КЛЮЧОВИ ТОЧКИ:

  • Азотният оксид (NO) е значително важно съединение в човешката физиология и модулира много от процесите, които са от съществено значение за изпълнението на упражненията.
  • Последните проучвания показват, че наличността на NO може да се подобри чрез допълване с неорганичен нитрат от диетата, който е в изобилие от зелени листни зеленчуци и цвекло (известно още като цвекло).
  • Добавка с 5-7 mmol нитрат от диетата (

0,1 mmol/kg телесна маса) намалява кръвното налягане в покой, намалява разходите за кислород при субмаксимално упражнение (т.е. увеличава мускулната ефективност) и може да подобри изпълнението на упражненията.

  • Тези физиологични ефекти се наблюдават само 3 часа след консумацията на нитрати и могат да се поддържат най-малко 15 дни, ако добавката продължи.
  • Поради възможните рискове за здравето, свързани с консумацията на нитратни соли, се препоръчва да се мотивират спортистите да изследват ергогенния потенциал на добавянето на нитрати чрез увеличена консумация на богати на нитрати растителни продукти като сок цвекло (цвекло или цвекло).

    • ВЪВЕДЕНИЕ

    Азотният оксид (NO) е физиологично важна сигнална молекула, която може да модулира функцията на скелетната мускулатура чрез ролята си в регулиране на кръвния поток, свиваемостта на мускулите, хомеостазата на глюкозата и калция, както и дишането и митохондриалната биогенеза. До съвсем наскоро се смяташе, че NO се генерира изключително чрез окисляване на аминокиселината L-аргинин в реакция, катализирана от азотен оксид синтетаза (NOS), и че нитритите (NO2-) и нитратите (NO3-) са инертни странични продукти от този процес. Сега обаче е ясно, че тези метаболити могат да бъдат рециклирани обратно в биоактивен NO при определени физиологични условия.

    натоварвания

    Фигура 1: Връзка между азотен оксид (NO), нитрит (NO2-) и нитрат (NO3-). (NOS, азотен оксид синтаза).

    НЕ е биоактивен при определени физиологични условия. Намаляването на NO3– до NO2 - и впоследствие от NO2– до NO може да бъде важно като средство за увеличаване на производството на NO, когато синтезът на NO е нарушен от NOS ензимите и при условия на ниска наличност на O2, като тези, които могат да възникнат в скелетна мускулатура по време на тренировка.

    Сега знаем, че концентрациите на нитрати и нитрити в тъканите могат да се увеличат чрез диета. Зеленолистни зеленчуци като цвекло (цвекло или цвекло) те са особено богати на нитрати. Следователно хранителните добавки с нитрати представляват практически метод за увеличаване на концентрацията на циркулиращ NO2– в плазмата и съответно на бионаличността на NO. Това е показано след поглъщане на нитратни соли като натриев нитрат (Larsen et al., 2007, 2010), както и след приемане на сок от цвекло, богат на нитрати (Bailey et al., 2009, 2010; Vanhatalo et al., 2010; Webb et al., 2008). Също така е възможно да се увеличи концентрацията на NO2– в плазмата чрез увеличаване на консумацията на цели зеленчуци, богати на нитрати.

    Поради важността на NO в съдовия и метаболитния контрол, има някои разумни теоретични причини, поради които повишаването на бионаличността на NO може да бъде важно за оптимизиране на функцията на скелетните мускули по време на тренировка. Със сигурност последните данни сочат, че повишаването на плазмената концентрация на NO2– чрез хранителни добавки с нитрати е свързано с повишена мускулна ефективност, устойчивост на умора и ефективност.

    ПРЕГЛЕД НА РАЗСЛЕДВАНИЯ.

    Нитрати и упражнения. Larsen et al. (2007) съобщават, че 3 дни добавки с натриев нитрат увеличават концентрацията на NO2– в плазмата и намаляват разходите за O2 при субмаксимално циклиране. Тези констатации бяха изненадващи, като се има предвид, че е добре установено, че цената на O2 при упражнения с определена субмаксимална изходна мощност е силно предвидима. Например, по време на цирговата ергометрия, се очаква консумацията на белодробен O2 (VO2) да се увеличи с приблизително 10 ml в минута за всеки допълнителен ват външна изходна мощност (т.е. функционалната „печалба“ е

    10 mL/min/W). Резултатите от изследването на Larsen et al. (2007) представляват значителен интерес, тъй като предполагат, че краткосрочната диетична интервенция може да подобри ефективността на упражненията (т.е. да намали енергията, необходима за упражнения със същата интензивност) и да има потенциала за увеличаване на производителността.

    Резултатите от Larsen et al. (2007) са потвърдени в проучването от Bailey et al. (2009), при който нитратът се прилага под формата на сок от цвекло (цвекло или цвекло). След 3 дни добавка със сок от цвекло (0,5 L/ден), концентрацията на NO2 се удвоява, VO2 в стационарно състояние се намалява по време на тренировка с умерена интензивност (Фигура 2) и „бавният компонент“ намалява на VO2 по време на строги упражнения с интензивност . Тези резултати предполагат, че в краткосрочен план естествената диетична намеса подобрява ефективността на мускулната работа.

    Фигура 2: Намалено доставяне на O2 по време на 6 минути упражнения за колоездене с умерена интензивност след добавяне на хранителен нитрат (твърди символи) в сравнение с плацебо (празни символи).

    Намаляването на VO2 в стационарно състояние след добавяне на нитрати е приблизително 5% в проучванията на Larsen et al. (2007) и Bailey et al. (2009), в която добавката е била непрекъсната в продължение на 3-6 дни. Съобщава се за подобно намаляване на VO2 в стационарно състояние по време на упражнение с циклометър с умерена интензивност след остро добавяне на нитрати. Vanhatalo et al. (2010) съобщават за значително намаляване на стационарния VO2 само след 2,5 часа консумация на сок от цвекло, ефект, който се запазва, когато добавката продължава 15 дни (Фигура 3).

    Фигура 3: Намаляване на „печалбата“ на консумация на O2 след добавяне на нитрати (плътни символи) в сравнение с плацебо (празни символи) и изходно ниво без добавка (BL; сив символ). Забележете, че печалбата е намалена от

    9 ml/min/W след остра добавка с нитрати (след 2,5 часа) и че този ефект продължава, ако добавянето продължава 15 дни.

    ИЗПЪЛНЕНИЕ В УПРАЖНЕНИЕТО.

    Концентрацията на плазма NO2– наскоро беше идентифицирана като важна променлива, която корелира с толерантността към упражнения при здрави хора (Dreissigacker et al., 2010; Rassaf et al., 2007). Тъй като добавките с NO3– увеличават плазмените концентрации на NO2–, тогава е вероятно тази интервенция да има потенциал да подобри толерантността към упражненията. Тази хипотеза е тествана в изследването от Bailey et al. (2009). Концентрацията на NO2– в плазмата се удвои и толерансът към упражнения с висока интензивност се увеличи с 16% след добавяне на сок от цвекло (цвекло или цвекло), богато на NO3-. Следващите експерименти съобщават за подобрение на толерантността към упражнения с 25% по време на удължаване на коляното с две крака (Bailey et al., 2010) и 15% по време на бягане на бягаща пътека (Lansley et al., 2011a) след 6 дни добавяне със сок от цвекло. Прогресивно подобряване на производителността на упражненията също е отбелязано след 6 дни добавяне на сок от цвекло по време на еднокрачно удължаване на коляното (Lansley et al., 2011a) и след 15 дни допълване с него по време на упражнения с велосипед (Vanhatalo et al., 2010).

    Добре е документирано, че изпълнението на упражненията е нарушено в хипоксична среда спрямо нормоксия (21% O2: морско равнище). В това отношение е забележително, че Vanhatalo et al. (2011) съобщават, че добавянето на сок от цвекло нитрати възстановява мускулната ефективност при хипоксия (14% вдъхновен O2; еквивалентно на надморска височина от

    4 000 метра или 13 000 фута надморска височина) до това, което се наблюдава в нормоксичен контрол. По-конкретно, при хипоксия, добавянето на нитрати води до 20% увеличение на времето до изтощение по време на упражнение за удължаване на коляното с висока интензивност. Vanhatalo et al. (2011) също съобщават, че добавянето на нитрати подобрява окислителната функция на мускулите при хипоксия, което предполага, че може да е подобрило мускулната оксигенация. В съответствие с тази интерпретация, Kenjale et al. (2011) съобщават, че добавянето на сок от цвекло е увеличило времето преди отказване поради болка и максималното време за ходене по време на прогресивни упражнения със 17-18% при пациенти с периферни артериални заболявания. Авторите приписват тези ефекти на NO2-, свързани с подобряването на оксигенацията на периферната тъкан. Взети заедно, тези резултати имат потенциални последици за представянето на спортисти, състезаващи се на височина, и за подобряване на функционалния капацитет в клинични условия, при които доставката на O2 до тъканите може да бъде нарушена.

    Обобщавайки горното, по време на упражнения с висока интензивност с постоянна скорост на работа се съобщава, че подобрението на толерантността към упражнения при дадена мощност след добавяне на нитрати е в диапазона 16-25% (Bailey et al. Al., 2009, 2010; Lansley et al., 2011a). Мащабът на подобрението в сравнение с „реалното“ изпълнение на упражненията се очаква да бъде значително по-малък; в действителност, използвайки прогнозите на Hopkins et al. (1999), се изчислява, че подобрение в

    20% във времето до изтощение съответства на подобрение в изпълнението на упражненията (време, прекарано за изминаване на определено разстояние) от

    1-2%. Тази хипотеза е тествана в изследването от Lansley et al. (2011b), където колоездачи, които се състезават (но не са елитни), са изпълнили 4,0 и 16,1 км изпитания на време в отделни дни, след остър прием на сок от цвекло. В съответствие с експерименталната хипотеза, доставката на нитрати подобри производителността при 4,0 км и 16,1 км изпитание във времето

    2,7% в сравнение с условията на плацебо (Lansley et al., 2011b). Тези подобрения в изпълнението на упражненията са следствие от поддържането на по-висока изходна мощност и увеличаване на скоростта на изходната мощност/VO2. По този начин обучените субекти успяха да произведат по-висока мощност за същия окислителен енергиен обмен (т.е. обратното на по-ниския VO2 за една и съща изходна мощност; Bailey et al. 2009; Larsen et al., 2007), което доведе до подобрение в упражнение след добавяне на нитрати. Също Cermak и сътр. (2012) съобщават за по-добро представяне при изпитвания на велосипеди във времето след добавяне на нитрати. Тези автори съобщават, че шестдневното добавяне на сок от цвекло (8 mmol/ден) значително намалява VO2 при две субмаксимални скорости на работа и подобрява средната изходна мощност и производителност в 10-километровото изпитание (с 1,2%) при обучени колоездачи.

    МЕХАНИЗМИ.

    Намаляването на разходите за упражнения за O2 след добавяне на нитрати не е свързано с повишена концентрация на лактат в кръвта (Bailey et al., 2009; Larsen et al., 2007), което предполага, че няма компенсаторно повишаване на кръвното налягане. Анаеробно производство на енергия, както би могло да се очаква, ако окислителният метаболизъм по някакъв начин се инхибира. Това показва, че добавянето на нитрати води до „реално“ подобряване на мускулната ефективност. Теоретично, по-ниските разходи за упражнения за O2 за една и съща изходна мощност могат да бъдат резултат от: 1) по-ниски разходи за ATP на мускулна контракция за една и съща сила (т.е. подобряване на ефективността на мускулната мускулна контракция); и/или 2) по-ниска консумация на O2 за същата скорост на окислителен ресинтез на АТФ (т.е. подобряване на митохондриалната ефективност).

    Натрупването на метаболити като концентрации на ADP и Pi и скоростта на изчерпване на ограничените интрамускулни запаси на PCr, допринасят значително за развитието на мускулна умора (Allen et al., 2008). Въпреки че интрамускулната концентрация на ADP, Pi и PCr са сходни при достигане на изчерпване при условията на добавки с нитрати и плацебо в проучването на Bailey et al. (2010), както и в този на Vanhatalo et al. (2011), времето, необходимо за достигане на тези критични концентрации след добавянето на нитрати е забавено и това, отчасти, може да обясни увеличаването на толерантността към упражненията. Трябва да се отбележи, че въпреки че подобряването на мускулната ефективност и намаляването на метаболитните смущения може да са отговорни за повишаването на толерантността към упражнения, наблюдавано след добавяне на нитрати, възможно е намесата да доведе до едновременно подобряване на наличността на O2 в мускулите ( Kenjale et al., 2011; Vanhatalo et al., 2011). Това също може да допринесе за намаляване на мускулното изчерпване на PCr и подобряване на изпълнението на упражненията.

    Втората възможност, че добавянето на нитрати повишава митохондриалната ефективност, е изследвана от Larsen et al. (2011). Тези автори са изолирали митохондриите от мускула ogromus lateralis на здрави хора, допълнен с натриев нитрат. Съобщава се, че добавките с нитрати намаляват изтичането на протони и несвързаното дишане, което увеличава съотношението на митохондриите P/O (количеството произведен АТФ/използван кислород). Важното е, че увеличаването на радиуса P/O след добавяне на нитрати корелира с намаляването на VO2 в цялото тяло по време на тренировка (Larsen et al., 2011). Следователно, изглежда, че добавянето на нитрати може да подобри ефективността на упражненията, като подобри ефективността както на мускулната контракция (намаляване на АТФ разходите за производство на сила), така и на митохондриалното окислително фосфорилиране (увеличаване на Р-радиуса).

    ПРАКТИЧЕСКИ ПРИЛОЖЕНИЯ ЗА ТОВАРИ.

    • Допълване на диетата с 5-7 mmol нитрат (