Kakaoflavanolinntak og trening ved hypoksi

Ikke uvanlig finner sportsbegivenheter sted eller avsluttes i stor høyde, der fysiske og kognitive (f.eks. beslutningstaking, motorisk kontroll) ytelse ved hypoksi bestemmer utfallet av sportsprestasjon. Med kosttilskudd som vokser i popularitet i den atletiske og ikke-atletiske befolkningen, fokuserer forskningen i økende grad på kostholdsbestanddeler som kan forbedre kognitiv ytelse og trening.

Flavonoider, en undergruppe av polyfenoler, er en klasse av naturlige forbindelser som finnes i det menneskelige kostholdet og inkluderer underkategorier av flavanoler, flavonoler, iso-flavoner, flavoner og antocyanidiner. Inntak av flavanoler, som finnes i druer, te, rødvin, epler og spesielt kakao, forårsaker en nitrogenoksid (NO)-mediert vasodilatasjon og kan forbedre perifer og cerebral blodstrøm (CBF).

For kakaoflavanol (CF) er det bevis på at både langsiktig og akutt inntak kan forbedre kognitiv funksjon, med mengden og biotilgjengeligheten av konsumert CF som i stor grad påvirker dens gunstige effekter og med høyere doser som fremkaller større effekter på kognisjon. Økt CBF etter akutt og kronisk (3 måneder) CF-inntak er påvist hos friske unge forsøkspersoner. Videre er kognitiv ytelse og humør under vedvarende mental innsats forbedret etter akutt CF-inntak hos friske forsøkspersoner, og CF-inntak kan øke prefrontal oksygenering under kognitive oppgaver hos veltrente idrettsutøvere. Dessuten er CF-inntak ikke bare assosiert med en forbedret blodstrøm, men det kan også forbedre treningsytelsen etter 2 ukers inntak av mørk sjokolade. På toppen av det er CF kjent for å ha antioksidantegenskaper og 2 ukers CF-inntak har vært assosiert med reduserte oksidativt stressmarkører etter trening.

Under hypoksiske tilstander reduseres arterielt trykk av oksygen (PaO2) og arteriell metning av O2 (SaO2), noe som kompromitterer vevets oksygentilførsel. Siden hjernefunksjon og hjerneintegritet er avhengig av kontinuerlig oksygentilførsel, kan hjernedesaturasjon resultere i nedsatt kognitiv funksjon ved hypoksi. Alvorlighetsgraden av svekkelsen er relatert til omfanget av stor høyde, med psykomotoriske svekkelser på 3000m (=14,3 % oksygen (O2); = 71 % av oksygen tilgjengelig ved havnivå). Cerebral oksygenering, som kan måles ved nær-infrarød spektroskopi, senkes ved hypoksi.

Det er fortsatt uklart om CF-inntak kan påvirke cerebral oksygenering og perfusjon ved hypoksiske tilstander og om CF-inntak (delvis) kan motvirke hypoksi-induserte kognitive svekkelser. Derfor var det første målet med denne studien å undersøke om kognitiv funksjon og prefrontal oksygenering under en mentalt krevende oppgave vil bli svekket av hypoksiske tilstander (3000m høyde; 14,3 % O2) og om disse svekkelsene delvis kan gjenopprettes ved subkronisk CF-inntak (7 dager, 900 mg/dag).

Hypoksi svekker også fysisk ytelse. Hypoksi-indusert reduksjon i cerebral oksygenering kan favorisere sentral tretthet, dvs. at sentralnervesystemet ikke kan eksitere motoneuronene tilstrekkelig, og dermed svekke treningsytelsen under hypoksiske tilstander. Siden hypoksi også svekker oksygentilførselen til muskelvevet, er den reduserte oksygentilførselen til og nedsatt oksidativ energiproduksjon i den trenende muskelen en annen faktor som negativt påvirker treningsytelsen.

Foruten de nevnte effektene av høyde på O2-levering, resulterer hypoksi også i økt oksidativt stress. Oksidativt stress refererer til ubalansen mellom prooksidant- og antioksidantnivåer til fordel for prooksidanter i celler og vev og kan skyldes reduserte antioksidantnivåer eller økt produksjon av reaktive oksygenarter. Sistnevnte kan induseres av både uttømmende trening og stor høyde. Siden oksidativt stress kan motvirkes av CF, tar vi også sikte på å undersøke hvordan markører for oksidativt stress kan påvirkes av CF-inntak ved trening ved hypoksi. Derfor var det andre målet med denne studien å undersøke mulige fordelaktige effekter av CF-inntak på endringer i cerebral og muskelvasoreaktivitet og oksidativt stress under trening ved hypoksi og dets implikasjoner på treningsytelse.