Открыть главное меню

SportWiki энциклопедия β

Изменения

Донаторы оксида азота: научный подход

7115 байт убрано, 4 года назад
Нет описания правки
''Авторы'': д.м.н. [[Александр Дмитриев|А.В. Дмитриев]], врач-эндокринолог [[Участник:Алексей_Калинчев|А.А. Калинчев]]
'''Окись азота''' – жирорастворимое соединение, которое образуется в процессе метаболизма в различных органах и тканях. Основной массив данных по эндогенному образованию и биологическому значению окиси азота выполнены в 80-х годах прошлого столетия. Первоначально NO была идентифицирована как сигнальная молекула в организме животных. Затем выделен специфический фермент '''синтаза окиси азота''' (nitric oxide synthase - NOS), катализирующий комплексную энзиматическую реакцию, ведущую к образованию NO из субстратов - [[аргинин|L-аргинина]] и молекулярного кислорода. Позднее был выявлен альтернативный путь образования NO за счет простой редукции [[Нитраты|нитратов ]] и нитритов. Весь последующий период шло интенсивное изучение биологической роли NO, и в настоящее время оксид азота рассматривается как важный фактор регуляции (медиатор) норадренергической и нехолинергической нервной передачи. В спортивной нутрициологии [[пищевые добавки]], способные повышать выработку оксида азота, рассматриваются как [[Эргогенные средства|эргогенные вещества]] (A.Petroczi, D.P.Naughton, 2010; R.Bescos и соавт., 2012). Для такого утверждения имеется ряд научных обоснований. Во-первых, в экспериментальных условиях показана роль NO в регуляции кровотока и митохондриального дыхания при физической нагрузке (W.Shen и соавт., 1994), а усиление кровотока в активных тканях за счет действия NO вызывает ускоренное восстановление (R.J.Bloomer, 2010). Во-вторых, у хорошо подготовленных спортсменов предтренировочное назначение пищевых добавок, содержащих такие стимуляторы образования NO как L-аргинин и L-цитруллин, улучшает физическую готовность (R.J.Bloomer и соавт., 2010), что прямо увязывается с возрастанием концентрации нитратов и нитритов крови и насыщением мышц кислородом. Дополнительно в последние несколько лет получены положительные результаты влияния растительных донаторов оксида азота на физическую форму лиц, ведущих активный образ жизни ([[свекольный сок]] и концентрат, сок красного [[шпинат]]а и концентрат). С 2016 года [[Журнал интернационального общества спортивного питания|Международное Общество Спортивного Питания (ISSN)]] внесло предложение включить темный шоколад в группу донаторов оксида азота.
Известны пять классических оксидов азота — закись азота N2O N<sub>2</sub>O («веселящий» газ, к теме обзора отношения не имеет), '''окись азота NO''', оксид азота(III) N2O3N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, диоксид азота NO2 NO<sub>2</sub> и оксид азота (V) N2O5N<sub>2</sub>O<sub>5</sub>. [[Пищевые добавки]] (БАДы), способствующие выработке в организме оксида азота подразделяются на прямые и непрямые донаторы NO: непрямые – аргинин и цитруллин; прямые – нитрат натрия, экстракты и соки растительного происхождения – свеклы и амаранта, эпикатехин (флаванол, содержащийся в какао-бобах) и некоторые другие. Роль NO в биохимических процессах в организме изучена достаточно подробно и кратко может быть сведена к нескольким основным механизмам: расслабление гладкой мускулатуры сосудистой стенки и усиление кровотока; стимуляция межнейрональной передачи в мозге и когнитивных функций; торможение агрегации и адгезии тромбоцитов – улучшение микроциркуляции; повышение сократительной активности миокарда; стимуляция и оптимизация митохондриальных энергетических процессов.
== Непрямые донаторы оксида азота ==
Эргогенные свойства изолированного применения L-аргинина были изучены в нескольких работах (O.Fricke и соавт., 2008; K.Koppo и соавт., 2009; R.A.Olek и соавт., 2010). Эти исследования были чрезвычайно разноплановыми, включали совершенно разные группы лиц (преимущественно нетренированных), поэтому сделать какие-либо выводы не представлялось возможным. Другая группа работ была выполнена уже в специализированных спортивных сообществах: дзю-до (T.H.Liu и соавт., 2008; P.H.Tsai и соавт., 2009), теннис (R.Besco?s и соавт., 2009), велосипедный спорт (K.L.Sunderland и соавт., 2011). Несмотря на широкий диапазон применяемых доз (от 6 до 12 г в день) и разную длительность назначения (от 1 дня до 28 дней) ни в одной группе не отмечено положительных сдвигов в физической подготовке спортсменов (не было изменений физической силы и мощности, положительных сдвигов биохимии крови и т.п.). Более того, не отмечено и изменения содержания нитритов и нитратов в плазме крови.
Исходя из отрицательных результатов изолированного применения L-аргинина в спорте, исследовано его влияние на показатели физической готовности в комбинации с другими нутриентами. Эти результаты оказались более обнадеживающими, причем как в отношении нетренированных, так и тренированных лиц. S.J.Bailey и соавторы (2010b) показали, что L-аргинин в дозе 6 г 3 раза в день в комбинации с другими аминокислотами и витаминами вызывает снижение VO2 VO<sub>2</sub> при низких и средних по интенсивности циклах упражнений (6 минут при уровне 82–14 W), и увеличивает время работы до отказа (L-аргинин - 707 – 232 сек., плацебо - 562 – 145 сек., Р < 0.05) в процессе теста на велотренажере (A.Vanhatalo и соавт., 2010). C.L.Camic и соавторы (2010) выявили повышение мощности на 5,4% во время велоэргометрического теста на истощение при курсовом 28-дневном использовании дозы L-аргинина 3 г в сочетании с экстрактом зерен винограда. В то же время, указанные положительные сдвиги пока никак не могут быть объяснены с научной точки зрения, поскольку нет корреляции между ними и изменениями показателей NO, дилатацией сосудов и другими характерными для NO эффектами в организме. Более того, имеются четкие данные, что высокие дозы аргинина (более 10 г) неэффективны в увеличении кровотока у здорового человека (M.R.Adams и соавт., 1995; J.P.Chin-Dusting и соавт., 1996). В.Campbell и соавторы (2006) показали достоверное повышение количества отжиманий в положении лежа и пика мощности в процессе 30-секундного Wingate-теста после пищевых добавок L-аргинина в дозе 6 г/день в течение 56 дней в комбинации с альфа-кетоглутаратом. B.N.Buford и A.J.Koch (2004), а также B.R.Stevens и соавторы (2000), показали, что однократный прием L-аргинина в дозе 6 г в форме альфа-кетоизокапроата увеличивает среднюю мощность выполнения 10-секундного Wingate-теста. На хорошо тренированных спортсменах проведено два исследования L-аргинина в комбинации с аспартатом. Первое исследование - бегуны на длинные дистанции - марафон (доза 15 г/день в течение 14 дней подготовительного периода – Р.С.Colombani и соавт., 1999). Установлено, что уровни в плазме соматотропного гормона (STH), глюкагона, мочевины и аргинина достоверно повышались, а уровни аминокислот – снижались после марафонского бега под влиянием предварительного курсового применения аргинина, что позволило авторам сделать вывод о неэффективности пищевых добавок L-аргинина. Такой же вывод получен и в работе Т.Abel и соавторов (2005), но уже в группе хорошо тренированных велосипедистов при использовании сочетания аргинина и аспартата в высоких (5,7 г L-аргинина и 8,7 г аспартата) и низких (2,8 г L-аргинина и 2,2 г аспартата) дозах и курсовом назначении в течение 28 дней.
Подводя итог исследованиям L-аргинина и его комбинаций с другими пищевыми добавками в спорте, R.Bescos и соавторы (2012b) делают совершенно справедливое заключение: ''«Существующие в настоящее время доказательства влияния L-аргинина на физическую готовность касаются, в основном, комбинированного использования этой аминокислоты. Эти сочетания оказывают определенное положительное влияние на нетренированных или умеренно тренированных лиц, улучшая переносимость аэробных и анаэробных физических нагрузок. Однако, в этих работах нет четко установленной взаимосвязи между пищевыми добавками L-аргинина и уровнем синтеза NO, а положительное влияние на физическую форму, обнаруженное в некоторых исследованиях, может быть обусловлено другими компонентами сложных составов. Кроме того, это может и не иметь отношения к образованию и действию NO, а осуществляться иными метаболическими путями. Данные о положительном влиянии L-аргинина на хорошо тренированных спортсменов отсутствуют. Исследования последних лет острого (однократного) или хронического (курсового) приема L-аргинина не позволяют дать однозначного ответа на вопрос об эффективности этой аминокислоты в повышении физических кондиций спортсменов»''.
=== Изучение эргогенных эффектов нитрата натрия ===
Первое исследование нитрата натрия выполнено F.J.Larsen и соавторами в 2007 году. Они показали, что прием этого соединения (0,1 ммол/кг веса в течение 3-х дней) снижает VO2 VO<sub>2</sub> (~160 мл/мин) при интенсивности физической работы на уровне 40–80% от пика VO2 VO<sub>2</sub> на велоэргометре. Перекрестная эффективность, определяемая как соотношение выполненной механической работы к затратам энергии, также повышалась на 0,4%. Это действие не сопровождалось изменениями других кардио-респираторных параметров (вентиляции, продукции углекислого газа, сердечного ритма и показателей дыхательных движений), концентрации лактата. Последующая работа F.J.Larsen и соавторов в 2010 году показала, что пищевые добавки нитрата натрия (0,1 ммол/кг в течение 2-х дней) редуцируют пик VO2 VO<sub>2</sub> (примерно 100 мл/мин) при максимальной интенсивности тренировок. Как считают авторы, механизмами влияния нитрата натрия в процессе тренировок на выносливость являются модуляция митохондриального дыхания через синтез NO, т.к. в обоих исследованиях наблюдалось значительное возрастание в плазме метаболитов NO (нитраты/нитриты). Эта гипотеза получила в дальнейшем подтверждение в работе этих же авторов в 2011 году. В эксперименте in vitro выявлена способность нитрата натрия повышать эффективность митохондриального дыхания (измерялась как количество потребляемого молекулярного кислорода на единицу продукции АТФ – соотношение Р/О). Несмотря на это, никаких прямых доказательств влияния нитрата натрия на физическую готовность (мощность, силу, выносливость) в спорте получено не было.  
=== Растительное сырье как источник нитратов ===
С точки зрения безопасности существует официальное мнение «Европейского Общества по Безопасности Пищи», где указывается: «польза от потребления овощей и фруктов с высоким природным содержанием нитратов перевешивает потенциальный риск для здоровья человека». Эта точка зрения основывается на потреблении 400 г смеси овощей и фруктов в день. Эпидемиологические исследования также подтвердили, что нитраты из пищи и воды не повышают риск возникновения онкологических заболеваний (World Health Organization “Guidelines for Drinking-water Quality. Nitrates and nitrites in drinking-water”. Geneva, Switzerland: WHO, 2004). В то же время, нет данных о безопасности потребления овощей и фруктов с искусственно повышенным (удобрения) содержанием нитратов. Поэтому важно обращать внимание на источник сырья и экологичность выращивания растений. В процессе хронического (курсового) использования свекольного сока надо контролировать функцию ЖКТ, т.к. сок может вызывать дискомфорт в желудке, избегать превышения рекомендованных доз. Надо понимать, что изучение нитратов как эргогенных веществ в спорте, находится в ранней стадии.
== Диета с повышенным содержанием нитратов как альтернатива пищевым добавкам прямых донаторов окиси азота ==
Интересное исследование выполнено S.Porcelli и соавторами (2016) совсем недавно в рамках развития современного подхода «функциональная пища» вместо «пищевых добавок к диете». По аналогии с противопоставлением «пищевых добавок протеинов» и «высокопротеиновой диеты», они поставили задачу исследовать потенциальный эргогенный эффект повышенного потребления нитратов в диете, основанной на овощах и фруктах, и биодоступность оксида азота из таких источников. Предпосылками этой работы явились данные о способности высоконитратной функциональной овощной диеты увеличивать концентрацию в плазме крови NO3- и NO2- до величин, сходных с результатом применения добавок свекольного сока или нитрата натрия (C.P.Bondonno и соавт., 2014; А.Ashworth и соавт., 2015). В рандомизированном перекрестном исследовании приняли участие 7 здоровых молодых мужчин, занимающихся баскетболом. Для оценки функционального состояния применялся велоэргометрический тест «до истощения» с регистрацией стандартных показателей. Диета соблюдалась в течение 7 дней до начала тестирования, контролировалась диетологом. Каждый участник получал оба варианта диеты последовательно (участвовал в обеих группах) с временным интервалом, необходимым для выведения веществ из первой диеты. Обе диеты отличались только по количеству потребляемых нитратов. Остальные параметры макронутриентов были следующими: калорийность 2200 ккал, 55% углеводов, 15% протеинов, 30% жиров. Характеристика различий контрольной диеты и диеты с высоким содержанием нитратов в исследовании приведена в таблице 6.
 
'''Таблица.6'''. Состав диет в исследовании S.Porcelli и соавторов (2016).
 
'''Контрольная диета (КД)'''
{| class="wikitable"
|-
! Пища !! Примерное количество в порциях на день !! Содержание NO3- ммол
|-
| Салатная смесь || 180 г || 2,4
|-
| Брокколи || 60 г || 0,4
|-
| Апельсиновый сок || 150 г || 0,0
|-
| Клюквенный сок || 0,5 л || 0,1
|}
 
'''Диета с повышенным содержанием нитратов (ПН)'''
 
{| class="wikitable"
|-
! Пища !! Примерное количество в порциях на день !! Содержание NO3- ммол
|-
| Сырой шпинат || 40 г || 4,8
|-
| Приготовленная огородная капуста || 80 г || 3,2
|-
| Бананы || 130 г || 0,1
|-
| Гранатовый сок || 0,5 л || 0,1
|}
Перед экспериментом исходные концентрации в плазме NO3- и NO2- составляли 24±8 мкмол и 118±32 мкмол, соответственно. В конце эксперимента в контрольной группе они составили 23±10 мкмол и 240±100 мкмол, соответственно (нет достоверных отличий от исходных цифр). В группе ПН показатели значительно воозросли - 127±64 мкмол и 350±120 мкмол, соответственно. По тесту велоэргометрии объемы VO2 и VE в ПН группе были достоверно ниже, чем в контрольной примерно на 15-18%, сердечный ритм и лактат крови практически не отличались. В прерывистых субмаксимальных упражнениях на утомляемость в ПН группе суммарные показатели превышали контроль примерно на 25%. Существенно лучше выглядели и результаты повторных спринтов в группе ПН, особенно в 3,4 и 5 подходах (на 8-9%).
 
Авторы работы делают заключение, что «потребление нитрат-обогащенной функциональной пищи может увеличивать концентрацию нитратов/нитритов в плазме крови и повышать физическую готовность. В частности, такие нутриционные интервенции редуцируют энергетические потребности в процессе тренировок средней интенсивности, улучшают работу мышц в ходе утомительных прерывистых субмаксимальных сокращений, и улучшают готовность к выполнению повторяющихся спринт-тестов. В то же время, максимальная изометрическая сила или пик мощности не изменяются. Т.о. высоконитратная диета – гибкий стратегический нутритивный метод выбора для повышения в плазме уровней нитратов/нитритов и улучшения выполнения аэробных упражнений средней интенсивности или готовности к высокоинтенсивным прерывистым упражнениям».
{{сп|1=1}}
*Alvares T.S., Conte-Junior C.A., Silva J.T., Paschoalin V.M.F. Acute L-Arginine supplementation does not increase nitric oxide production in healthy subjects. Nutrition and Metabolism 2012, 9:54 (8 pp).
*Arnold J.T., Oliver S.J., Lewis-Jones T.M. et al. Beetroot juice does not enhance altitude running performance in well-trained athletes. Appl. Physiol. Nutr. Metab., 2015; 40(6): 590-595.
*Ashworth A., Mitchell K., Blackwell J.R. et al. High-nitrate vegetable diet increases plasma nitrate and nitrite concentrations and reduces blood pressure in healthy women. Public Health Nutr., 2015, 18, 2669–2678.
*Australian Government, Australian Sports Commission, Australian Institute of Sport. Beetroot juice/Nitrate. Supplement Overview. 2011. AIS sports supplement Program.
*Bailey S.J., Winyard P., Vanhatalo A. et al. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. J. Appl. Physiol., 2009; 107: 1144-1155.
*Bloomer R.J., Farney T.M., Trepanowski J.F. et al. Comparison of pre-workout nitric oxide stimulating dietary supplements on skeletal muscle oxygen saturation, blood nitrate/nitrite, lipid peroxidation, and upper body exercise performance in resistance trained men. J. Int. Soc. Sports Nutr., 2010, 7: 16.
*Bond H., Morton L., Braakhuis A.J. Dietary nitrate supplementation improves rowing performance in welltrained rowers. Int.J. Sport Nutr. Exerc. Metab., 2012; 22(4): 251-256.
*Bondonno C.P., Liu A.H., Croft K.D. et al. Short-term effects of nitrate-rich green leafy vegetables on blood pressure and arterial stiffness in individuals with high-normal blood pressure. Free Radic. Biol. Med., 2014, 77, 353–362.
*Borutaite V., Mildaziene V., Brown G.C., Brand M.D. Control and kinetic analysis of ischemia-damaged heart mitochondria: which parts of the oxidative phosphorylation system are affected by ischemia? BBA-Mol Basis Dis., 1995; 1272(3): 154-158.
*Buford B.N., Koch A.J. Glycine-arginine-alpha-ketoisocaproic acid improves performance of repeated cycling sprints. Med. Sci. Sports Exerc., 2004; 36 (4): 583-587.
*Jonvik K.L., Nyakayiru J., Pinckaers P.J.M. et al. Nitrate-Rich Vegetables Increase Plasma Nitrate and Nitrite Concentrations and Lower Blood Pressure in Healthy Adults. J.Nutrition, 2016, doi: 10.3945/jn.116.229807.
*Kalman D. et al. A clinical evaluation to determine the safety, pharmacokinetics and pharmacodynamics of an inositol-stabilized arginine silicate dietary supplement in healthy adult males.” Clin. Pharmacol., 2015,7:103-109.
*Koppo K., Taes Y.E., Pottier A. et al. Dietary arginine supplementation speeds pulmonary VO2 VO<sub>2</sub> kinetics during cycle exercise. Med. Sci. Sports Exerc., 2009; 41 (8):1626-1632.
*Lansley K.E., Winyard P.G., Bailey S.J. at al. Acute dietary nitrate supplementation improves cycling time trial performance. Med. Sci. Sport Exer., 2011a; 43(6): 1125-1131.
*Lansley K.E., Winyard P.G., Fulford J. et al. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of walking and running: a placebo-controlled study. J. Appl. Physiol., 2011b; 110: 591-600.
*Shen W., Xu X., Ochoa M. et al. Role of nitric oxide in the regulation of oxygen consumption in conscious dogs. Circ.Res 1994, 75 (6): 1086-1095.
*Stevens B.R., Godfrey M.D., Kaminski T.W. et al. High intensity dynamic human muscle performance enhanced by a metabolic intervention. Med. Sci. Sports Exerc., 2000, 32 (12): 2102-2108.
*Sunderland K.L., Greer F., Morales J. VO2max VO<sub>2</sub>max and ventilator threshold of trained cyclists are not affected by 28-day l-arginine supplementation. J. Strength Cond. Res., 2011; 25 (3): 833-837.
*Sureda A., Cordova A., Ferrer M.D. et al. Effects of L-citrulline oral supplementation on polymorphonuclear neutrophils oxidative burst and nitric oxide production after exercise. Free Radic. Res., 2009, 6: 1-8.
*Sureda A., Cordova A., Ferrer M.D. et al. L-Citrulline malate influence over branched chain amino acid utilization during exercise. Eur. J. Appl. Physiol., 2010; 110 (2):341-351.
1759
правок

SportWiki энциклопедия

Партнёр магазин спортивного питания Спортфуд, где представлена сертифицированная продукция