Akut nitrattilskud hos cyklister

Nyligt arbejde hos mennesker tyder på, at øget nitrogenoxid (NO) biotilgængelighed kan inducere fysiologiske ændringer ud over de velkendte hæmodynamiske effekter (Dejam, Hunter et al. 2004; Webb, Patel et al. 2008). NO spiller en nøglerolle i reguleringen af ​​blodgennemstrømning, muskelkontraktilitet, myocytdifferentiering, glucose og calciumhomeostase (Dejam, Hunter et al. 2004). I den menneskelige krop reduceres eksogent nitrat (NO3-), som har en halveringstid på 6-7 timer (h) (Lundberg, Weitzberg et al. 2008) til bioaktivt nitrit (NO2-) af fakultative anaerobe bakterier i spyttet og videre til NO via forskellige veje (Duncan, Dougall et al. 1995; Zhang, Naughton et al. 1998). Flere grupper (Larsen, Weitzberg et al. 2007; Bailey, Fulford et al. 2009; Bailey, Winyard et al. 2010; Larsen, Weitzberg et al. 2010; Vanhatalo, Bailey et al. 2010; Lansley, Winyard1 et al. 201 ) har undersøgt, om nitrattilførsel i kosten påvirker metaboliske eller kredsløbsparametre under træning in vivo hos mennesker. Oral indtagelse af natriumnitrat (0,1 mmol•kg-1•d-1) i 2-3 dage (d) har vist sig at reducere pulmonal iltoptagelse (VO2) signifikant under submaksimal cykeltræning hos både utrænede (Larsen, Weitzberg et al. . 2010) og trænede mænd (Larsen, Weitzberg et al. 2007). Da brugen af ​​natriumnitrat er reguleret i de fleste lande, er forskere begyndt at undersøge virkningen af ​​indtagelse af nitratrige fødevarer, såsom rødbedejuice, på den fysiologiske reaktion på træning (Bailey, Fulford et al. 2009; Bailey, Winyard et al. al. 2010; Vanhatalo, Bailey et al. 2010; Lansley, Winyard et al. 2011).

Nyligt arbejde af Jones og kolleger har vist, at indtagelse af 0,5 L rødbedejuice pr. dag i 6 dage reducerer pulmonal iltoptagelse under submaksimal træning (Bailey, Fulford et al. 2009; Vanhatalo, Bailey et al. 2010; Lansley, Winyard et al. 2011) og sænker ATP-omkostningerne ved muskelkraftproduktion, hvilket tyder på en forbedret kontraktil effektivitet (Bailey, Winyard et al. 2010). Denne forbedring i træningseffektiviteten var tydelig (2,5 timer) efter indtagelse af en enkelt 0,5 L bolus af rødbeder og varede i 15 dage, når tilskud blev fortsat (Vanhatalo, Bailey et al. 2010). Selvom den aktive ingrediens i rødbeder er blevet antaget at være nitrat, er rødbeder rig på flere andre potentielt metabolisk aktive forbindelser (f. polyfenoler). For at bekræfte, om de foreslåede kardiovaskulære og fysiologiske fordele ved rødbedejuice udelukkende kan tilskrives dets høje NO3-indhold, testede Jones og kolleger rødbedejuice mod nitratfattig rødbedejuice. De bekræftede deres tidligere resultater (Bailey, Fulford et al. 2009) ved at påvise en lavere O2-omkostning ved submaksimal træning efter indtagelse af 0,5 L rødbedejuice i 6 dage sammenlignet med den nitratfattige juice (Lansley, Winyard et al. 2011). .

Ud fra de foreslåede forbedringer i metabolisk effektivitet er det blevet foreslået, at nitrattilskud (0,5 L•d-1; ~5,1-11,2 mmol NO3- •d-1) kan øge træningstolerance eller tid til træthed, når træning udføres ved højere arbejdsbelastning (Bailey, Fulford et al. 2009; Bailey, Winyard et al. 2010; Vanhatalo, Bailey et al. 2010; Lansley, Winyard et al. 2011). Sidstnævnte tyder på, at indtagelse af uorganisk nitrat kan virke som en stærk ergogen hjælp. Vi har for nylig testet nitrats potentielle ergogene egenskaber ved hjælp af en mere praktisk, præstationsbaseret undersøgelse, der simulerede atletisk konkurrence i en trænet forsøgspersonpopulation (Cermak, Gibala et al. 2011). Vi påviste, at efter 6 dages nitrattilskud i form af koncentreret rødbedejuice (140 mL•d-1; ~4 mmol NO3- •d-1), var gennemsnitlig VO2 lavere under submaksimal træning og 10 km tidsprøvepræstation forbedret hos trænede cyklister (Cermak, Gibala et al. 2011). Imidlertid er den minimale dosis og varighed af nitrattilskud, der er nødvendig for at fremkalde disse præstationseffekter, stort set ukendt. Selvom tid til udmattelse ikke er en særlig praktisk præstationsmåling, er forbedringer i sådanne præstationstests blevet observeret efter kun 4 dages nitrattilskud (0,5 L•d-1; ~6,2 mmol•d-1 NO3-). Ydermere har selv en enkelt dosis nitrat (~5,2 mmol NO3-) vist sig at sænke gennemsnitlige VO2-værdier målt 2,5 timer efter indtagelse af 0,5 L rødbedejuice (Vanhatalo, Bailey et al. 2010). Hvorvidt en lignende forbedring i time-trial ydeevne også ville blive observeret efter en kortere tilskudsperiode er på nuværende tidspunkt ukendt. Derfor sigter nærværende undersøgelse på at undersøge, om en enkelt dosis diætnitrat (140 ml; ~8 mmol NO3-) indtaget 3 timer før påbegyndelse af træning vil forbedre præstationer i tidskørsler hos trænede cyklister.

Ydermere har indtagelse af uorganisk nitrat (rødbedejuice) også vist sig at forbedre tiden til claudicatio-smerter under gang hos patienter med perifer arteriesygdom (Kenjale, Ham et al. 2011) og sænke plasmatriglycerider hos patienter med risiko for hjerte-kar-sygdom (Zand, Lanza et al. 2011), der giver bevis for uorganisk nitratindtagelse for at forbedre vasodilatation/perfusion. Hvorvidt en bolusindtagelse af nitrat også ville påvirke perfusionen af ​​næringsstoffer efter indtagelse af et lille måltid er stadig ukendt. Derfor ønsker vi i et sekundært formål at undersøge plasmametabolitresponset ud over nitrat- og nitritkoncentrationer efter nitrattilskud og efterfølgende måltidsindtagelse.

1. MÅL Hovedformålet vil være at identificere, om en bolus (140 mL) indtagelse af diætnitrat (~8 mmol NO3-) i form af koncentreret rødbedejuice vil akut øge tidsforsøgs ydeevne sammenlignet med en nitrat-depleteret placebo (140 mL) -0,0047 mmol NO3-). Et sekundært mål vil være at måle blodprøver efter nitrat og måltidsindtagelse for at vurdere eventuelle ændringer i koncentrationen af ​​nitrat, nitrit, glukose, insulin, laktat og frie fedtsyrer. I dette sekundære mål er vi mest interesserede i at bestemme, om nitrattilskud ændrer blodmetabolitter (glukose, insulin, laktat, frie fedtsyrer) efter 1) måltidsindtagelse og 2) restitutionsperiode umiddelbart efter træning sammenlignet med placebo. Vi vil teste hypotesen om, at en enkelt dosis (140 ml; ~8 mmol NO3-) nitrattilskud (rødbedejuice) indtaget 3 timer før træning vil forbedre præstationerne i tidskørsler hos trænede cyklister sammenlignet med den nitratfattige placebo.
2. STUDIEDESIGN (protokol) Efter vurdering af aerob kapacitet (trinvis træningscyklustest til udmattelse) og fortrolighedstest, vil forsøgspersonerne blive randomiseret på en dobbeltblind måde til behandlingsrækkefølgen af ​​en bolusindtagelse af nitrat (rødbedejuice) og placebo (nitratfattigt rødbedejuice). For de to eksperimentelle forsøg vil forsøgspersonerne rapportere til laboratoriet kl. 8.00 for indsættelse af blodkateteret i en antecubital vene. Forsøgspersonerne vil derefter blive bedt om at indtage 140 mL enten koncentreret rødbedejuice-nitrat eller koncentreret nitrat-udtømt rødbedejuice (placebo). Efter indtagelse af drikkevaren vil forsøgspersonerne få en standardiseret morgenmad og vil derefter hvile i laboratoriet i 2,5 timer, før de vejes og udstyres med en pulsmåler til påbegyndelse af tidsprøven (3 timer efter indtagelse af behandlingen) drik). Blodprøver vil blive udtaget på tidspunktet 0 min (før indtagelse af drikkevarer), 30, 60, 90, 120, 150, 180 min (start af tidsprøve). Yderligere to blodprøver vil blive udtaget umiddelbart efter og 30 minutter efter tidsprøven (Figur 1). Prøveudtagning vil finde sted hvert 30. minut baseret på tidligere forskning, der undersøger blodmetabolitter efter måltidsindtagelse eller en oral glukosebelastning (van Dijk, Manders et al. 2011) og nitrat/nitrit-koncentrationer (Webb, Patel et al. 2008). De sidste to blodprøver vil tages umiddelbart efter tidsprøven og 30 minutter inde i restitutionsperioden for at vurdere eventuelle ændringer i metabolitter og nitrat/nitrit-koncentrationer fra træningen og under den kortsigtede restitutionsperiode.

For at vurdere præstationer i tidskørsler vil forsøgspersoner blive instrueret i at udføre en bestemt mængde arbejde på kortest mulig tid. Det samlede arbejde, der skal udføres, vil blive beregnet i henhold til ligningen for Jeukendrup, Saris, Brouns og Kester (Jeukendrup, Saris et al. 1996), tilpasset af vores laboratorium (Beelen, Berghuis et al. 2009):

Samlet arbejdsmængde = 0,60 • Wmax • 3.600

hvor Wmax er den maksimale arbejdsbelastningskapacitet bestemt under besøg 1 og 3.600 er varigheden i sekunder (svarende til 1 time). Ergometeret indstilles i lineær tilstand for at opnå 60 % Wmax, når forsøgspersonernes cyklus ved deres foretrukne kadence bestemt under besøg 1. Ergometeret vil blive tilsluttet en computer, der beregner og viser den samlede mængde udført arbejde. Forsøgspersoner vil ikke modtage verbal eller fysiologisk feedback under tidsprøven. De eneste informationspersoner vil modtage, er den absolutte mængde udført arbejde og procentdelen af ​​det samlede udførte arbejde i forhold til den fastsatte mængde arbejde, der skal udføres. En ventilator vil blive placeret 1 meter bag hver deltager for at sørge for køling og luftcirkulation under forsøgene. Puls (Polar, Finland) vil blive registreret kontinuerligt under hele testen. Denne type tidsforsøg er blevet valideret og brugt før i vores laboratorium (Beelen, Berghuis et al. 2009), for en oversigt over valideringsstudier se (Currell og Jeukendrup 2008). Eksempler på variationskoefficienter i lignende forsøg er 1,1 (Palmer, Dennis et al. 1996), 0,7 (Smith, Davison et al. 2001) og 0,9 (Laursen, Shing et al. 2003). Vand vil blive leveret ad libitum under besøg 1 og 2. Vandet, der forbruges under besøg 2 (familiariseringsforsøg), vil dog blive målt og gentaget for besøg 3 og 4 (motionsforsøg).