膳食硝酸盐补充和体温调节

背景和基本原理 绝大多数涉及膳食硝酸盐补充剂（即甜菜根汁）的研究主要是在健康人群样本上进行的。 已经研究了一些临床人群，包括射血分数保留的心力衰竭、慢性阻塞性肺病 (COPD) 和外周动脉疾病 (PAD)。 在各种人群中，甜菜根汁 (BRJ) 已被证明可以降低整体血压、增加血流量、增加肌肉组织氧合作用、改善身体核心温度调节并增加运动耐力，同时降低运动的氧气消耗。

血压 BRJ 补充剂已被证明对降低血压有立竿见影的效果，在服用补充剂后大约 2.5-3 小时内记录到最显着的降低 [1, 2]。 健康志愿者的收缩压、舒张压和平均动脉压分别降低了 10.4±3 mmHg、8.1±2.1 mmHg 和 8.0±2.1 mmHg [2]。 在健康个体的运动过程中，收缩压在不同运动强度下保持较低 [1]。 射血分数保留的心力衰竭患者的血压也降低了。 在急性剂量的 BRJ 后，与安慰剂条件相比，静息收缩压显着降低（BRJ 127 ± 14 mmHg；安慰剂 134 ± 14 mmHg）[3]。 运动期间收缩压的轻微降低可能对 PAD 患者有益。 高血压或高血压是 PAD 发展的主要危险因素 [4]。 响应轻度活动而降低整体血压和轻微降低收缩压将导致在休息和运动期间对心血管系统施加的不必要压力减少。

在一项涉及 PAD 患者的研究中，8 名参与者中有 7 名被归类为高血压或高血压前期，服用 BRJ 导致休息期间舒张压显着降低，而运动测试期间舒张压保持不变 [5]。 该研究的结论是，他们的数据表明补充 BRJ 可降低 PAD 患者的血压，并且这种效果在整个运动过程中得以维持 [5]。

氧气输送和肌肉组织氧合 随着活动水平的提高，工作肌肉的氧气需求增加，氧气输送效率和氧气利用对于肌肉功能以及血流量的必要增加至关重要。 这对 PAD 患者尤为重要；增加骨骼肌缺血区域的氧合作用可能会增强身体机能。 通过使用近红外光谱，可以检查肌肉组织的氧合作用。 在补充 BRJ 的健康男性骑自行车期间，右侧股外侧肌的氧合血红蛋白浓度高于安慰剂条件 [6]。 在以中等强度骑自行车时，男性骑车人在补充补充剂后脱氧血红蛋白浓度幅度降低了 13%，这表明右侧股外侧肌的氧提取分数降低了 [6]。 这些结果表明，补充 BRJ 可以促进局部氧气输送和利用之间更好的平衡，作为肌肉氧气提取分数的指标 [6]。 总的来说，BRJ 补充剂已被证明可以增加运动过程中工作肌肉组织的氧合作用。

在 PAD 患者中，在步行心肺运动试验中监测 PAD 症状最严重的腓肠肌的氧合作用。 补充 BRJ 后，受试者的脱氧血红蛋白浓度幅度降低了 48%，这表明氧提取分数降低了 [5]。 在运动方案期间，BRJ 补充剂组在运动后 100 秒和 200 秒时的脱氧血红蛋白振幅测量值分别降低了 44% 和 53% [5]。 这种反应意味着 PAD 患者的 BRJ 补充改善了局部氧气输送和利用之间的平衡，作为工作肌肉的肌肉分数氧合提取的指标。 增加 PAD 患者骨骼肌缺血区域的氧合作用可能会增强身体机能，但为了使其尽可能有效，必须确定剂量-反应关系。

血流量和体温调节反应 工作骨骼肌活动和需氧量的增加需要增加血流量。 在 PAD 患者中，由于下肢动脉中的动脉粥样硬化闭塞，增加工作肌肉的血流量变得困难。 对健康人群的研究表明，与安慰剂相比（BRJ 373 ± 38 mL/min；安慰剂 343 ± 32 mL/min），在缺氧条件下，急性剂量的 BRJ 后前臂血流量显着增加。

一氧化氮向血管（内皮）内的平滑肌发出松弛信号，从而增加流向局部血管扩张区域的血流量。 在健康人群中，饮食中的硝酸盐补充剂会增加皮肤表面附近的血管扩张 [7]。 血管舒张能力和血流量的增加会在皮肤水平产生更强的温度梯度，这将促进更有效的热交换，因为血液在皮肤水平被冷却（汗液蒸发、传导和对流冷却），导致减少对身体的压力。

在 PAD 患者中，与亚硝酸盐相关的一氧化氮信号显示增加了流向缺氧组织的外周血流量，这得到了腓肠肌脱氧减少和血压降低的支持 [5]。 然而，在肱动脉血流介导的扩张期间，峰值扩张没有显着变化（BRJ 42.6 ± 10.6 秒；安慰剂 41.0 ± 10.39 秒），这表明一氧化氮的内皮产生没有变化 [5]。 不变的血管舒张反应可能是由于该研究没有检查 BRJ 剂量反应关系及其对血管舒张的影响。

运动耐量和耗氧量 BRJ 补充剂已被证明可以降低低强度和中等强度运动期间的耗氧量。 在补充 BRJ 的受过训练的人群中，已检测到运动开始阶段的氧气消耗显着降低 [8, 9]。 在补充 BRJ [8] 后，行走期间的氧气消耗显示减少了大约 12%。 BRJ 补充剂显示，在接受过休闲训练的男性中等强度骑行期间，氧气消耗降低了 20% [10]。 氧气消耗的减少意味着轻度至中度运动的运动效率提高，进而增加运动耐量。 在高强度运动中，补充 BRJ 后运动失败时间增加了 15%，这也表明运动耐量增加 [8]。

在临床人群中补充 BRJ 也显示出可以提高运动耐量。 在射血分数保留的心力衰竭患者中，与安慰剂条件（BRJ 449 ± 180 秒；安慰剂 363 ± 125 秒）相比，补充 BRJ 后次最大耐力运动提高了 24% [3]。 在 COPD 患者中，步行距离增加 11%，运动疲劳时间增加 6% [11]。 在 PAD 患者中，与安慰剂条件相比，BRJ 补充剂显示跛行疼痛增加 18%（32 秒），峰值步行时间增加 17%（65 秒）[5]。 PAD 患者的这些结果表明在运动测试期间对 BRJ 补充剂（消耗约 2 小时）有实质性的急性反应。

在各种人群中，BRJ 补充剂已显示可降低血压、改善血流量、增加肌肉组织氧合作用、安全地维持核心温度并增加运动耐量。 BRJ 对 PAD 患者的影响特别是血压降低、跛行发作时间和运动耐量增加，但对内皮功能没有显着影响。 有必要检查剂量反应关系以确定 PAD 患者对 BRJ 补充剂（内皮功能、腿部功能和血管携氧能力）的反应。在这项研究中，较高剂量的硝酸盐（280 毫升，16.8 毫摩尔硝酸盐）将被检查[12]。 BRJ 补充剂已显示出血压降低、肌肉组织氧合作用、血流量和体温调节反应增加。 这些机制都有助于改善整体心血管功能。 如果在这项研究中观察到这些结果，PAD 患者可能会经历较少的跛行疼痛以及对日常身体活动和锻炼的更好耐受性。