Akuutti nitraattilisä pyöräilijöille

Viimeaikaiset ihmisillä tehdyt työt viittaavat siihen, että typpioksidin (NO) biologisen hyötyosuuden lisääminen voi aiheuttaa fysiologisia muutoksia tunnettujen hemodynaamisten vaikutusten lisäksi (Dejam, Hunter ym. 2004; Webb, Patel et al. 2008). NO:lla on keskeinen rooli verenvirtauksen, lihasten supistumiskyvyn, myosyyttien erilaistumisen, glukoosin ja kalsiumin homeostaasin säätelyssä (Dejam, Hunter et al. 2004). Ihmiskehossa eksogeeninen nitraatti (NO3-), jonka puoliintumisaika on 6-7 tuntia (h) (Lundberg, Weitzberg et al. 2008), pelkistyy bioaktiiviseksi nitriitiksi (NO2-) syljen fakultatiivisten anaerobisten bakteerien toimesta. ja edelleen NO:hen erilaisten reittien kautta (Duncan, Dougall et ai. 1995; Zhang, Naughton et ai. 1998). Useita ryhmiä (Larsen, Weitzberg ym. 2007; Bailey, Fulford ym. 2009; Bailey, Winyard ym. 2010; Larsen, Weitzberg ym. 2010; Vanhatalo, Bailey ym. 2010; Lansley, Winyard ym. 2011 ) ovat tutkineet, vaikuttaako ravinnon nitraattien saanti aineenvaihdunta- tai verenkiertoparametreihin harjoituksen aikana in vivo ihmisillä. Natriumnitraatin (0,1 mmol•kg-1•d-1) suun kautta 2–3 päivän ajan (d) on osoitettu vähentävän merkittävästi keuhkojen hapenottoa (VO2) submaksimaalisen pyöräilyharjoituksen aikana molemmissa harjoittamattomissa (Larsen, Weitzberg et al. 2010) ja koulutetut miehet (Larsen, Weitzberg ym. 2007). Koska natriumnitraatin käyttöä säännellään useimmissa maissa, tutkijat ovat alkaneet tutkia nitraattipitoisten ruokien, kuten punajuurimehun, nauttimisen vaikutusta liikunnan fysiologiseen vasteeseen (Bailey, Fulford ym. 2009; Bailey, Winyard et al. al. 2010; Vanhatalo, Bailey ym. 2010; Lansley, Winyard ym. 2011).

Jonesin ja kollegoiden äskettäiset työt ovat osoittaneet, että 0,5 litran punajuurimehua päivässä 6 päivän ajan vähentää keuhkojen hapenottoa submaksimaalisen rasituksen aikana (Bailey, Fulford ym. 2009; Vanhatalo, Bailey ym. 2010; Lansley, Winyard et al. 2011) ja alentaa lihasvoimatuotannon ATP-kustannuksia, mikä viittaa parantuneeseen supistumistehokkuuteen (Bailey, Winyard et al. 2010). Tämä parannus harjoituksen tehokkuudessa oli ilmeistä äkillisesti (2,5 h) yhden 0,5 litran punajuuriboluksen nauttimisen jälkeen ja jatkui 15 vuorokautta, kun lisäravintoa jatkettiin (Vanhatalo, Bailey et al. 2010). Vaikka punajuuren vaikuttavana aineena on oletettu nitraattia, punajuuressa on runsaasti useita muita mahdollisesti metabolisesti aktiivisia yhdisteitä (esim. polyfenolit). Jones ja kollegat testasivat punajuurimehua vastaan ​​nitraattivapaata punajuurimehua vahvistaakseen, johtuvatko punajuurimehun ehdotetut kardiovaskulaariset ja fysiologiset hyödyt yksinomaan sen korkeasta NO3-pitoisuudesta. He vahvistivat aiemmat löydökseensä (Bailey, Fulford ym. 2009) osoittamalla, että 0,5 litran punajuurimehua nautittu 6 päivän ajan submaksimaalisen harjoittelun O2-kustannukset ovat alhaisemmat verrattuna nitraattivapaaseen mehuun (Lansley, Winyard et al. 2011). .

Ehdotettujen aineenvaihdunnan tehokkuuden parannusten perusteella on ehdotettu, että nitraattilisä (0,5 L•d-1; ~5,1-11,2) mmol NO3- •d-1) voi lisätä harjoituksen sietokykyä tai väsymysaikaa, kun harjoittelua tehdään suuremmalla työmäärällä (Bailey, Fulford ym. 2009; Bailey, Winyard ym. 2010; Vanhatalo, Bailey ym. 2010; Lansley, Winyard ym. 2011). Jälkimmäinen viittaa siihen, että epäorgaanisen nitraatin nauttiminen voi toimia vahvana ergogeenisenä apuvälineenä. Testasimme äskettäin nitraatin mahdollisia ergogeenisiä ominaisuuksia käyttämällä käytännöllisempää, suorituskykyyn perustuvaa tutkimusta, joka simuloi urheilullista kilpailua koulutetussa kohdepopulaatiossa (Cermak, Gibala et al. 2011). Osoitimme, että 6 vuorokauden nitraattilisäravinnon jälkeen tiivistetyn punajuurimehun muodossa (140 ml•d-1; ~4 mmol NO3- •d-1) keskimääräinen VO2 oli alhaisempi maksimaalisen harjoituksen ja 10 km:n aikakokeilun aikana. parantunut koulutetuilla pyöräilijöillä (Cermak, Gibala et al. 2011). Nitraattilisän vähimmäisannos ja kesto, joka tarvitaan näiden suorituskykyvaikutusten aikaansaamiseksi, on kuitenkin suurelta osin tuntematon. Vaikka aika uupumukseen ei ole kovin käytännöllinen suorituskyvyn mittaus, tällaisten suorituskykytestien parannuksia on havaittu jo 4 vuorokauden ravinnon nitraattilisän jälkeen (0,5 L•d-1; ~6,2 mmol•d-1 NO3-). Lisäksi jo yhden annoksen nitraattia (~5,2 mmol NO3-) on osoitettu alentavan keskimääräisiä VO2-arvoja mitattuna 2,5 tuntia 0,5 litran punajuurimehua nauttimisen jälkeen (Vanhatalo, Bailey ym. 2010). Tällä hetkellä ei tiedetä, havaittaisiinko vastaava parannus aika-ajo-suorituskyvyssä myös lyhyemmän lisäajan jälkeen. Siksi tässä tutkimuksessa pyritään tutkimaan, parantaako kerta-annos ravinnon nitraattia (140 ml; ~8 mmol NO3-), joka nautitaan 3 tuntia ennen harjoituksen alkua, harjoittaneiden pyöräilijöiden aika-ajoa.

Lisäksi epäorgaanisten nitraattien (juurimehu) nauttimisen on myös osoitettu pidentävän kävellessä olevaa kludikaation kipua ääreisvaltimotautipotilailla (Kenjale, Ham et al. 2011) ja alentavan plasman triglyseridejä potilailla, joilla on riski saada sydän- ja verisuonitauti (Zand, Lanza ym. 2011), jotka tarjoavat todisteita epäorgaanisten nitraattien nauttimisesta vasodilaatio/perfuusion parantamiseksi. Ei tiedetä, vaikuttaako nitraatin boluksen nauttiminen myös ravintoaineiden kulkeutumiseen pienen aterian jälkeen. Siksi toissijaisessa tarkoituksessa haluamme tutkia plasman metaboliittivastetta nitraatti- ja nitriittipitoisuuksien lisäksi nitraattilisän ja myöhemmän aterian nauttimisen jälkeen.

1. TAVOITTEET Päätavoitteena on selvittää, parantaako nitraatin (140 ml) boluksena nauttiminen ravinnon nitraattia (~8 mmol NO3-) tiivistetyn punajuurimehun muodossa äkillisesti aikakokeen suorituskykyä verrattuna nitraattivajaiseen lumelääkkeeseen (140 ml). ~0,0047 mmol NO3-). Toissijaisena tavoitteena on mitata verinäytteitä nitraattien ja aterian nauttimisen jälkeen nitraattien, nitriitin, glukoosin, insuliinin, laktaatin ja vapaiden rasvahappojen pitoisuuksien mahdollisten muutosten arvioimiseksi. Tässä toissijaisessa tavoitteessa olemme eniten kiinnostuneita määrittämään, muuttaako nitraattilisä veren aineenvaihduntatuotteita (glukoosi, insuliini, laktaatti, vapaat rasvahapot) 1) aterian nauttimisen ja 2) välittömän harjoituksen jälkeisen palautumisjakson jälkeen lumelääkkeeseen verrattuna. Testaamme hypoteesia, jonka mukaan kerta-annos (140 ml; ~8 mmol NO3-) ravinnon nitraattilisää (punajuurimehua) nautittuna 3 tuntia ennen harjoittelua parantaa harjoitettujen pyöräilijöiden aika-ajoa verrattuna nitraattivajaiseen lumelääkkeeseen.
2. TUTKIMUKSEN SUUNNITTELU (Protokolla) Aerobisen kapasiteetin arvioinnin (asteittainen harjoituspyöräilytesti uupumukseen) ja perehdyttämistestauksen jälkeen koehenkilöt satunnaistetaan kaksoissokkomenetelmällä hoitojärjestykseen, jossa nitraattia (punajuurimehua) bolusnaamio. lumelääke (nitraattivähennetty punajuurimehu). Kahdessa kokeellisessa kokeessa koehenkilöt ilmoittavat laboratorioon klo 8.00 verikatetrin asettamiseksi kyynärpäälaskimoon. Tämän jälkeen koehenkilöitä pyydetään nauttimaan 140 ml joko tiivistettyä punajuurimehunitraattia tai tiivistettyä nitraattipitoista punajuurimehua (plaseboa). Juoman nauttimisen jälkeen koehenkilöille tarjotaan standardoitu aamiainen, jonka jälkeen he lepäävät laboratoriossa 2,5 tuntia ennen kuin heidät punnitaan ja varustetaan sykemittarilla aikakokeen aloittamista varten (3 tuntia hoidon jälkeen). juoma). Verinäytteet otetaan 0 min (ennen juoman nauttimista), 30, 60, 90, 120, 150, 180 min (aikakokeen alkaessa). Kaksi muuta verinäytettä otetaan välittömästi aika-ajon jälkeen ja 30 minuuttia sen jälkeen (kuva 1). Näytteenotto tapahtuu 30 minuutin välein aiempien tutkimusten perusteella, joissa tutkitaan veren metaboliitteja aterian nauttimisen tai suun glukoosikuormituksen jälkeen (van Dijk, Manders ym. 2011) ja nitraatti/nitriittipitoisuuksia (Webb, Patel et al. 2008). Kaksi viimeistä verinäytettä otetaan välittömästi aikakokeen jälkeen ja 30 minuutin kuluttua palautumisjaksosta, jotta voidaan arvioida aineenvaihduntatuotteiden ja nitraatti/nitriittipitoisuuksien muutoksia harjoituksesta ja lyhyen toipumisjakson aikana.

Aikakokeen suorituskyvyn arvioimiseksi koehenkilöitä ohjataan suorittamaan tietty määrä työtä mahdollisimman lyhyessä ajassa. Suoritettava kokonaistyö lasketaan Jeukendrupin, Sarisin, Brounsin ja Kesterin yhtälön (Jeukendrup, Saris et al. 1996) mukaisesti, joka on mukautettu laboratoriomme (Beelen, Berghuis et al. 2009) mukaan:

Työn kokonaismäärä = 0,60 • Wmax • 3 600

missä Wmax on käynnin 1 aikana määritetty enimmäistyökuormituskyky ja 3 600 on kesto sekunteina (vastaa 1 tuntia). Ergometri asetetaan lineaariseen tilaan saavuttamaan 60 % Wmax, kun koehenkilön sykli määritetään halutulla poljinnopeudella käynnin 1 aikana. Ergometri liitetään tietokoneeseen, joka laskee ja näyttää suoritetun työn kokonaismäärän. Koehenkilöt eivät saa sanallista tai fysiologista palautetta aikakokeen aikana. Ainoat tiedot, jotka kohteet saavat, on suoritetun työn absoluuttinen määrä ja prosenttiosuus tehdystä kokonaistyöstä suhteessa asetettuun suoritettavan työn määrään. Tuuletin sijoitetaan metrin päähän kunkin osallistujan taakse jäähdytyksen ja ilmankierron varmistamiseksi kokeiden aikana. Sykettä (Polar, Suomi) tallennetaan jatkuvasti koko testin ajan. Tämäntyyppinen aikakokeilu on validoitu ja käytetty aiemmin laboratoriossamme (Beelen, Berghuis et al. 2009), katso yleiskatsaus validointitutkimuksista (Currell ja Jeukendrup 2008). Esimerkkejä variaatiokertoimista samanlaisissa kokeissa ovat 1,1 (Palmer, Dennis et al. 1996), 0,7 (Smith, Davison ym. 2001) ja 0,9 (Laursen, Shing et al. 2003). Vettä tarjotaan ad libitum käyntien 1 ja 2 aikana. Kuitenkin käynnin 2 (perustuskoe) aikana kulutettu vesi mitataan ja toistetaan käynneillä 3 ja 4 (harjoituskokeet).