Sok z buraków zwiększa wytrzymałość

Picie soku z buraków czerwonych poprawia wytrzymałość i pomaga zwiększyć wysiłek aż o 16%, sugerują nowe brytyjskie badanie.

Zespól naukowców z Uniwersytetu Exeter odkrył, że azotany zawarte w roślinach prowadzą do zmniejszenia poboru tlenu – co sprawia, że ćwiczenia są mniej męczące.

http://www.noble-house.tk

Badania opublikowane w Journal of Applied Physiology [1] sugerują, że wpływ czerwonych buraków jest większy niż to co może być osiągnięte przez regularne trenowanie.

Nieorganiczne azotany (NO3-) i azotyny (NO2-) są to obowiązkowe części cyklu azotu w naturze w którym atmosferyczny azot cząsteczkowy (N2) jest udostępniony i inkorporowany w roślinach i zwierzętach. Mimo swej biologicznej roli, są one głównie znane ogółowi społeczeństwa jako potencjalnie szkodliwe składniki w naszej żywności i pitnej wodzie, a wśród naukowców jako obojętne produkty utleniania endogennego tlenku azotu (NO). Rosnąca ilość badań zdaje się teraz kwestionować dawną opinię i powoli staje się oczywiste, że azotany i azotyny mogą być ponownie użyte do bioaktywnego NO i ważnych funkcji w organizmie [1,2,3,4,5,6,7].

Krążące azotany i azotyny pochodzą z dwóch głównych źródeł: diety i syntezy. Zielone warzywa liściaste, takie jak burak, seler, szpinak, rzodkiewka, sałata, marchew i kapusta, są bogate w azotany. Po zmieleniu i połknięciu znaczna część tych azotanów jest aktywnie przejęta przez gruczoły ślinowe i wydalona w ślinie.

Żyjące w naszym przewodzie pokarmowym komensalne bakterie skuteczne obniżają zawartość azotanów zamieniając je na azotyny a w momencie, kiedy azotyny znajdą się w obiegu jest kilka ścieżek, które prowadza do dalszego zmniejszenia azotynów do bioaktywnych tlenków azotu i innych związków azotowych [1,2,3,4,5,6,7].

Ten szlak azotany-azotyny-tlenki azotu może być postrzegany jako uzupełnienie klasycznego szlaku syntezy L-arginina-azot. Jedną z głównych różnic, bardzo istotną dla omawianego tu artykułu, jest to, że redukcja azotynów jest znacznie większa podczas niedotlenienia i niskiego pH, wtedy synteza tlenków azotu jest bardzo mała. Dlatego też wspomniany szlak może służyć jako system zapasowy w celu zagwarantowania obecności azotowej bioaktywności również w warunkach niedotlenienia/niedokrwienia.

Z punktu widzenia terapeutycznego i odżywczego, azotany i azotyny zmniejszają ciśnienie krwi [8] (Larsen i in. 2006), ochronią przed niedokrwieniem [9] (Duranski et al. 2005), zmniejszają stres oksydacyjny [10] (Carlstrom et al. 2011), modulują funkcjonowanie mitochondriów [11] (Larsen i in. 2011) oraz zmniejszają zużycie tlenu podczas ćwiczeń fizycznych [12] (Larsen i in. 2007). Ostatnie stwierdzenie przyciągnęło duże zainteresowanie ze strony społeczności sportowej oraz wśród fizjologów.

http://nieztejziemi.org/

Grupa naukowców z Uniwersytetu Exeter dokonała kilka ciekawych kontrybucji dla naszego obecnego zrozumienia jak nieorganiczne azotany poprawiają sprawność mięśni podczas ćwiczeń. Seria badań wykazała, że sok z buraków zmniejsza zapotrzebowanie na tlen podczas niskiej intensywności ćwiczeń i poprawia tolerancję podczas wysokiej intensywności ćwiczeń [13] (Bailey i in. 2009). Ponadto, grupa ta wykazała również, że sok z buraków poprawia czas wydajności [14] (Lansley et al. 2011). W innym artykule sformułowano podobne stwierdzenia, badając wpływ soku z buraków na aktywność mięśni szkieletowych podczas niedotlenionych ćwiczeń hypoxic exercise [15] (Vanhatalo et al. 2011).

Odkrycie, że sok z buraków zawierający azotan obniża perturbacje metaboliczną mięśni podczas ćwiczeń, niedotlenienie i przywraca tolerancję na wysiłek oraz funkcje oksydacyjne. Są to ważne ustalenia nie tylko istotne dla zrozumienia fizjologii wysiłku, ale bardziej dla pacjentów z ograniczoną zdolnością dostarczania tlenu dla pracujących mięśni. To otwiera nową drogę dla diety azotanów do poprawy zdolności fizycznych w chorobach o ograniczonej czynności płuc lub obniżonej zdolności krążenia. Co ciekawe, w jednym z ostatnich badań przeprowadzonych przez Allena i współpracowników, sok z buraków dał lepsze wyniki u pacjentów z chorobą tętnic obwodowych [16] (Kenjale et al. 2011). Jedną z ciekawych innowacji w badaniach Vanhatalo wsp. było stosowanie soku z buraków z zubożałą ilością azotanów jako kontrola negatywna. Ponieważ coraz więcej grup badawczych teraz używa soku z buraków jako źródło nieorganicznych azotanów, to “sok placebo” może mieć duże znaczenie.

Dokładny mechanizm(y) korzystnego efektu diety z zawartością azotanów na sprawność mięśni nie jest w pełni zrozumiały, ale poprawa wydajności mitochondriów [11] (Larsen i in. 2011) oraz lepsze dopasowanie podaży na tlen w lokalnym metabolizmie tkanek [15] (Vanhatalo wsp. 2011) został zaproponowany.

http://zdrowe-zywienie.wieszjak.polki.pl/

Można się spodziewać, że wyniki tych badań będą miały wpływ na społeczność sportową. Jednakże, istnieje kilka nierozwiązanych kwestii dotyczących azotanów i wysiłku fizycznego, ponieważ nie znamy dokładnie mechanizmu. Czy istnieje zależność miedzy dawką i reakcją organizmu? Czy przewlekłe stosowanie związków azotowych w okresie treningowym jest pożyteczne lub szkodliwe? W świetle ostatnich ustaleń stwierdzono, że antyoksydanty (witamina C i E) ograniczają promujące efekty działania na ćwiczenia fizyczne u ludzi [17] (Ristow et al. 2009), niedawno opisane działanie azotanów niekoniecznie musi być korzystne. Wygląda, że być może jest to efekt tolerancji, choć liczne badania wskazują inaczej. Przyszłe badania miejmy nadzieję wyjaśnią niektóre z tych kwestii.

Jedna uwaga, osoby gotowe spróbować zwiększyć wydajność, mogą łatwo pomylić azotany z azotynami lub związki organiczne azotu, co może spowodować ryzyko wystąpienia śmiertelnych skutków. Jeśli są stosowane przez zawodowych sportowców, czy spożycie soli, azotanów w soku z buraków lub z innych roślin bogatych w azotany można uznać za doping? Jeśli tak, to czy będzie istniał limit zawartości azotanów i azotynów w osoczu u sportowców?

Wreszcie, choć niezwykły efekt azotanów na zużycie tlenu podczas ćwiczeń jest już ustalony, to jednak liczne laboratoria obecnie starają się rozwikłać i zrozumieć podstawowe mechanizmy, które są w dużej mierze nierozwiązane. Dlatego też na razie podsumowując naszą aktualną wiedzę na ten temat, nie możemy oprzeć się pokusie mówiąc: Wiemy, że coś się dzieje, ale nie wiemy co to jest.

Sławomir Kowalczyk (październik 2013)

[1] Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. Stephen J. Bailey, Paul Winyard, Anni Vanhatalo, Jamie R. Blackwell, Fred J. DiMenna, Daryl P. Wilkerson, Joanna Tarr, Nigel Benjamin, and Andrew M. Jones. Journal of Applied Physiology (August 6, 2009). DOI:10.1152/japplphysiol.00722.2009

[2] Lundberg JO, Weitzberg E. Nitrite reduction to nitric oxide in the vasculature

Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2008 Aug;295(2):H477-8.

[3] de Laurentiis G, Maniscalco M, Cianciulli F, Stanziola A, Marsico S, Lundberg JO, Weitzberg E, Sofia M. Exhaled nitric oxide monitoring in COPD using a portable analyzer. Pulm Pharmacol Ther. 2008 Aug;21(4):689-93. Epub 2008 May 6

[4] Gago B, Nyström T, Cavaleiro C, Rocha BS, Barbosa RM, Laranjinha J, Lundberg JO. The potent vasodilator ethyl nitrite is formed upon reaction of nitrite and ethanol under gastric conditions. Free Radic Biol Med. 2008 Aug 15;45(4):404-12. Epub 2008 Apr 26

[5] Jansson EA, Huang L, Malkey R, Govoni M, Nihlén C, Olsson A, Stensdotter M, Petersson J, Holm L, Weitzberg E, Lundberg JO. A mammalian functional nitrate reductase that regulates nitrite and nitric oxide homeostasis. Nat Chem Biol. 2008 Jul;4(7):411-7. Epub 2008 May 30

[6] Lundberg JO, Weitzberg E. Extrapulmonary effects of nitric oxide inhalation therapy: time to consider new dosing regimes? Crit Care. 2008;12(1):406. Epub 2008 Feb 11.

[7] Lundberg JO, Weitzberg E, Gladwin MT. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 2008 Feb;7(2):156-67. Review

[8] Effects of Dietary Nitrate on Blood Pressure in Healthy Volunteers. N Engl J Med 2006; 355:2792-2793 December 28, 2006 DOI: 10.1056/NEJMc062800

[9] Mark R. Duranski, James J.M. Greer, Andre Dejam, Sathya Jaganmohan, Neil Hogg, William Langston, Rakesh P. Patel, Shaw-Fang Yet, Xunde Wang, Christopher G. Kevil, Mark T. Gladwin and David J. Lefer. Cytoprotective effects of nitrite during in vivo ischemia-reperfusion of the heart and liver. J Clin Invest. 2005;115(5):1232–1240. doi:10.1172/JCI22493.

[10] Mattias Carlström, A. Erik G. Persson, Erik Larsson, Michael Hezel, Peter G. Scheffer, Tom Teerlink, Eddie Weitzberg, and Jon O. Lundberg. Dietary nitrate attenuates oxidative stress, prevents cardiac and renal injuries, and reduces blood pressure in salt-induced hypertension. Cardiovasc Res (2011) 89 (3):574-585.doi: 10.1093/cvr/cvq366

[11] Filip J. Larsen, Tomas A. Schiffer, Sara Borniquel, Kent Sahlin, Björn Ekblom, Jon O. Lundberg, Eddie Weitzberg. Dietary Inorganic Nitrate Improves Mitochondrial Efficiency in Humans. Cell Metabolism, Volume 13, Issue 2, 149-159, 2 February 2011

[12] F. J. Larsen, E. Weitzberg, J. O. Lundberg, B. Ekblom. Effects of dietary nitrate on oxygen cost during exercise. Acta Physiologica. Volume 191, Issue 1, pages 59–66, September 2007

[13] Stephen J. Bailey, Paul Winyard, Anni Vanhatalo, Jamie R. Blackwell, Fred J. DiMenna, Daryl P. Wilkerson, Joanna Tarr, Nigel Benjamin, and Andrew M. Jones. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. Journal of Applied Physiology October 1, 2009 vol. 107 no. 4 1144-1155

[14] Lansley, Katherine E., Paul G. Winyard, Stephen J. Bailey, Anni Vanhatalo, Daryl P. Wilkerson, Jamie R. Blackwell, Mark Gilchrist, Nigel Benjamin, and Andrew M. Jones. Acute dietary nitrate supplementation improves cycling time trial performance. Med Sci Sports Exerc 43, no. 6 (2011): 1125-1131.

[15] Anni Vanhatalo, Jonathan Fulford, Stephen J. Bailey, James R. Blackwell, Paul G. Winyard, Andrew M. Jones. Dietary nitrate reduces muscle metabolic perturbation and improves exercise tolerance in hypoxia. The Journal of Physiology Volume 589, Issue 22, pages 5517–5528, November 2011

[16] Kenjale AA, Ham KL, Stabler T, Robbins JL, Johnson JL, Vanbruggen M, Privette G, Yim E, Kraus WE & Allen JD (2011). Dietary nitrate supplementation enhances exercise performance in peripheral arterial disease. J Appl Physiol 110, 1582–1591.

[17] M. Ristow, K. Zarse, A. Oberbach, N. Klöting, M. Birringer, M. Kiehntopf, M. Stumvoll, C.R. Kahn, M. Blüher. Antioxidants prevent health-promoting effects of physical exercise in humans. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 106 (2009), pp. 8665–8670

 

Leave a Reply