Document Type : Original Article
Authors
1 Department of Physical Education and Sports Science, Aliabad Katoul Branch, Islamic Azad University, Aliabad Katoul, Iran
2 Department of Physical Education and Sports Science, Abadan Branch, Islamic Azad University, Abadan, Iran
3 Department of Motor Behavior, Faculty of Physical Education, Islamshahr Branch, Islamic Azad University, Islamshahr, Iran
4 Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education, Aliabad Katoul Branch, Islamic Azad University, Aliabad Katoul, Iran
Abstract
Keywords
مقدمه
ریز مغذیها (ویتامینها و مواد معدنی) بخش مهمی از مواد مغذی هستند که در صورت خارج بودن از محدوده طبیعی ممکن است سلامت فرد را دچار اختلال کنند [1 ,2 ,3]. آهن یکی از مواد معدنی است که نقشهای ضروری در بدن انسان ایفا میکند. حدود 2/3 آهن بدن در هموگلوبین یافت میشود که نقش انتقال اکسیژن را دارد [4]. آهن از مواد معدنی است که در بیش از 180 واکنش بیوشیمیایی در بدن انسان، ازجمله انتقال الکترون در واکنشهای اکسیداتیو و احیا (سیتوکرومها و پروتئینهای سولفرویک)، عملکرد کاتالیکی (سیتوکروم P450، کاتالاز و پروکسیداز)، ذخیره برگشتپذیر و انتقال اکسیژن (هموگلوبین و میوگلوبین) نقش دارد. همچنین نقش مهمی در انتقالدهندههای عصبی، سیناپتوژنز و میلینه شدن سلولهای عصبی دارد. علاوه بر این فسفروریلاسیون اکسیداتیو مهمترین فرایندی است که آهن در آن نقش اساسی دارد [5].
تحقیقات زیادی در زمینه تأثیر فعالیت ورزشی بر شاخصهای هماتولوژیک در افراد سالم انجام شده است که نتایج این تحقیقات بیانگر آن است که در گروهی از افراد این فعالیتها منجر به کمخونی میشود [4، 6]. این آنمی به صورت کاهش غلظت هموگلوبین، تعداد سلولهای قرمز خون، درصد هماتوکریت و کاهش غلظت فریتین دیده شده است. به طوری که این روند در طول تمرینات ورزشی به ناتوانی و ضعف در عملکرد هوازی آنان منجر شده است [5]. فعالیتهای ورزشی شدید با افزایش دمای بدن، تغییرات PH خون و عوامل هورمونی موجب کاهش اریتروسیتها و آهن میشود [5، 7]. یکی دیگر از عوامل مهم در کاهش ذخایر آهن فواصل ناکافی ریکاوری بین جلسات تمرینی برای بازسازی ذخایر آهن است [8]. نتایج نشان داده است که ورزشکاران با تمرینات سنگین در خطر کاهش ذخایر آهن هستند. تمرینات سنگین به همراه دریافت ناکافی آهن از مواد غذایی میتواند منجر به آنمی شود که عملکرد ورزشی آنها را کاهش میدهد [6]. ورزشکاران حرفهای جهت آمادهسازی نیازمند تمرینات سنگین هستند و این تمرینات ممکن است به دلیل فشارهای استرسی موجب کاهش جذب و افزایش دفع آهن بدن شود [9]. هپسیدین، هورمونی پپتیدی است که بر ذخایر آهن بدن مؤثر است. تحقیقات نشان داده که تمرینات شدید موجب افزایش سطح این هورمون میشود [10].
در هوموستاز آهن، ترانسفرین و گیرندههای ترانسفرین با جذب آهن درون هپاتوسیتها، فریتین در ذخیرهسازی آهن و فروپورتین در صدور آن درگیر هستند. همچنین هپسیدین فروپورتین را کنترل میکند و در سوختوساز آهن نقش اساسی دارد [2]. هپسیدین پپتیدی است که ابتدا با عنوان پروتئین ضدمیکروبی بیانشده کبدی در سال 2000 در پلاسما [11] و ادرار انسان [12] مشاهده شد و از نظر ساختار هورمونی پپتیدی است که توسط هپاتوسیتهای کبدی ابتدا به صورت پیشساز 84اسیدآمینهای ساخته میشود و درنهایت پس از پردازش، به شکل زیستی فعال 25اسیدآمینهای تبدیل میشود [7]. هپسیدین 25اسیدآمینهای به فروپورتین اتصال مییابد و هر دو در لیزوزومها به وسیله اندوسیتوز از بین میروند [8]. میزان تولید هپسیدین با توجه به نیاز آهن بدن و شرایط التهابی تنظیم میشود [13, 14, 15]. اخیراً گزارش شده است که تنظیم بالای هورمون هپسیدین پس از فعالیت ورزشی منجر به فقر آهن در ورزشکاران میشود [7، 16].
تمرینات ورزشی شدید در همه ردههای سنی جهت ارتقای عملکرد ورزشی مورد استفاده قرار میگیرد و کودکان و نوجوانان نیز برای افزایش آمادگی و توانایی بیشتر برای رقابتهای ورزشی از تمرینات شدت بالا و سنگین استفاده میکنند. ممکن است این ورزشکاران به خاطر فشردگی تمرین و زمان ناکافی برای ریکاوری بین جلسات تمرین دچار کاهش ذخایر آهن و یا کمخونی شوند [4، 17]. از طرفی کودکان در حال رشد با توجه به نیازهای رشدی نیاز به مصرف آهن بیشتری برای تأمین آهن مورد نیاز بدن دارند [18]. نتایج تحقیقات قبلی نیز حاکی از این است که تمرینات شنا موجب کمخونی غیرآنمیک و حتی کمخونی منجر به فقر آهن در نوجوانان پسر شده است [17].
به دلیل آنکه آهن یکی از اجزای اصلی هموگلوبین، میوگلوبین و بعضی از آنزیمهای مهم بدن است، کمبود آن باعث عوارض مختلفی مانند ضعف سیستم ایمنی و افزایش ابتلا به بیماریهای عفونی، تپش قلب، تنگی نفس، رنگپریدگی، ضعف، خستگی زودرس، کاهش توانایی جسمی، تغییرات خُلقی، ضعف سیستم عصبی و کاهش تمرکز حواس و نیز کاهش میزان یادگیری میشود. همچنین کمخونی بر سوختوساز انرژی مؤثر است و سبب کاهش ظرفیت عملکردی افراد، بهویژه ورزشکاران میشود [6]. بنابراین بررسی وضعیت آهن در ورزشکاران بهخصوص افراد در حال رشد، مانند کودکان و نوجوانان اهمیت دارد. با توجه به احتمال کاهش آهن در شناگران نوجوان به دلیل اثر شدت تمرینات در طول فصل مسابقات [9، 17] و همچنین نیازهای رشدی بدن نوجوانان به آهن [18] تاکنون تحقیقی به صورت خاص اثر تمرینات شنا بر نوجوانان پسر را بررسی نکرده است که ضرورت تحقیق حاضر را نشان میدهد.
با توجه به مطالب گفتهشده و با توجه به نقش هپسیدین بر متابولیسم آهن [19]، تحقیق حاضر با هدف بررسی اثر هشت هفته تمرینات اینتروال شنا بر ذخایر آهن و سطح هپسیدین پلاسما در پسران شناگر 15-13ساله طراحی شد.
روش بررسی
در تحقیق نیمهتجربی حاضر سی شناگر نوجوان عضو تیمهای باشگاهی شهرستان آبادان به روش نمونهگیری هدفمند انتخاب شدند و به صورت تصادفی به دو گروه (پانزدهنفری) تمرینات اینتروال و گروه کنترل تقسیم شدند. شرایط ورود به تحقیق شامل دامنه سنی 13-15 سال، داشتن سلامت جسمانی و عدم ابتلا به بیماریهای حاد یا مزمن (با تأیید پزشک) و شرایط خروج از تحقیق شامل شرکت در برنامههای تمرینی به جز برنامه در نظر گرفتهشده توسط محقق، مصرف مکملهای مؤثر بر ذخایر آهن و غیبت بیش از دو جلسه متوالی در تمرین بود.
پس از انتخاب نمونهها، جزئیات طرح تحقیق و همچنین اجرای تمرینها برای آزمودنیها و والدین آنها تشریح شد و آنها پس از امضای رضایتنامه کتبی وارد تحقیق شدند. نمونههای خونی در پیشآزمون (24 ساعت قبل از شروع مداخله تمرین) و پس آزمون (48 ساعت پس از آخرین جلسه تمرین) به صورت ناشتا گرفته شد. پس از خونگیری، از روشهای CBC، بیوشیمی و الایزا متغیرهای موردبررسی اندازهگیری شد.
تمرینات به مدت هشت هفته (تمرینات اینتروال شنا)، سه جلسه در هفته، و هر جلسه تمرین به مدت 60-50 دقیقه انجام شد. در این تحقیق، برنامه تمرینی، یک برنامه محققساخته بود که حجم و شدت تمرین بر اساس اصل فزاینده تنظیم شد (جدول شماره 1).
برای تجزیهوتحلیل دادهها از آمار توصیفی که شامل میانگین و انحراف معیار است، استفاده شد. برای تعیین طبیعی بودن دادهها و همگنی واریانسها به ترتیب از آزمون شاپیرو ویلک و آزمون لوین استفاده شد. همچنین از آزمون تی وابسته برای بررسی تغییرات درونگروهی و از آزمون تی مستقل برای بررسی تغییرات ایجادشده در متغیرهای موردبررسی استفاده شد. کلیه عملیات آماری در سطح 0/05=α و با نرمافزار آماری SPSS نسخه 22 انجام شد.
یافتهها
در مرحله پیشآزمون، دو گروه از نظر ویژگیهای جمعیتشناختی سن، قد، وزن، شاخص توده بدن و حداکثر اکسیژن مصرفی با یکدیگر اختلاف معنیداری نداشتند (جدول شماره 2).
با توجه به یافتههای آزمون تی وابسته (جدول شماره 3)، پس از هشت هفته تمرین کاهش معنیداری در سطح هموگلوبین (0/002=P)، آهن (0/004=P) و فریتین (0/005=P) و افزایش معنیداری در سطح هپسیدین (001=P) در گروه تمرینات اینتروال مشاهده شد، اما سطح معنیداری در هماتوکریت مشاهده نشد (0/05<P).
در گروه کنترل تفاوت معنیداری در هیچکدام از متغیرهای موردبررسی مشاهده نشد (0/05<P).
در بررسی تغییرات بینگروهی نتایج آزمون تی مستقل (جدول شماره 2) نشان داد که تفاوت معنیداری در تغییرات ایجادشده در سطح هموگلوبین (0/001=P)، آهن (0/008=P)، فریتین (0/012=P) و هپسیدین (040=P) مشاهده شد، اما سطح معنیداری در تغییرات هماتوکرین بین دو گروه مشاهده نشد (0/05<P).
بحث
در تحقیق حاضر پس از هشت هفته تمرینات اینتروال شنا کاهش معنیداری در سطوح هموگلوبین، آهن و فریتین در گروه آزمایش نسبت به گروه کنترل مشاهده شد. دهقان و پویا پس از هشت هفته تمرینات استپ با شدت 50 تا 70 درصد ضربان قلب بیشینه کاهش معنیداری در هموگلوبین دانشآموزان دختر هنرستانی گزارش کردند [20]. رمضانپور و همکاران نیز پس از شش هفته تمرین هوازی کاهش معنیدار هموگلوبین دانشآموز دختر را گزارش کردند [21]. موسویزاده و همکاران نیز پس از هشت هفته تمرین هوازی که شامل هفتهای دو جلسه و هر جلسه 40 دقیقه دویدن با شدت 60 تا 65 درصد ضربان قلب بود، ذخیره هموگلوبین دختران 18 تا 22ساله کاهش معنیداری داشت [22]. در خصوص اثر تمرین بر هماتوکریت تفاوت معنیداری در تغییرات ایجادشده بین دو گروه مشاهده نشد. حقیقی و همکاران [23] و رمضانپور و همکاران [21] نیز پس از تمرینات ورزشی تفاوت معنیداری در هماتوکریت گزارش نکردند که با یافتههای تحقیق حاضر همسوست. کاهش شاخصهای هماتولوژیک در اثر تمرینات هوازی ناشی از افزایش حجم پلاسماست که سازوکار مفیدی در رابطه با سازگاری با تمرینات استقامتی است [4].
در تحقیق حاضر پس از هشت هفته تمرینات اینتروال شنا کاهش معنیداری در سطح فریتین سرم گروه آزمایش نسبت به گروه کنترل مشاهده شد. دهقان و پویا پس از دوره تمرین، کاهش معنیدار فریتین و کاهش اندک آهن سرم را پس از هشت هفته تمرینات استپ گزارش کردند [20]. حقیقی و همکاران نیز پس از تمرینات هوازی کاهش معنیدار فریتین را گزارش کردند [23]. رمضانپور و همکاران نیز پس از تمرینات هوازی کاهش معنیدار فریتین و آهن سرم را گزارش کردند [21] که با یافتههای تحقیق حاضر همخوانی دارند. سطوح پایین فریتین، ذخایر تهیشده آهن را نمایش میدهد و برای ارزیابی کمبود آهن به کار میرود. چون اغلب پارامتری است که برای ارزیابی وضعیت آهن مورد استفاده قرار میگیرد. سولدین و همکاران دامنه طبیعی فریتین سرم در پسران 14-11ساله را 112-25 میکروگرم بر لیتر و در پسران 18-15ساله 158-18 میکروگرم بر لیتر گزارش کردند [24]. با توجه به نتایج تحقیق حاضر و دامنه سنی آزمودنیها در تحقیق حاضر که 15-13 سال بود میتوان گفت تمرینات اینتروال شنا اگرچه موجب کاهش معنیدار فریتین سرم شده است، اما این کاهش در حدی نبوده که موجب کمخونی در این افراد شود.
در تحقیق حاضر افزایش معنیداری در سطح هپسیدین نسبت به گروه کنترل مشاهده شد. بادنهورست و همکاران پس از هفت روز برنامه دویدن هوازی [25] و رابسون انسلی و همکاران پس از تمرین هوازی با شدت60 درصد سرعت حداکثر اکسیژن مصرفی [10] افزایش معنیدار هپسیدین را گزارش کردهاند که نتایج این تحقیقات با یافتههای تحقیق حاضر همسو هستند. هپسیدین یک پروتئین فاز حاد است که نقش اصلی در متابولیسم آهن دارد. این پروتئین با اتصال به فروپروتئین و تحریک آن باعث مهار رهاسازی آهن به داخل خون میشود و پس از ایفای نقش بیولوژیک خود از طریق ادرار دفع میشود. تولید هپسیدین تحت تأثیر ذخایر آهن و التهاب افزایش مییابد. نقش اولیه هپسیدین تأثیر بر تجزیه آهن است و در ادامه با افزایش میزان هپسیدین موجب جلوگیری از جذب آهن از طریق انتروسیتهای روده میشود و عمل جذب آهن را کاهش میدهد. هپسیدین با درونی کردن و پایین آوردن کانالهای انتقال فروپروتئین در سطح سلولهای ماکروفاژ و اثنیعشر عمل میکند. این عمل در طی فرایند همولیز، از آزاد شدن آهن از سلولهای ماکروفاژ، که سلول قرمز خون را از بین میبرند، ممانعت به عمل میآورد و همچنین مانع از جذب آهن مواد غذایی از روده میشود [14، 26]. تحقیقات نشان داده که تمرینات ورزشی شدید موجب افزایش سطح فاکتورهای التهابی و پیشالتهابی میشود [10]. هچنین فاکتورهای التهابی موجب افزایش تولید هپسیدین از کبد میشوند [10، 27]. با توجه به نقش هپسیدین در متابولیسم آهن [14]، احتمالاً هپسیدین یکی از عوامل مؤثر بر کاهش فریتین و آهن سرم در تحقیق حاضر است.
نتیجهگیری
با توجه به یافتههای تحقیق حاضر میتوان گفت که تمرینات اینتروال شنا موجب افزایش هپسیدین و کاهش آهن پلاسما و فریتین در پسران نوجوان میشود. اما با توجه به دامنه طبیعی تغییرات متغیرهای مرتبط با ذخایر آهن میتوان گفت تغییرات ایجادشده در ذخایر آهن در نوجوانان شناگر متعاقب تمرینات اینتروال شنا، در حد تغییرات فیزیولوژیک است و موجب کمخونی در کودکان 15-13ساله نشده است، اما با توجه به اهمیت آهن در رشد و سلامت کودکان و نوجوانان به پایشهای خونی برای کنترل وضعیت دخایر کودکان در طول دورههای تمرین نیاز است.
با توجه به اینکه در تحقیق حاضر فقط از پسران استفاده شد، ممکن است نتایج تحقیق حاضر به دختران قابل تعمیم نباشد که این از محدودیتهای تحقیق حاضر بود. همچنین در تحقیق حاضر تغذیه آزمودنیها کنترل نشد که این هم از محدودیتهای تحقیق حاضر بود.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
شرکت آزمودنیها در طرح تحقیق حاضر داوطلبانه بود و آزمودنیها اجازه خروج از پژوهش را در هر زمانی داشتند. همچنین در شروع تحقیق پس از توضیح کلی طرح تحقیق از نظر زمان و مراحل اجرا برای داوطلبین و اولیای آنها توضیح داده شد و پس از امضای رضایتنامه کتبی توسط آزمودنی ها و اولیای آنها وارد طرح تحقیق شدند. به آزمودنیها اطمینان داده شد که اطلاعات آنها محرمانه میباشد و اطلااعات به دست آمده از تحقیق به صورت کلی بیان خواهد شد. همچنین هیچگونه هزینهای برای برنامههای تمرینی، مکمل و آزمایشها از آزمودنیها گرفته نشد.
حامی مالی
این مقاله برگرفته از پایاننامه دانشجویی کارشناسی ارشد نویسنده اول در گروه تربیت بدنی و علوم ورزشی، واحد علیآباد کتول، دانشگاه آزاد اسلامی، علیآباد کتول است.
مشارکت نویسندگان
مفهومسازی، ویراستاری و نهاییسازی نوشته: تمامی نویسندگان؛ تحقیق و بررسی: حمید طالبیفرد، عبدالامیر سیاری.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان این مقاله تعارض منافع ندارد.
Refrence