Integrazione alimentare di nitrati e termoregolazione

Contesto e fondamento logico La stragrande maggioranza della ricerca che coinvolge l'integrazione alimentare di nitrati, in particolare il succo di barbabietola, è stata eseguita principalmente su campioni di popolazioni sane. Sono state studiate alcune popolazioni cliniche, tra cui insufficienza cardiaca con frazione di eiezione conservata, broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) e arteriopatia periferica (PAD). In varie popolazioni, il succo di barbabietola (BRJ) ha dimostrato di diminuire la pressione sanguigna complessiva, aumentare il flusso sanguigno, aumentare l'ossigenazione del tessuto muscolare, migliorare la regolazione della temperatura interna del corpo e aumentare la tolleranza all'esercizio riducendo al contempo il costo dell'ossigeno dell'esercizio.

È stato dimostrato che l'integrazione di BRJ per la pressione sanguigna ha un effetto immediato sulla riduzione della pressione sanguigna, con le diminuzioni più sostanziali registrate entro circa 2,5-3 ore dopo il consumo di integratori [1, 2]. La pressione arteriosa sistolica, diastolica e media ha mostrato diminuzioni di 10,4±3 mmHg, 8,1±2,1 mmHg e 8,0±2,1 mmHg, rispettivamente, nei volontari sani [2]. Durante l'esercizio in individui sani, la pressione arteriosa sistolica è rimasta più bassa durante le diverse intensità di esercizio [1]. La pressione sanguigna è stata ridotta anche nell'insufficienza cardiaca con pazienti con frazione di eiezione conservata. Dopo una dose acuta di BRJ, la pressione arteriosa sistolica a riposo è diminuita significativamente rispetto alle condizioni del placebo (BRJ 127 ± 14 mmHg; placebo 134 ± 14 mmHg) [3]. Una leggera riduzione della pressione arteriosa sistolica durante l'esercizio può essere di beneficio per i pazienti affetti da PAD. L'ipertensione, o pressione alta, è un importante fattore di rischio per lo sviluppo di PAD [4]. Diminuendo la pressione arteriosa complessiva e leggermente diminuendo la pressione arteriosa sistolica in risposta a un'attività leggera si tradurrebbe in una diminuzione dello stress non necessario posto sul sistema cardiovascolare a riposo e durante l'esercizio.

In uno studio che ha coinvolto pazienti con PAD in cui 7 degli 8 partecipanti sono stati classificati come ipertesi o preipertesi, il consumo di BRJ ha causato una significativa riduzione della pressione arteriosa diastolica durante il riposo che è stata mantenuta durante il test da sforzo [5]. Lo studio conclude che i loro dati suggeriscono che l'integrazione con BRJ riduce la pressione sanguigna nei pazienti con PAD e questo effetto viene mantenuto durante l'esercizio [5].

Erogazione di ossigeno e ossigenazione del tessuto muscolare La richiesta di ossigeno del muscolo che lavora aumenta man mano che il livello di attività aumenta l'efficienza dell'erogazione di ossigeno e l'utilizzo dell'ossigeno è cruciale per la funzione muscolare, così come un necessario aumento del flusso sanguigno. Questo è particolarmente importante nei pazienti con PAD; l'aumento dell'ossigenazione nelle aree di ischemia del muscolo scheletrico può aumentare la funzione fisica. Utilizzando la spettroscopia nel vicino infrarosso, è possibile esaminare l'ossigenazione del tessuto muscolare. Durante il ciclismo in maschi sani che integravano con BRJ, le concentrazioni di ossiemoglobina del muscolo vasto laterale destro erano maggiori di quelle della condizione placebo [6]. Mentre pedalavano a intensità moderata, i ciclisti maschi avevano una riduzione del 13% dell'ampiezza della concentrazione di deossiemoglobina dopo l'integrazione, che indicava una riduzione dell'estrazione frazionata di ossigeno nel muscolo vasto laterale destro [6]. Questi risultati suggeriscono che l'integrazione di BRJ può promuovere un migliore equilibrio tra l'apporto localizzato di ossigeno e l'utilizzo come indice dell'estrazione frazionata di ossigeno da parte del muscolo [6]. Nel complesso, è stato dimostrato che l'integrazione con BRJ aumenta l'ossigenazione del tessuto muscolare durante l'esercizio.

Nei pazienti con PAD, l'ossigenazione del gastrocnemio con i peggiori sintomi di PAD è stata monitorata durante un test da sforzo cardiopolmonare in deambulazione. I soggetti hanno mostrato una riduzione del 48% dell'ampiezza della concentrazione di deossiemoglobina dopo l'integrazione con BRJ, che indicava che l'estrazione frazionata di ossigeno era ridotta [5]. Durante il protocollo di esercizio, le misure dell'ampiezza della deossiemoglobina per il gruppo di integrazione BRJ a 100 e 200 secondi dall'inizio dell'esercizio sono state ridotte rispettivamente del 44% e del 53% [5]. Questa risposta implica che l'integrazione di BRJ nei pazienti con PAD migliora un equilibrio tra l'apporto locale di ossigeno e l'utilizzo come indice dell'estrazione di ossigenazione frazionata muscolare da parte del muscolo che lavora. L'aumento dell'ossigenazione nelle aree di ischemia del muscolo scheletrico nei pazienti con PAD può aumentare la funzione fisica, ma affinché ciò sia il più efficiente possibile, deve essere determinata una relazione dose-risposta.

Flusso sanguigno e risposta termoregolatoria L'aumento dell'attività e della richiesta di ossigeno da parte del muscolo scheletrico in attività richiede un aumento del flusso sanguigno. Nei pazienti con PAD, l'aumento del flusso sanguigno ai muscoli in attività diventa difficile a causa delle occlusioni aterosclerotiche nelle arterie degli arti inferiori. La ricerca su popolazioni sane ha mostrato aumenti significativi del flusso sanguigno dell'avambraccio durante l'esercizio con presa della mano in condizioni ipossiche a seguito di un dosaggio acuto di BRJ rispetto al placebo (BRJ 373 ± 38 mL/min; placebo 343 ± 32 mL/min).

L'ossido nitrico segnala il rilassamento della muscolatura liscia all'interno dei vasi sanguigni (endotelio), che a sua volta aumenta il flusso sanguigno nell'area localizzata di vasodilatazione. Nelle popolazioni sane, l'integrazione alimentare di nitrati aumenta la vasodilatazione vicino alla superficie della pelle [7]. Questo aumento della capacità vasodilatatoria e del flusso sanguigno creerebbe un gradiente di temperatura più forte a livello della pelle, che faciliterebbe uno scambio di calore più efficiente mentre il sangue viene raffreddato a livello della pelle (sudore evaporativo, conduttivo e convettivo), causando diminuzione dello sforzo sul corpo.

Nei pazienti con PAD, la segnalazione di ossido nitrico correlata ai nitriti ha mostrato di aumentare il flusso sanguigno periferico al tessuto ipossico, che è supportato da una diminuzione della deossigenazione del gastrocnemio e da una diminuzione della pressione sanguigna [5]. Tuttavia, durante la dilatazione mediata dal flusso dell'arteria brachiale, la dilatazione del picco non è cambiata in modo significativo (BRJ 42,6 ± 10,6 secondi; placebo 41,0 ± 10,39 secondi), il che ha suggerito che la produzione endoteliale di ossido nitrico non è cambiata [5]. La risposta vasodilatatoria immutabile è probabilmente dovuta al fatto che lo studio non ha esaminato una relazione dose-risposta di BRJ e i suoi effetti sulla vasodilatazione.

Tolleranza all'esercizio e costo dell'ossigeno L'integrazione con BRJ ha dimostrato di ridurre il costo dell'ossigeno durante l'esercizio a bassa e moderata intensità. Nelle popolazioni allenate che integrano con BRJ, sono state rilevate diminuzioni significative del costo dell'ossigeno durante le fasi iniziali dell'esercizio [8, 9]. È stato dimostrato che il costo dell'ossigeno durante la deambulazione diminuisce di circa il 12% dopo l'integrazione con BRJ [8]. L'integrazione con BRJ ha mostrato una riduzione del 20% del costo dell'ossigeno durante il ciclismo di intensità moderata negli uomini allenati in modo ricreativo [10]. Questa riduzione del costo dell'ossigeno implica un aumento dell'efficienza dell'esercizio in esercizi di livello da leggero a moderato, che a sua volta aumenta la tolleranza all'esercizio. Nell'esercizio ad alta intensità, il tempo di fallimento dell'esercizio è aumentato del 15% dopo l'integrazione con BRJ, il che è anche indicativo di un aumento della tolleranza all'esercizio [8].

L'integrazione di BRJ nelle popolazioni cliniche ha anche dimostrato di migliorare la tolleranza all'esercizio. Nello scompenso cardiaco con pazienti con frazione di eiezione conservata, l'esercizio di resistenza submassimale è migliorato del 24% dopo l'integrazione di BRJ rispetto alle condizioni del placebo (BRJ 449 ± 180 secondi; placebo 363 ± 125 secondi) [3]. Nei pazienti con BPCO, la distanza percorsa a piedi è aumentata dell'11% e il tempo per la fatica da sforzo è aumentato del 6% [11]. Nei pazienti con PAD, l'integrazione con BRJ ha mostrato un aumento del 18% (32 secondi) dell'insorgenza del dolore da claudicatio e un aumento del 17% (65 secondi) del tempo massimo di deambulazione rispetto alle condizioni del placebo [5]. Questi risultati nei pazienti con PAD mostrano una sostanziale risposta acuta all'integrazione di BRJ (~ 2 ore di consumo) durante il test da sforzo.

In varie popolazioni, l'integrazione con BRJ ha dimostrato di ridurre la pressione sanguigna, migliorare il flusso sanguigno, aumentare l'ossigenazione del tessuto muscolare, mantenere in sicurezza la temperatura interna e aumentare la tolleranza all'esercizio. Gli effetti di BRJ in particolare nei pazienti con PAD hanno mostrato diminuzioni della pressione sanguigna, aumenti nel tempo di insorgenza della claudicatio e tolleranza all'esercizio, ma non hanno mostrato un effetto significativo sulla funzione endoteliale. È necessario esaminare una relazione dose-risposta per determinare le risposte all'integrazione di BRJ (funzione endoteliale, funzione delle gambe e capacità di trasporto dell'ossigeno dei vasi sanguigni) nei pazienti con PAD. sarà esaminato [12]. L'integrazione con BRJ ha mostrato riduzioni della pressione sanguigna, aumento dell'ossigenazione del tessuto muscolare, del flusso sanguigno e della risposta termoregolatrice. Tutti questi meccanismi contribuiscono a migliorare la funzione cardiovascolare complessiva. Se questi risultati vengono osservati durante questo studio, i pazienti con PAD possono avvertire meno dolore alla claudicatio e una migliore tolleranza alle attività fisiche e all'esercizio quotidiano.