Острая добавка нитратов у велосипедистов

Недавняя работа на людях предполагает, что повышение биодоступности оксида азота (NO) может вызывать физиологические изменения, выходящие за рамки хорошо известных гемодинамических эффектов (Dejam, Hunter et al., 2004; Webb, Patel et al., 2008). NO играет ключевую роль в регуляции кровотока, сократимости мышц, дифференцировке миоцитов, гомеостазе глюкозы и кальция (Dejam, Hunter et al., 2004). В организме человека экзогенный нитрат (NO3-), период полураспада которого составляет 6-7 часов (ч) (Lundberg, Weitzberg et al. 2008), восстанавливается до биоактивного нитрита (NO2-) факультативными анаэробными бактериями в слюне. и далее к NO различными путями (Duncan, Dougall et al., 1995; Zhang, Naughton et al., 1998). Несколько групп (Ларсен, Вайцберг и др., 2007 г.; Бейли, Фулфорд и др., 2009 г.; Бейли, Уинъярд и др., 2010 г.; Ларсен, Вайцберг и др., 2010 г.; Ванхатало, Бейли и др., 2010 г.; Лэнсли, Уинъярд и др., 2011 г.). ) исследовали, влияет ли обеспеченность рациона нитратами на метаболические или циркуляторные параметры во время физических упражнений у людей in vivo. Было показано, что пероральный прием нитрата натрия (0,1 ммоль·кг-1·день) в течение 2–3 дней (d) значительно снижает потребление кислорода в легких (VO2) во время субмаксимальных циклических упражнений как у нетренированных (Larsen, Weitzberg et al. ., 2010) и тренированных мужчин (Larsen, Weitzberg et al., 2007). Поскольку использование нитрата натрия регулируется в большинстве стран, исследователи начали изучать влияние употребления богатых нитратами продуктов, таких как свекольный сок, на физиологическую реакцию на физические упражнения (Bailey, Fulford et al., 2009; Bailey, Winyard et al., 2009). и др., 2010 г.; Ванхатало, Бейли и др., 2010 г.; Лэнсли, Виньярд и др., 2011 г.).

Недавняя работа Джонса и его коллег продемонстрировала, что прием 0,5 л свекольного сока в день в течение 6 дней снижает потребление кислорода легкими во время субмаксимальных упражнений (Bailey, Fulford et al., 2009; Vanhatalo, Bailey et al., 2010; Lansley, Winyard et al. 2011) и снижает затраты АТФ на производство мышечной силы, что свидетельствует о повышенной сократительной эффективности (Bailey, Winyard et al. 2010). Это улучшение эффективности физических упражнений было очевидным сразу (через 2,5 часа) после приема однократного болюса 0,5 л свеклы и сохранялось в течение 15 дней при продолжении приема добавок (Vanhatalo, Bailey et al., 2010). Хотя предполагается, что активным ингредиентом свеклы являются нитраты, свекла богата несколькими другими потенциально метаболически активными соединениями (например, полифенолы). Чтобы подтвердить, связаны ли предлагаемые сердечно-сосудистые и физиологические преимущества свекольного сока исключительно с высоким содержанием в нем NO3, Джонс и его коллеги протестировали свекольный сок в сравнении со свекольным соком, обедненным нитратами. Они подтвердили свои предыдущие выводы (Bailey, Fulford et al., 2009), продемонстрировав снижение затрат O2 при субмаксимальных упражнениях после приема 0,5 л свекольного сока в течение 6 дней по сравнению с соком, обедненным нитратами (Lansley, Winyard et al., 2011). .

Исходя из предложенных улучшений метаболической эффективности, было высказано предположение, что прием нитратов (0,5 л•сут-1; ~5,1-11,2 ммоль NO3-•d-1) может повышать толерантность к физической нагрузке или время до утомления, когда упражнения выполняются с более высокими нагрузками (Bailey, Fulford et al., 2009; Bailey, Winyard et al., 2010; Vanhatalo, Bailey et al., 2010; Lansley, Виньярд и др., 2011). Последнее предполагает, что прием неорганических нитратов может действовать как сильное эргогенное средство. Недавно мы проверили потенциальные эргогенные свойства нитратов, используя более практическое исследование, основанное на результатах, которое имитировало спортивные соревнования среди тренированных субъектов (Cermak, Gibala et al. 2011). Мы продемонстрировали, что после 6-дневного приема пищевых добавок нитратов в виде концентрированного свекольного сока (140 мл • сут-1; ~ 4 ммоль NO3- • сут-1) среднее значение VO2 было ниже во время субмаксимальных упражнений и гонок на время на 10 км. улучшилось у тренированных велосипедистов (Cermak, Gibala et al., 2011). Тем не менее, минимальная дозировка и продолжительность приема нитратов, необходимые для достижения этих эффектов, остаются в значительной степени неизвестными. Хотя время до истощения не является очень практичным показателем производительности, улучшения в таких тестах производительности наблюдались уже после 4 дней приема нитратов с пищей (0,5 л • сут-1; ~6,2 ммоль • сут-1 NO3-). Кроме того, было показано, что даже разовая доза нитрата (~5,2 ммоль NO3-) снижает средние значения VO2, измеренные через 2,5 часа после приема 0,5 л свекольного сока (Vanhatalo, Bailey et al. 2010). В настоящее время неизвестно, будет ли наблюдаться аналогичное улучшение результатов в гонке на время после более короткого периода приема добавок. Таким образом, настоящее исследование направлено на изучение того, улучшит ли однократная доза пищевых нитратов (140 мл; ~8 ммоль NO3-) за 3 часа до начала тренировки у тренированных велосипедистов.

Кроме того, было продемонстрировано, что прием неорганических нитратов (свекольный сок) сокращает время до появления боли при перемежающейся хромоте при ходьбе у пациентов с заболеваниями периферических артерий (Kenjale, Ham et al., 2011) и снижает уровень триглицеридов в плазме у пациентов с риском сердечно-сосудистых заболеваний (Zand, Lanza et al. 2011), предоставляя доказательства того, что прием неорганических нитратов улучшает вазодилатацию/перфузию. Влияет ли болюсный прием нитратов на перфузию питательных веществ после приема небольшого количества пищи, остается неизвестным. Поэтому в качестве вторичной цели мы хотим исследовать реакцию метаболитов плазмы в дополнение к концентрациям нитратов и нитритов после приема нитратов и последующего приема пищи.

1. ЦЕЛИ Основная цель будет заключаться в том, чтобы определить, будет ли болюсное (140 мл) употребление пищевых нитратов (~8 ммоль NO3-) в форме концентрированного свекольного сока резко повышать эффективность испытания на время по сравнению с плацебо, обедненным нитратами (140 мл). ; ~0,0047 ммоль NO3-). Второстепенной целью будет измерение образцов крови после приема нитратов и пищи для оценки любых изменений концентрации нитратов, нитритов, глюкозы, инсулина, лактата и свободных жирных кислот. В этой вторичной задаче нас больше всего интересует определение того, изменяет ли прием нитратов метаболиты крови (глюкозу, инсулин, лактат, свободные жирные кислоты) после 1) приема пищи и 2) периода непосредственного восстановления после тренировки по сравнению с плацебо. Мы проверим гипотезу о том, что однократная доза (140 мл; ~8 ммоль NO3-) пищевой добавки нитратов (свекольный сок), принимаемая за 3 часа до тренировки, улучшит результаты в гонке на время у тренированных велосипедистов по сравнению с плацебо, обедненным нитратами.
2. ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ (Протокол) После оценки аэробной способности (поэтапный циклический тест до изнеможения) и ознакомительного тестирования испытуемые будут рандомизированы двойным слепым методом для лечения болюсным приемом нитратов (свекольный сок) и плацебо (свекольный сок, обедненный нитратами). В двух экспериментальных испытаниях испытуемые явятся в лабораторию в 8:00 для введения катетера крови в локтевую вену. Затем субъектов попросят выпить 140 мл либо концентрированного нитрата свекольного сока, либо концентрированного свекольного сока, обедненного нитратами (плацебо). После употребления напитка испытуемым дадут стандартный завтрак, а затем они отдохнут в лаборатории в течение 2,5 часов, прежде чем их взвесят и снабдят монитором сердечного ритма для начала испытания на время (через 3 часа после приема препарата). напиток). Образцы крови будут взяты во время 0 мин (до приема напитка), 30, 60, 90, 120, 150, 180 мин (начало испытания на время). Еще два образца крови будут взяты сразу после и через 30 минут после испытания на время (рис. 1). Отбор проб будет производиться каждые 30 минут на основании результатов предыдущих исследований метаболитов крови после приема пищи или пероральной нагрузки глюкозой (van Dijk, Manders et al. 2011) и концентрации нитратов/нитритов (Webb, Patel et al. 2008). Последние два образца крови берутся сразу после заездов на время и через 30 минут после начала периода восстановления, чтобы оценить любые изменения метаболитов и концентраций нитратов/нитритов в результате тренировки и в течение краткосрочного периода восстановления.

Для оценки эффективности испытаний на время испытуемых просят выполнить определенный объем работы в кратчайшие сроки. Общая работа, которую необходимо выполнить, будет рассчитана в соответствии с уравнением Йеукендрупа, Сариса, Броунса и Кестера (Jeukendrup, Saris et al. 1996), адаптированным нашей лабораторией (Beelen, Berghuis et al. 2009):

Общий объем работы = 0,60 • Wmax • 3600

где Wmax — максимальная рабочая нагрузка, определенная во время визита 1, а 3600 — продолжительность в секундах (эквивалентно 1 часу). Эргометр будет установлен в линейный режим, чтобы получить 60% Wmax, когда испытуемые циклируют с их предпочтительной частотой вращения педалей, определенной во время визита 1. Эргометр будет подключен к компьютеру, который будет подсчитывать и отображать общий объем выполненной работы. Субъекты не получат словесной или физиологической обратной связи во время испытания на время. Единственная информация, которую субъекты получат, — это абсолютный объем выполненной работы и процент от общей выполненной работы по отношению к установленному объему работы, который необходимо выполнить. На расстоянии 1 метра за каждым участником будет установлен вентилятор, обеспечивающий охлаждение и циркуляцию воздуха во время испытаний. Частота сердечных сокращений (Polar, Финляндия) будет непрерывно записываться на протяжении всего теста. Этот тип испытаний на время был подтвержден и использовался ранее в нашей лаборатории (Beelen, Berghuis et al., 2009), обзор исследований проверки см. (Currell and Jeukendrup, 2008). Примеры коэффициентов вариации в аналогичных исследованиях: 1,1 (Палмер, Деннис и др., 1996), 0,7 (Смит, Дэвисон и др., 2001) и 0,9 (Лаурсен, Шинг и др., 2003). Вода будет предоставляться вволю во время визитов 1 и 2. Однако количество воды, потребляемой во время визита 2 (ознакомительное испытание), будет измерено и повторено для посещений 3 и 4 (испытания с упражнениями).