) ja laskimoverinäytteistä hemoglobiini (Hb), hematokriitti (Hkr), glukoosi- ja laktaattipitoisuus sekä leukosyyttien määrät, joista erotettiin lymfosyytit, neutrofiilit ja mixed-ryhmän solut. Hemoglobiinin ja hematokriitin avulla laskettiin plasmavolyymin muutokset, ja tulokset esitettiin plasmavolyymin muutoksilla korjattuina sekä korjaamattomina. Ruokapäiväkirjat analysoitiin Nutrica 3.1:llä, ja liikuntapäiväkirjoista laskettiin koehenkilöiden liikunta-aktiivisuus liikuntakertoina ja tunteina viiden päivän ajalta. Tilastomenetelminä käytettiin toistomittausten varianssianalyysiä, Studentin t-testiä, keskiarvoja ja -hajontoja. Otettaessa plasmavolyymin muutokset huomioon plasman glutamiini- ja arginiinipitoisuus nousivat merkitsevästi nautittaessa glutamiinia ja arginiinia levossa korkeimman pitoisuuden ollessa glutamiinia nautittaessa ajanhetkellä 30 minuuttia ja arginiinia nautittaessa ajanhetkellä 60 minuuttia. Levossa nautittaessa glutamiinia glutamiinipitoisuus ei enää eronnut pre-näytteen glutamiinipitoisuudesta ajanhetkellä 120 minuuttia toisin kuin nautittaessa arginiinia, jolloin arginiinipitoisuus oli vielä merkitsevästi korkeampi pre-näytteeseen verrattuna. Voimaharjoituksen yhteydessä glutamiinipitoisuus ei noussut merkitsevästi pre-näytteeseen verrattuna nautittaessa glutamiinia. Verrattaessa glutamiinin nauttimista voimaharjoituksen yhteydessä ja levossa glutamiinipitoisuus oli merkitsevästi matalampi (p<0,01) voimaharjoituksen yhteydessä ajanhetkellä 60 minuuttia. Voimaharjoituksen yhteydessä nautittaessa glutamiinia glutamiinipitoisuus nousi suurimmilleen ajanhetkellä 30 minuuttia, kun plaseboa nautittaessa glutamiinipitoisuus laski merkitsevästi (p<0,01) ajanhetkellä 30 minuuttia. Arginiinipitoisuus nousi merkitsevästi myös voimaharjoituksen aikana. Suurin arginiinipitoisuus mitattiin voimaharjoituksen yhteydessä ajanhetkellä 120 minuuttia. Arginiinipitoisuus oli merkitsevästi pienempi (p< 0.05) voimaharjoituksen yhteydessä ajanhetkillä 30 ja 60 minuuttia kuin levossa nautittaessa arginiinia. Kun plasmavolyymin muutoksia ei otettu huomioon, glutamiini- ja arginiinipitoisuudet levossa nousivat merkitsevästi glutamiinin ja arginiinin nauttimisen jälkeen samalla tavalla kuin plasmavolyymin muutokset huomioon otettaessa. Jätettäessä huomioimatta plasmavolyymin muutokset glutamiini- ja arginiinipitoisuus eivät merkitsevästi eronneet levon ja voimaharjoituksen välillä nautittaessa kyseistä aminohappoa. Tällöin voimaharjoituksen yhteydessä sekä glutamiini että arginiinipitoisuudet nousivat merkitsevästi pre-näytteeseen verrattuna nautittaessa glutamiinia ja arginiinia suun kautta. Kuitenkin glutamiinipitoisuus laski nopeammin pre-näytteen tasalla voimaharjoituksen yhteydessä kuin levossa. Glutamiinipitoisuus ei eronnut enää ajanhetkellä 90 minuuttia pre-näytteen pitoisuudesta voimaharjoituksen yhteydessä, vaikka levossa glutamiinipitoisuus oli vielä 90 minuutin kohdalla merkitsevästi (p<0,05) pre-näytettä suurempi. Suurimmat glutamiini- ja arginiinipitoisuudet levon ja voimaharjoituksen yhteydessä mitattiin samoina ajanhetkinä kuin otettaessa plasmavolyymin muutokset huomioon eli glutamiinipitoisuuden osalta levossa ja voimaharjoituksen yhteydessä ajanhetkellä 30 minuuttia ja arginiinipitoisuuden osalta levossa ajanhetkellä 60 minuuttia ja voimaharjoituksen yhteydessä ajanhetkellä 120 minuuttia. Voimaharjoitusten yhteydessä haaraketjuiset aminohapot laskivat merkitsevästi ja alaniinipitoisuus nousi merkitsevästi tutkimuksen molemmissa osissa otettiin plasmavolyymin muutokset huomioon tai ei. Muiden aminohappojen osalta pitoisuuden muutokset olivat pieniä ja plasmavolyymin muutoksien huomioiminen tai huomiotta jättäminen vaikutti tuloksiin. Plasmavolyymi laski 10 % (p<0,01) voimaharjoituksen aikana. Laktaattipitoisuus nousi voimaharjoitusten aikana 10 mmol:iin/l (p<0,001). Myös leukosyyttien määrä nousi voimaharjoituksen aikana (p<0,01). Ruokapäiväkirjojen viiden päivän pitämisen perusteella ravintoaineiden saanti oli samanlaista tutkimuksen molemmissa osissa. Ainoastaan proteiinien saanti painokiloa kohden erosi merkitsevästi (p<0,05) tutkimukseen kahteen eri osaan osallistuneiden koehenkilöiden välillä. Liikunta-aktiivisuus ei eronnut liikuntakertoina ja tunteina viiden päivän aikana mitattuna tutkimuksen eri osiin osallistuneiden koehenkilöiden välillä. Suun kautta nautittu glutamiini ja arginiini nostivat merkitsevästi plasman glutamiini- ja arginiinipitoisuutta levossa, ja plasman glutamiinipitoisuus näyttäisi nousevan glutamiinin suun kautta nauttimisen jälkeen nopeammin suurimpaan pitoisuuteensa kuin arginiini korkeimman pitoisuuden ollessa glutamiinilla ajanhetkellä 30 minuuttia ja arginiinilla ajanhetkellä 60 minuuttia. Voimaharjoitus hidastaa arginiinipitoisuuden nousua plasmassa verrattuna arginiinin nauttimiseen levossa. Voimaharjoituksen yhteydessä suurin arginiinipitoisuus saavutetaan ajanhetkellä 120 minuuttia. Kun plasmavolyymin muutokset huomioidaan voimaharjoitus laskee glutamiinipitoisuutta. Kun plasmavolyymin muutoksia ei huomioida, glutamiinipitoisuus laskee huippuarvostaan nopeammin voimaharjoituksen yhteydessä kuin levossa. Voimaharjoituksen yhteydessä haaraketjuisten aminohappojen pitoisuudet laskevat ja alaniinipitoisuus nousee merkitsevästi. Muiden aminohappojen pitoisuuksien muutokset ovat suhteellisen pieniä tai plasmavolyymin muutoksien huomioiminen muuttaa tuloksia. Voimaharjoituksen aikana plasmavolyymi laskee merkitsevästi. Tämän tutkimuksen perusteella ei voida sanoa kuinka suuri osa suun kautta nautitusta glutamiinista tai arginiinista päätyi plasmasta lihaksiin voimaharjoituksen ja levon yhteydessä.