Athletes have more susceptibility to oxidative stress: Truth or myth? A study in swimmers
Susceptibilité accrue des athlètes au stress oxydant : réalité ou mythe? Étude chez des nageurs
Science & Sports Volume 35, Issue 1, February 2020, Pages 20-28 C.N.Matias
Aims
Exercise is associated with accelerated reactive oxygen species (ROS) generation and stimulation of the antioxidant defences (AD). In high intensity exercise ROS production may overwhelm the AD and induce adverse effects on health and performance. We aim to investigate the redox balance of adult-competitive swimmers against recreational exercise practitioners.
Methods
Fifteen high-competition male swimmers (S) and 16 active men (AM), all aged between 18–25 years, participated in the study. Venous blood was collected at rest in the morning to assess oxidative and muscle damage markers, antioxidant enzymatic activities in erythrocytes, and non-enzymatic antioxidants in plasma. All parameters were assessed by photometry with the exception of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), assessed by fluorimetry. Bivariate correlations were performed to investigate the association between all redox balance markers. Partial correlation analysis was conducted to control for the exercise level.
Results
Differences between groups were observed in red blood cells peroxidation (RBCPx–S: 39.2 ± 4.8; AM: 46.3 ± 9.5%) and in meta-hemoglobin reductase (RmHb – S: 7.5 ± 2.1; AM: 9.1 ± 2.3 μmol/min.gHb), with S presenting lower mean values (P < 0.05). Controlling for the exercise level, adrenaline oxidase (AdOx) was inversely correlated with carotenoids (R = −0.596; P = 0.001) and directly with creatine kinase (CK) (R = 0.413; P = 0.045) and with TBARS (R = 0.532; P = 0.005); RBCPx was inversely correlated with acid phosphatase (ACP1) (R = −0.392; P = 0.048) and directly with glutathione reductase (GR) (R = 0.524; P = 0.006); GR was inversely correlated with TBARS (R = −0.404; P = 0.041); VitE was directly correlated with Carotenoids (R = 0.723; P = 0.001) and inversely with TBARS (R = 0.543; P = 0.004). Therefore: AD are effective at controlling ROS; VitE and carotenoids are important protective lipid antioxidants; higher TBARS may be associated to the stimulation of GR activity; muscle leakages associated to the AdOx activity which may result from ion leakage, intravascular hemolysis or inflammation.
Conclusion
Our results suggest that competitive swimmers are not at higher risk of oxidative damage than recreational exercise practitioners.
Résumé
Objectifs
L’exercice est associé à la génération accélérée d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) et à la stimulation des défenses antioxydantes (DA). Dans les exercices de haute intensité, la production d’ERO peut outrepasser les DA et induire des effets néfastes sur la santé et la performance. Nous avons voulu étudier l’équilibre redox de nageurs compétiteurs adultes comparés à des sportifs amateurs.
Matériels et méthodes
Quinze nageurs de haut niveau (N) et 16 hommes physiquement actifs (HA), tous âgés de 18 à 25 ans ont participé à l’étude. Le sang veineux a été recueilli au repos le matin pour évaluer les marqueurs lésionnels oxydatifs et musculaires, les activités enzymatiques antioxydantes dans les érythrocytes et les antioxydants non enzymatiques dans le plasma. Tous les paramètres ont été évalués par photométrie, à l’exception des substances réactives à l’acide thiobarbiturique (TBARs), évaluées par fluorimétrie. Des corrélations bivariées ont été effectuées pour étudier l’association entre tous les marqueurs d’équilibre redox. Une analyse de corrélation partielle a été effectuée pour neutraliser l’effet du niveau d’exercice.
Résultats
Des différences entre groupes ont été observées pour la susceptibilité à la peroxydation des globules rouges (GRPx – N : 39,2 ± 4,8 ; HA : 46,3 ± 9,5 %) et pour la méthémoglobine réductase (RmHb – N : 7,5 ± 2,1 ; HA : 9,1 ± 2,3 μmol/min.gHb), N représentant les nageurs qui ont des valeurs moyennes plus faibles (p < 0,05). En contrôlant pour le niveau d’exercice, l’adrénaline oxydase (AdOx) était inversement corrélée avec les caroténoïdes (R = −0,596 ; p = 0,001) et directement avec la créatine kinase (CK) (R = 0,413 ; p = 0,045) et avec les TBARs (R = 0,532 ; p = 0,005); GRPx était inversement corrélée avec la phosphatase acide (ACP1) (R = −0,392; p = 0,048) et directement avec la glutathion réductase (GR) (R = 0.524; p = 0,006); GR était inversement corrélé avec les TBARs (R = −0,404 ; p = 0,041); La VitE était positivement corrélée avec les caroténoïdes (R = 0,723 ; p = 0,001) et négativement avec les TBARs (R = 0,543 ; p = 0,004). Par conséquent : les DA sont efficaces pour contrôler les ERO ; la VitE et les caroténoïdes sont des antioxydants lipidiques protecteurs importants ; des TBARs plus élevés peuvent être associés à la stimulation de l’activité GR ; la fuite musculaire est associée à l’activité d’AdOx qui peut résulter d’une fuite d’ions, d’une hémolyse intravasculaire ou d’une inflammation.
Conclusion
Nos résultats suggèrent que les nageurs de compétition ne sont pas plus à risque d’effets délétères du stress oxydant que les pratiquants d’exercices récréatifs.
