КЛЮЧОВІ МОМЕНТИ:

  • Оксид азоту (NO) є суттєво важливою сполукою у фізіології людини і модулює багато процесів, які є важливими для виконання фізичних вправ.
  • Недавні дослідження вказують на те, що доступність NO можна покращити, додаючи з раціону неорганічну нітрат, якої багато в зелених листових овочах та буряках (також відомих як буряк).
  • Добавка 5-7 ммоль нітрату з раціону (

0,1 ммоль/кг маси тіла) знижує артеріальний тиск у стані спокою, знижує вартість кисню при субмаксимальних вправах (тобто підвищує ефективність м’язів) і може покращити ефективність вправ.

  • Ці фізіологічні ефекти спостерігаються вже через 3 години після споживання нітратів і можуть зберігатися щонайменше 15 днів, якщо продовжувати прийом.
  • Через можливі ризики для здоров’я, пов’язані із споживанням нітратних солей, рекомендується спонукати спортсменів досліджувати ергогенний потенціал добавки нітратів за рахунок збільшення споживання багатих нітратами рослинних продуктів, таких як сік. Буряк (буряк або буряк).

    • ВСТУП

    Оксид азоту (NO) є фізіологічно важливою сигнальною молекулою, яка може модулювати функцію скелетних м'язів завдяки своїй ролі в регуляції кровотоку, скорочення м'язів, гомеостазу глюкози та кальцію, а також дихання та біогенезу мітохондрій. До недавнього часу вважалося, що NO утворюється виключно в результаті окислення амінокислоти L-аргініну в реакції, що каталізується синтетазою оксиду азоту (NOS), і що нітрити (NO2-) та нітрати (NO3-) вони інертні побічні продукти цього процесу. Однак тепер ясно, що ці метаболіти можуть бути рециркульовані зворотно в біоактивний NO за певних фізіологічних умов.

    оксиду

    Рисунок 1: Взаємозв'язок між оксидом азоту (NO), нітритом (NO2-) та нітратом (NO3-). (NOS, синтаза оксиду азоту).

    НЕ біоактивний при певних фізіологічних умовах. Зниження NO3– до NO2 - і згодом від NO2– до NO може бути важливим як засіб для збільшення вироблення NO, коли синтез NO порушується ферментами NOS і в умовах низької доступності O2, таких як ті, що можуть відбуватися в скелетних м’язів під час фізичних вправ.

    Зараз ми знаємо, що концентрація нітратів і нітритів у тканинах може бути збільшена за допомогою дієти. Зелені листові овочі, такі як буряк (буряк або буряк) вони особливо багаті нітратами. Отже, дієтичне додавання нітратів є практичним методом підвищення концентрації циркулюючого NO2– у плазмі і, отже, біодоступності NO. Це було показано після прийому нітратних солей, таких як нітрат натрію (Larsen et al., 2007, 2010), а також після прийому бурякового соку, багатого нітратами (Bailey et al., 2009, 2010; Vanhatalo et al., 2010; Вебб та ін., 2008). Також можна збільшити концентрацію NO2– у плазмі за рахунок збільшення споживання цілих овочів, багатих нітратами.

    Зважаючи на важливість NO у судинному та метаболічному контролі, є кілька розумних теоретичних причин, чому підвищення біодоступності NO може бути важливим для оптимізації функції скелетних м’язів під час фізичних вправ. Звичайно, останні дані вказують на те, що підвищення концентрації NO2– у плазмі крові за допомогою дієтичних добавок нітратів пов'язане з підвищенням м'язової ефективності, стійкістю до втоми та працездатністю.

    ОГЛЯД ДОСЛІДЖЕННЯ.

    Нітрат і фізичні вправи. Ларсен та співавт. (2007) повідомили, що 3 дні прийому добавок нітрату натрію збільшують концентрацію NO2– у плазмі та знижують вартість O2 при субмаксимальному циклі. Ці висновки здивували, враховуючи, що добре встановлено, що вартість О2 при тренуванні на певному субмаксимальному рівні вихідної потужності є дуже передбачуваною. Наприклад, під час циклової ергометрії споживання O2 (VO2) в легенях збільшується приблизно на 10 мл на хвилину для кожного додаткового Вт зовнішньої вихідної потужності (тобто функціональний “коефіцієнт посилення” становить

    10 мл/хв/Вт). Результати дослідження Larsen et al. (2007) представляли значний інтерес, оскільки вони припускали, що короткочасне дієтичне втручання може покращити ефективність фізичних вправ (тобто зменшити енергію, необхідну для фізичних вправ з однаковою інтенсивністю) і мати потенціал для підвищення продуктивності.

    Результати Larsen et al. (2007) були підтверджені в дослідженні Bailey et al. (2009), в якому нітрат вводили у вигляді бурякового соку (бурякового або бурякового). Через 3 дні підживлення буряковим соком (0,5 л/добу) концентрація NO2 подвоїлася, рівноважний VO2 зменшився під час фізичних вправ середньої інтенсивності (Рисунок 2), а “повільний компонент” ослаб. VO2 під час суворої інтенсивності вправа. Ці результати свідчать про те, що в короткостроковій перспективі природне дієтичне втручання покращує ефективність роботи м’язів.

    Рисунок 2: Зниження доставки O2 протягом 6 хв помірної інтенсивності на велосипеді після дієтичного вживання нітратів (тверді символи) порівняно з плацебо (порожні символи).

    Зниження рівноважного VO2 після прийому нітратів становило приблизно 5% у дослідженнях Larsen et al. (2007) та Бейлі та ін. (2009), в якому добавки були постійними протягом 3-6 днів. Подібне зниження рівноважного VO2 було зареєстровано під час вправ на циклічному ергометрі середньої інтенсивності після гострого введення нітратів. Vanhatalo та співавт. (2010) повідомляють про значне зниження рівноважного VO2 лише після 2,5 годин споживання бурякового соку, ефект, який зберігався при продовженні прийому добавок протягом 15 днів (рис. 3).

    Рисунок 3: Зниження споживання споживання O2 після збільшення кількості нітратів (тверді символи) порівняно з плацебо (відкриті символи) та базовим рівнем без добавок (BL; сірий символ). Зверніть увагу, що коефіцієнт підсилення зменшується з

    9 мл/хв/Вт після гострого введення нітратів (через 2,5 год) і що цей ефект зберігається, якщо прийом триває протягом 15 днів.

    ВИКОНАННЯ В ВПРАВІ.

    Нещодавно концентрація NO2– у плазмі крові була визначена важливою змінною, яка корелює з переносимістю фізичних навантажень у здорових людей (Dreissigacker et al., 2010; Rassaf et al., 2007). Оскільки добавки NO3– збільшують концентрації NO2– у плазмі крові, то, ймовірно, це втручання може покращити толерантність до фізичних навантажень. Ця гіпотеза була перевірена в дослідженні Bailey et al. (2009). Концентрація NO2– у плазмі збільшилася вдвічі, а толерантність до високоінтенсивних фізичних навантажень зросла на 16% після вживання бурякового соку (бурякового або бурякового), багатого NO3-. Подальші експерименти повідомляли про підвищення толерантності до фізичних вправ на 25% під час двоногих розгинань колін (Bailey et al., 2010) та на 15% під час бігу на біговій доріжці (Lansley et al., 2011a) після 6 днів прийому добавок з буряковим соком. Прогресивне покращення показників фізичних вправ також було відмічено після 6 днів прийому бурякового соку під час одноногих розгинань коліна (Lansley et al., 2011a) та після 15 днів прийому добавок ним під час фізичних вправ на велосипеді (Vanhatalo et al., 2010).

    Добре задокументовано, що фізичні вправи погіршуються в гіпоксичному середовищі щодо нормоксії (21% O2: рівень моря). У зв’язку з цим примітно, що Vanhatalo et al. (2011) повідомляють, що добавка нітрату бурякового соку відновлює м’язову ефективність при гіпоксії (14% інспірованого O2; еквівалент висоті

    4000 метрів або 13000 футів висоти) до того, що спостерігалося в умовах нормоксичного контролю. Зокрема, при гіпоксії доповнення нітратів призвело до збільшення на 20% часу до виснаження під час вправ високого розгинання колін. Ванхатало та ін. (2011) також повідомляли, що добавки нітратів покращують окислювальну функцію м’яза при гіпоксії, припускаючи, що це могло покращити оксигенацію м’яза. Відповідно до цієї інтерпретації, Kenjale et al. (2011) повідомили, що добавка бурякового соку збільшила час до відмови через біль і максимальний час ходьби під час прогресивних фізичних вправ на 17-18% у пацієнтів із захворюваннями периферичних артерій. Автори приписували ці ефекти NO2-, пов'язані з поліпшенням оксигенації периферичної тканини. У сукупності ці результати мають потенційні наслідки для працездатності спортсменів, які змагаються на висоті, та для поліпшення функціональної спроможності в клінічних умовах, коли доставка О2 до тканини може бути порушена.

    Підсумовуючи вищезазначене, під час вправ з високою інтенсивністю при постійній швидкості роботи повідомляється, що поліпшення толерантності до фізичних навантажень при певній потужності після добавки нітратів становить 16-25% (Bailey et al., 2009, 2010; Lansley et al., 2011a). Однак очікується, що ступінь поліпшення порівняно з "реальними" показниками вправ буде значно меншою; насправді, використовуючи прогнози Хопкінса та співавт. (1999), підраховано, що поліпшення

    20% часу до виснаження відповідає поліпшенню продуктивності вправ (часу, витраченого на подолання заданої дистанції)

    1-2%. Ця гіпотеза була перевірена в дослідженні Lansley et al. (2011b), де велосипедисти, які змагаються (але не елітні), пройшли випробування на 4,0 та 16,1 км в окремі дні після гострого прийому бурякового соку. Відповідно до експериментальної гіпотези, постачання нітратів покращило ефективність у 4,0 км та 16,1 км випробування в

    2,7% порівняно з умовами плацебо (Lansley et al., 2011b). Ці вдосконалення у виконанні вправ є наслідком підтримки вищої вихідної потужності та збільшення швидкості вихідної потужності/VO2. Таким чином, навчені суб'єкти змогли виробляти вищу потужність для того самого окисного енергетичного обміну (тобто, інверсію нижчого VO2 для тієї ж вихідної потужності; Bailey et al. 2009; Larsen et al., 2007), що призвело до покращення у виконанні вправ після прийому нітратів. Також Cermak та співавт. (2012) повідомили про кращі результати у випробуваннях на велосипеді після прийому нітратів. Ці автори повідомили, що шість днів підживлення бурякового соку (8 ммоль/день) значно знижували VO2 при двох субмаксимальних робочих швидкостях та покращували середню вихідну потужність та продуктивність у 10-годинному випробуванні (на 1,2%) у підготовлених велосипедистів.

    МЕХАНІЗМИ.

    Зниження вартості вправ O2 після прийому нітратів не пов’язане з підвищеною концентрацією лактату в крові (Bailey et al., 2009; Larsen et al., 2007), що свідчить про відсутність компенсаційного підвищення артеріального тиску. Анаеробне виробництво енергії, як можна було б очікувати, якби окисний метаболізм якось пригнічувався. Це вказує на те, що прийом нітратів призводить до «реального» поліпшення м’язової ефективності. Теоретично, менша вартість вправ O2 при однаковій вихідній потужності може бути результатом: 1) нижчої вартості АТФ на скорочення м’язів за тієї ж сили (тобто підвищення ефективності м’язового скорочення м’язів); та/або 2) менша витрата O2 за однакової швидкості окисного ресинтезу АТФ (тобто поліпшення ефективності мітохондрій).

    Накопичення таких метаболітів, як концентрація АДФ і Пі, і швидкість виснаження обмежених внутрішньом’язових запасів ПЛР, суттєво сприяють розвитку м’язової втоми (Allen et al., 2008). Хоча внутрішньом’язові концентрації ADP, Pi та PCr були подібними при досягненні виснаження в умовах добавок нітратів та плацебо у дослідженні Bailey et al. (2010), а також у роботі Vanhatalo et al. (2011), час, необхідний для досягнення цих критичних концентрацій після затримки добавок нітратів, і це, частково, може пояснити підвищення толерантності до фізичних навантажень. Слід зазначити, що хоча поліпшення м'язової ефективності та зменшення метаболічних порушень може бути причиною збільшення толерантності до фізичних навантажень, що спостерігається після прийому нітратів, можливо, втручання призводить до одночасного поліпшення доступності O2 у м'язах ( Kenjale et al., 2011; Vanhatalo et al., 2011). Це також може сприяти зменшенню виснаження м'язової PCr та покращенню продуктивності вправ.

    Другу можливість, що добавки нітратів підвищують ефективність мітохондрій, досліджували Ларсен та співавт. (2011). Ці автори виділили мітохондрії з просторового м’яза здорових людей з доповненням нітратом натрію. Повідомлялося, що добавки нітратів зменшують витік протонів та розчеплене дихання, що збільшує співвідношення мітохондріального Р/О (кількість утвореного АТФ/використаного кисню). Важливо, що збільшення радіусу P/O після прийому нітратів корелювало зі зменшенням VO2 у всьому тілі під час фізичних вправ (Larsen et al., 2011). Отже, виявляється, що добавки нітратів можуть покращити ефективність фізичних вправ, покращуючи ефективність як скорочення м’язів (зменшення витрат АТФ на вироблення сили), так і окисного фосфорилювання мітохондрій (збільшення Р-радіуса)./АБО).

    ПРАКТИЧНІ ЗАСТОСУВАННЯ НА НАГРУЗАХ.

    • Доповнення раціону 5-7 ммоль нітрату (