Příjem kakaového flavanolu a cvičení při hypoxii

Není neobvyklé, že se sportovní akce konají nebo končí ve vysoké nadmořské výšce, kde fyzické a kognitivní (např. rozhodování, motorická kontrola) výkon při hypoxii je určující pro výsledek sportovního výkonu. S rostoucí popularitou doplňků výživy u atletické i nesportovní populace se výzkum stále více zaměřuje na složky stravy, které mohou zlepšit kognitivní a cvičební výkon.

Flavonoidy, podskupina polyfenolů, jsou třídou přírodních sloučenin vyskytujících se v lidské stravě a zahrnují podkategorie flavanolů, flavonolů, isoflavonů, flavonů a anthokyanidinů. Příjem flavanolů, které se nacházejí v hroznech, čaji, červeném víně, jablkách a zejména kakau, způsobuje vazodilataci zprostředkovanou oxidem dusnatým (NO) a může zlepšit periferní a cerebrální průtok krve (CBF).

U kakaového flavanolu (CF) existují důkazy, že jak dlouhodobý, tak akutní příjem může zlepšit kognitivní funkce, přičemž množství a biologická dostupnost konzumovaného CF výrazně ovlivňuje jeho příznivé účinky a vyšší dávky vyvolávají větší účinky na kognitivní funkce. U zdravých mladých jedinců byl prokázán zvýšený CBF po akutním a chronickém (3 měsíce) příjmu CF. Kromě toho se po akutním příjmu CF u zdravých jedinců zlepší kognitivní výkon a nálada během trvalého duševního úsilí a příjem CF může zvýšit prefrontální okysličení během kognitivních úkolů u dobře trénovaných sportovců. Navíc příjem CF není spojen pouze se zlepšeným průtokem krve, ale může také zlepšit výkon cvičení po 2 týdnech příjmu hořké čokolády. Kromě toho je známo, že CF má antioxidační vlastnosti a 2týdenní příjem CF byl spojen se sníženými markery oxidačního stresu po cvičení.

V hypoxických podmínkách jsou arteriální tlak kyslíku (PaO2) a arteriální saturace O2 (SaO2) sníženy, což ohrožuje dodávku kyslíku tkání. Protože funkce mozku a integrita mozku jsou závislé na nepřetržitém přísunu kyslíku, může desaturace mozku vést při hypoxii ke zhoršení kognitivních funkcí. Závažnost postižení souvisí s rozsahem vysoké nadmořské výšky, kdy ve výšce 3000 m (=14,3 % kyslíku (O2); = 71 % kyslíku dostupného na úrovni moře) jsou patrné psychomotorické poruchy. Cerebrální oxygenace, kterou lze měřit pomocí blízké infračervené spektroskopie, je při hypoxii snížena.

Zůstává nejasné, zda příjem CF může ovlivnit cerebrální oxygenaci a perfuzi v hypoxických podmínkách a zda příjem CF může (částečně) působit proti kognitivním poruchám vyvolaným hypoxií. Proto bylo prvním cílem této studie zjistit, zda kognitivní funkce a prefrontální okysličení během psychicky náročného úkolu budou narušeny hypoxickými podmínkami (nadmořská výška 3000 m; 14,3 % O2) a zda lze tyto poruchy částečně obnovit subchronickým příjmem CF (7 dny, 900 mg/den).

Hypoxie také zhoršuje fyzický výkon. Snížení mozkové oxygenace vyvolané hypoxií může upřednostňovat centrální únavu, tj. selhání centrálního nervového systému při adekvátní excitaci motoneuronů, čímž se zhoršuje výkon při cvičení v hypoxických podmínkách. Vzhledem k tomu, že hypoxie také zhoršuje dodávku kyslíku do svalové tkáně, snížený přívod kyslíku do cvičícího svalu a zhoršená produkce oxidační energie ve cvičícím svalu je druhým faktorem, který negativně ovlivňuje výkon při cvičení.

Kromě výše uvedených účinků nadmořské výšky na dodávku O2 má hypoxie za následek také zvýšený oxidační stres. Oxidační stres označuje nerovnováhu mezi hladinami prooxidantů a antioxidantů ve prospěch prooxidantů v buňkách a tkáních a může být výsledkem snížených hladin antioxidantů nebo zvýšené produkce reaktivních forem kyslíku. To druhé může být vyvoláno jak vyčerpávajícím cvičením, tak vysokou nadmořskou výškou. Protože oxidačnímu stresu lze čelit pomocí CF, zaměřujeme se také na zkoumání toho, jak mohou být markery oxidačního stresu ovlivněny příjmem CF cvičením při hypoxii. Druhým cílem této studie bylo proto prozkoumat možné příznivé účinky příjmu CF na změny mozkové a svalové vazoreaktivity a oxidativní stres při cvičení v hypoxii a jeho důsledky na výkon při cvičení.