Suplementace dusičnanů ve stravě a termoregulace

Pozadí a zdůvodnění Převážná většina výzkumu zahrnujícího suplementaci dusičnanů, jmenovitě šťávy z červené řepy, byla prováděna převážně na vzorcích zdravých populací. Bylo studováno několik klinických populací, včetně srdečního selhání se zachovanou ejekční frakcí, chronické obstrukční plicní nemoci (COPD) a onemocnění periferních tepen (PAD). U různých populací bylo prokázáno, že šťáva z červené řepy (BRJ) snižuje celkový krevní tlak, zvyšuje průtok krve, zvyšuje okysličení svalové tkáně, zlepšuje regulaci tělesné teploty a zvyšuje toleranci cvičení a zároveň snižuje náklady na kyslík při cvičení.

Krevní tlak Bylo prokázáno, že suplementace BRJ má okamžitý účinek na snížení krevního tlaku, přičemž nejpodstatnější pokles byl zaznamenán během přibližně 2,5–3 hodin po konzumaci suplementu [1, 2]. Systolický, diastolický a střední arteriální krevní tlak vykazovaly u zdravých dobrovolníků pokles o 10,4±3 mmHg, 8,1±2,1 mmHg a 8,0±2,1 mmHg [2]. Během zátěže u zdravých jedinců zůstával systolický krevní tlak nižší při různé intenzitě zátěže [1]. Krevní tlak byl také snížen u srdečního selhání u pacientů se zachovanou ejekční frakcí. Po akutní dávce BRJ se klidový systolický krevní tlak významně snížil ve srovnání s placebem (BRJ 127 ± 14 mmHg; placebo 134 ± 14 mmHg) [3]. Mírné snížení systolického krevního tlaku během cvičení může být pro pacienty s PAD prospěšné. Hypertenze neboli vysoký krevní tlak je hlavním rizikovým faktorem pro rozvoj PAD [4]. Snížení celkového krevního tlaku a mírné snížení systolického krevního tlaku v reakci na světelnou aktivitu by mělo za následek snížení zbytečného stresu kladeného na kardiovaskulární systém v klidu a při zátěži.

Ve studii zahrnující pacienty s PAD, kde bylo 7 z 8 účastníků klasifikováno jako hypertenzní nebo prehypertenzní, způsobila konzumace BRJ významné snížení diastolického krevního tlaku během klidu, který byl zachován během zátěžového testování [5]. Studie dochází k závěru, že jejich data naznačují, že suplementace BRJ snižuje krevní tlak u pacientů s PAD a tento účinek je zachován po celou dobu cvičení [5].

Dodávka kyslíku a okysličení svalové tkáně Potřeba kyslíku pracujících svalů se zvyšuje s úrovní aktivity, která zvyšuje účinnost dodávky kyslíku a využití kyslíku je zásadní pro svalovou funkci, stejně jako nezbytné zvýšení průtoku krve. To je zvláště důležité u pacientů s PAD; zvýšení oxygenace do oblastí ischemie kosterního svalstva může zvýšit fyzické funkce. Pomocí blízké infračervené spektroskopie lze zkoumat okysličení svalové tkáně. Během cyklování u zdravých mužů suplementujících BRJ byly koncentrace oxyhemoglobinu v pravém svalu vastus lateralis vyšší než u placeba [6]. Při jízdě na kole se střední intenzitou došlo u mužských cyklistů k 13% snížení amplitudy koncentrace deoxyhemoglobinu po suplementaci, což naznačovalo snížení frakční extrakce kyslíku v pravém m. vastus lateralis [6]. Tyto výsledky naznačují, že suplementace BRJ může podporovat lepší rovnováhu mezi lokalizovaným dodáním kyslíku a jeho využitím jako indexu svalové frakční extrakce kyslíku [6]. Celkově bylo prokázáno, že suplementace BRJ zvyšuje okysličení pracovní svalové tkáně během cvičení.

U pacientů s PAD byla během testu kardiopulmonální zátěže při chůzi sledována oxygenace gastrocnemia s nejhoršími příznaky PAD. Subjekty vykazovaly 48% snížení amplitudy koncentrace deoxyhemoglobinu po suplementaci BRJ, což naznačuje, že frakční extrakce kyslíku byla snížena [5]. Během cvičebního protokolu byla měření amplitudy deoxyhemoglobinu u skupiny suplementace BRJ po 100 a 200 sekundách cvičení snížena o 44 % a 53 % [5]. Tato odezva naznačuje, že suplementace BRJ u pacientů s PAD zlepšuje rovnováhu mezi lokálním dodáváním kyslíku a jeho využitím jako index extrakce svalové frakční oxygenace pracujícím svalem. Zvýšení oxygenace do oblastí ischemie kosterního svalstva u pacientů s PAD může zvýšit fyzické funkce, ale aby to bylo co nejúčinnější, musí být stanoven vztah mezi dávkou a odezvou.

Průtok krve a termoregulační reakce Zvýšení aktivity a potřeby kyslíku pracujících kosterních svalů vyžaduje zvýšení průtoku krve. U pacientů s PAD je zvýšení průtoku krve do pracujícího svalu obtížné kvůli aterosklerotickým okluzím v tepnách dolních končetin. Výzkum na zdravé populaci prokázal významné zvýšení průtoku krve předloktím během cvičení rukou v hypoxických stavech po akutní dávce BRJ ve srovnání s placebem (BRJ 373 ± 38 ml/min; placebo 343 ± 32 ml/min).

Oxid dusnatý signalizuje hladkému svalstvu v krevních cévách (endotelu), aby se uvolnil, což zase zvyšuje průtok krve do lokalizované oblasti vazodilatace. U zdravé populace zvyšuje suplementace dusičnanů ve stravě vazodilataci blízko povrchu kůže [7]. Toto zvýšení vazodilatační kapacity a průtoku krve by vytvořilo silnější teplotní gradient na úrovni kůže, což by usnadnilo účinnější výměnu tepla, protože krev se ochlazuje na úrovni kůže (odpařovací, vodivé a konvektivní chlazení potem), což by způsobilo snížená zátěž organismu.

U pacientů s PAD se ukázalo, že signalizace oxidu dusnatého související s dusitany zvyšuje periferní průtok krve do hypoxické tkáně, což je podporováno snížením deoxygenace gastrocnemia a snížením krevního tlaku [5]. Během dilatace zprostředkované průtokem brachiální tepny se však vrcholová dilatace významně nezměnila (BRJ 42,6 ± 10,6 sekund; placebo 41,0 ± 10,39 sekund), což naznačuje, že endoteliální produkce oxidu dusnatého se nezměnila [5]. Neměnná vazodilatační odpověď je pravděpodobně způsobena tím, že studie nezkoumala vztah mezi dávkou a odezvou BRJ a její účinky na vazodilataci.

Tolerance cvičení a náklady na kyslík Bylo prokázáno, že suplementace BRJ snižuje náklady na kyslík během cvičení s nízkou a střední intenzitou. U trénované populace suplementující BRJ bylo zjištěno významné snížení nákladů na kyslík během počátečních fází cvičení [8, 9]. Ukázalo se, že náklady na kyslík během chůze se po suplementaci BRJ snížily přibližně o 12 % [8]. Suplementace BRJ prokázala u rekreačně trénovaných mužů 20% snížení nákladů na kyslík během středně intenzivní cyklistiky [10]. Toto snížení nákladů na kyslík implikuje zvýšení efektivity cvičení při cvičení na mírné až střední úrovni, což zase zvyšuje toleranci cvičení. U vysoce intenzivního cvičení se po suplementaci BRJ prodloužil čas do cvičení-selhání o 15 %, což také naznačuje zvýšení tolerance cvičení [8].

Suplementace BRJ v klinických populacích také prokázala zlepšení tolerance cvičení. U pacientů se srdečním selháním se zachovanou ejekční frakcí se submaximální vytrvalostní cvičení zlepšilo o 24 % po suplementaci BRJ ve srovnání s placebem (BRJ 449 ± 180 sekund; placebo 363 ± 125 sekund) [3]. U pacientů s CHOPN se vzdálenost chůze prodloužila o 11 % a doba do vyčerpání námahy se zvýšila o 6 % [11]. U pacientů s PAD vykázala suplementace BRJ 18% (32 sekund) zvýšení nástupu klaudikační bolesti a 17% (65 sekund) prodloužení maximální doby chůze ve srovnání s placebem [5]. Tyto výsledky u pacientů s PAD ukazují podstatnou akutní odpověď na suplementaci BRJ (~2 hodiny konzumace) během zátěžového testování.

U různých populací se ukázalo, že suplementace BRJ snižuje krevní tlak, zlepšuje průtok krve, zvyšuje okysličení svalové tkáně, bezpečně udržuje teplotu jádra a zvyšuje toleranci cvičení. Účinky BRJ specificky u pacientů s PAD ukázaly pokles krevního tlaku, prodloužení doby do nástupu klaudikace a toleranci zátěže, ale neprokázaly významný účinek na endoteliální funkci. Zkoumání vztahu mezi dávkou a odezvou je nezbytné pro stanovení reakcí na suplementaci BRJ (funkce endotelu, funkce nohou a kapacita krevních cév pro přenos kyslíku) u pacientů s PAD. V této studii byla vyšší dávka dusičnanů (280 ml, 16,8 mmol nitrátů) bude zkoumána [12]. Suplementace BRJ prokázala snížení krevního tlaku, zvýšené okysličení svalové tkáně, průtok krve a termoregulační odezvu. Všechny tyto mechanismy přispívají ke zlepšení celkové kardiovaskulární funkce. Pokud jsou tyto výsledky pozorovány během této studie, pacienti s PAD mohou pociťovat menší klaudikační bolesti a také lepší toleranci k každodenním fyzickým aktivitám a cvičení.