사이클리스트의 급성 질산염 보충

인간에 대한 최근 연구는 증가하는 산화질소(NO) 생체이용률이 잘 알려진 혈역학 효과를 넘어서는 생리학적 변화를 유도할 수 있음을 시사합니다(Dejam, Hunter et al. 2004; Webb, Patel et al. 2008). NO는 혈류, 근육 수축성, 근세포 분화, 포도당 및 칼슘 항상성의 조절에 중요한 역할을 합니다(Dejam, Hunter et al. 2004). 인체 내에서 반감기가 6-7시간(h)인 외인성 질산염(NO3-)(Lundberg, Weitzberg et al. 2008)은 타액에 있는 통성혐기성세균에 의해 생체활성 아질산염(NO2-)으로 환원됩니다. 또한 다양한 경로를 통해 NO로 전환됩니다(Duncan, Dougall et al. 1995; Zhang, Naughton et al. 1998). 여러 그룹(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, Winyard et al. 2011 ) 식이 질산염 공급이 인간의 생체 내 운동 중 대사 또는 순환 매개변수에 영향을 미치는지 여부를 조사했습니다. 2-3일(d) 동안 질산나트륨(0.1mmol•kg-1•d-1)의 경구 섭취는 훈련되지 않은 두 사람 모두에서 준최대 순환 운동 동안 폐 산소 섭취량(VO2)을 상당히 감소시키는 것으로 나타났습니다(Larsen, Weitzberg et al. . 2010) 및 훈련된 남성(Larsen, Weitzberg et al. 2007). 대부분의 국가에서 질산나트륨의 사용이 규제되기 때문에 연구원들은 비트 주스와 같은 질산염이 풍부한 식품 섭취가 운동에 대한 생리적 반응에 미치는 영향을 조사하기 시작했습니다(Bailey, Fulford et al. 2009; Bailey, Winyard et al. 외 2010, Vanhatalo, Bailey 외 2010, Lansley, Winyard 외 2011).

Jones와 동료들의 최근 작업은 6일 동안 하루에 0.5L의 비트 뿌리 주스를 섭취하면 최대 이하 운동 중에 폐 산소 흡수가 감소한다는 것을 보여주었습니다(Bailey, Fulford et al. 2009; Vanhatalo, Bailey et al. 2010; Lansley, Winyard et al. 2011) 근력 생산의 ATP 비용을 낮추어 수축 효율이 향상됨을 시사합니다(Bailey, Winyard et al. 2010). 운동 효율성의 이러한 개선은 단일 0.5L 비트 뿌리를 섭취한 후 급격히(2.5시간) 명백했으며 보충이 계속되었을 때 15일 동안 지속되었습니다(Vanhatalo, Bailey et al. 2010). 비트 뿌리의 활성 성분은 질산염으로 추정되지만, 비트 뿌리에는 잠재적으로 대사 활성이 있는 몇 가지 다른 화합물이 풍부합니다(예: 폴리페놀). 비트 주스의 ​​제안된 심혈관 및 생리적 이점이 순전히 높은 NO3 함량 때문인지 확인하기 위해 Jones와 동료들은 비트 주스를 질산염이 고갈된 비트 주스에 대해 테스트했습니다. 그들은 질산염이 고갈된 주스(Lansley, Winyard et al. 2011)와 비교할 때 6일 동안 0.5L의 비트 뿌리 주스를 섭취한 후 최대 이하 운동의 O2 비용 감소를 입증함으로써 이전 발견(Bailey, Fulford et al. 2009)을 확인했습니다. .

제안된 대사 효율 개선에서 질산염 보충(0.5 L•d-1; ~5.1-11.2 mmol NO3- •d-1)은 더 높은 작업 부하에서 운동을 수행할 때 운동 내성 또는 피로 시간을 증가시킬 수 있습니다(Bailey, Fulford et al. 2009; Bailey, Winyard et al. 2010; Vanhatalo, Bailey et al. 2010; Lansley, 윈야드 외 2011). 후자는 무기 질산염 섭취가 강력한 ergogenic 원조로 작용할 수 있음을 시사합니다. 우리는 최근 훈련된 피험자 모집단에서 운동 경기를 시뮬레이션한 보다 실용적인 성능 기반 연구를 사용하여 질산염의 잠재적인 ergogenic 특성을 테스트했습니다(Cermak, Gibala et al. 2011). 우리는 농축 비트 주스(140mL•d-1; ~4mmol NO3- •d-1) 형태의 식이성 질산염 보충 6일 후 최대 이하 운동 및 10km 타임 트라이얼 성능 동안 평균 VO2가 더 낮다는 것을 입증했습니다. 훈련된 사이클리스트에서 개선되었습니다(Cermak, Gibala et al. 2011). 그러나 이러한 성능 효과를 이끌어내는 데 필요한 질산염 보충의 최소 복용량과 기간은 거의 알려지지 않았습니다. 소진까지의 시간은 매우 실용적인 성능 측정은 아니지만, 식이 질산염 보충(0.5L•d-1; ~6.2mmol•d-1 NO3-)을 4일만 섭취한 후에도 이러한 성능 테스트에서 개선이 관찰되었습니다. 또한 0.5L의 비트 주스를 섭취한 후 2.5시간 후에 측정된 평균 VO2 값을 낮추는 것으로 나타났습니다(Vanhatalo, Bailey et al. 2010). 더 짧은 보충 기간 후에도 타임 트라이얼 성능의 유사한 개선이 관찰되는지 여부는 현재 알려지지 않았습니다. 따라서 본 연구의 목적은 운동 시작 3시간 전에 섭취한 식이성 질산염(140mL; ~8mmol NO3-)의 단일 용량이 훈련된 사이클리스트의 타임 트라이얼 성능을 향상시킬 수 있는지 여부를 조사하는 것입니다.

또한, 무기 질산염 섭취(비트 주스)는 말초 동맥 질환 환자의 보행 시 파행 통증까지 걸리는 시간을 개선하고(Kenjale, Ham et al. 2011), 심혈관 질환 위험이 있는 환자의 혈장 트리글리세라이드를 낮추는 것으로 입증되었습니다(Zand, Lanza et al. 2011), 무기 질산염 섭취가 혈관확장/관류를 개선한다는 증거를 제공합니다. 질산염의 일시 섭취가 소량의 식사 섭취 후 영양소의 관류에도 영향을 미치는지 여부는 아직 알려지지 않았습니다. 따라서 두 번째 목표에서는 질산염 보충 및 후속 식사 섭취에 따른 질산염 및 아질산염 농도 외에 혈장 대사 산물 반응을 조사하고자 합니다.

1. 목적 주요 목적은 농축 비트 주스 형태의 식이 질산염(~8mmol NO3-)의 일시 섭취(140mL)가 질산염이 고갈된 위약(140mL)에 비해 타임 트라이얼 성능을 급격하게 증가시키는지 여부를 확인하는 것입니다. ~0.0047mmol NO3-). 두 번째 목표는 질산염, 아질산염, 포도당, 인슐린, 젖산염 및 유리 지방산의 농도 변화를 평가하기 위해 질산염 및 식사 섭취 후 혈액 샘플을 측정하는 것입니다. 이 두 번째 목표에서 우리는 위약과 비교하여 질산염 보충이 1) 식사 섭취 및 2) 운동 후 즉시 회복 기간에 따라 혈액 대사물(포도당, 인슐린, 젖산염, 유리 지방산)을 변화시키는지 여부를 결정하는 데 가장 관심이 있습니다. 우리는 운동 3시간 전에 섭취한 식이 질산염 보충제(비트 주스)의 단일 용량(140mL; ~8mmol NO3-)이 질산염이 고갈된 위약에 비해 훈련된 사이클리스트의 타임 트라이얼 성능을 향상시킬 것이라는 가설을 테스트할 것입니다.
2. 연구 설계(프로토콜) 유산소 능력 평가(탈진까지의 단계적 운동 주기 테스트) 및 친숙화 테스트 후 피험자는 질산염(비트 주스)의 일시 섭취의 치료 순서에 이중 맹검 방식으로 무작위 배정됩니다. 플라시보(질산염이 고갈된 비트 주스). 2개의 실험적 시도를 위해 피험자는 혈액 카테터를 전주정맥에 삽입하기 위해 8시에 실험실에 보고할 것입니다. 그런 다음 대상자는 140mL의 농축 비트 주스 질산염 또는 농축 농축 ​​비트 주스(위약)를 섭취하도록 요청받습니다. 음료를 마신 후 피험자는 표준화된 아침 식사를 한 다음 실험실에서 2.5시간 동안 휴식을 취한 후 체중을 측정하고 타임 트라이얼 시작을 위한 심박수 모니터를 착용합니다(치료 섭취 후 3시간). 음료). 혈액 샘플은 0분(음료 섭취 전), 30, 60, 90, 120, 150, 180분(타임 트라이얼 시작)에 채취됩니다. 타임 트라이얼 직후와 30분 후에 혈액 샘플 2개를 더 채취합니다(그림 1). 샘플링은 식사 섭취 또는 경구 포도당 부하(van Dijk, Manders et al. 2011) 및 질산염/아질산염 농도(Webb, Patel et al. 2008)에 따른 혈액 대사 물질을 검사하는 이전 연구를 기반으로 30분마다 발생합니다. 마지막 2개의 혈액 샘플은 운동과 단기 회복 기간 동안 대사산물 및 질산염/아질산염 농도의 변화를 평가하기 위해 타임 트라이얼 직후와 회복 기간 30분에 수행됩니다.

타임 트라이얼 성능을 평가하기 위해 피험자는 가능한 최단 시간에 정해진 양의 작업을 수행하도록 지시받습니다. 수행할 총 작업은 우리 연구실(Beelen, Berghuis et al. 2009)에서 채택한 Jeukendrup, Saris, Brouns 및 Kester(Jeukendrup, Saris et al. 1996)의 방정식에 따라 계산됩니다.

총 작업량 = 0.60 • Wmax • 3,600

여기서 Wmax는 방문 1 동안 결정된 최대 워크로드 용량이고 3,600은 초 단위의 기간(1시간에 해당)입니다. 에르고미터는 방문 1 동안 결정된 선호 케이던스에서 피험자의 주기가 60% Wmax를 얻도록 선형 모드로 설정됩니다. 에르고미터는 수행된 총 작업량을 계산하고 표시하는 컴퓨터에 연결됩니다. 피험자는 타임 트라이얼 동안 구두 또는 생리학적 피드백을 받지 않습니다. 주체가 받게 되는 유일한 정보는 수행된 작업의 절대량과 완료해야 하는 설정된 작업량에 대한 수행된 전체 작업의 백분율입니다. 시련 동안 냉각 및 공기 순환을 제공하기 위해 각 참가자 뒤에 1m 팬이 배치됩니다. 심박수(Polar, Finland)는 테스트 내내 지속적으로 기록됩니다. 이러한 유형의 타임 트라이얼은 이전에 우리 연구실에서 검증되고 사용되었습니다(Beelen, Berghuis et al. 2009). 검증 연구의 개요는 (Currell and Jeukendrup 2008)을 참조하십시오. 유사한 시험에서 변동 계수의 예는 1.1(Palmer, Dennis et al. 1996), 0.7(Smith, Davison et al. 2001) 및 0.9(Laursen, Shing et al. 2003)입니다. 물은 방문 1 및 2 동안 임의로 제공될 것이다. 그러나 방문 2(숙화 시험) 동안 소비된 물은 측정되고 방문 3 및 4(운동 시험)에 대해 반복될 것이다.