Пары оксида азота. Что такое оксид азота? Возможные опасности супрессии оксида азота

В силовых видах спорта результатами работы являются мышечная масса атлета, сила и выносливость. Их уровень обеспечивается не только регулярными тренировками, режимом и питанием, но также за счет употребления функционального спортивного питания. Одним из его видов являются донаторы азота.

Функция в организме

С точки зрения биохимических процессов в организме донатор азота провоцирует его окисление из аминокислоты L-аргинин. В итоге получается газ (оксид азота), он является регулятором жизнедеятельности. Основная функция заключается в насыщении кровью всех органов за счет способности расширять и сокращать стенки он регулирует их тонус, а также отвечает за артериальное давление.

В спорте донаторы азота за счет основного свойства способствуют улучшению питания мышц. Кроме того, вещество влияет на и скорость высвобождения гормона роста.

Повышенный синтез

Достаточное количество оксида азота продуцируется в организме самостоятельно и не подлежит корректировке. Но спортсменам-тяжелоатлетам, особенно во время тренировок, этого вещества требуется значительно больше за счет повышенного метаболизма.

Его нехватка провоцирует замедленное восстановление и снижение производительности мышц. Значит, необходимо способствовать его дополнительному синтезу.

Способы повысить уровень

Продукты питания, такие как творог, мясо и печень, орехи или морепродукты, могут являться поставщиками аминокислоты аргинин.

Кроме того, стимулирующее действие на синтез оказывают препараты - донаторы оксида азота, содержащие в своем составе аргинин. Их прием особенно актуален, если рацион не сбалансирован. Добавки выпускаются как в чистом виде, так и в составе предтренировочных комплексов.

Рассмотрим их применение.

Восстановление

Тренировки на пределе, во время которых спортсмен выкладывает по максимуму, требуют значительного времени на восстановление не только мышц, но и всего организма. Дополнительный прием добавок, в основе которых донатор окиси азота, восстановит кровоснабжение в напряженных сосудах, обеспечит мышцы необходимым питанием и кислородом, а значит, создаст благоприятные условия для их роста.

Кроме того, сокращается время на отдых и уменьшается вероятность возникновения перетренированности, значит, спортзал можно посещать чаще, тогда и результат не заставит себя долго ждать.

Дополнительная энергия и выносливость

В конце особенно необходим кислород, запасы которого расходуются очень быстро. Спортсмены чувствуют спад энергии, это происходит за счет накопления молочной кислоты.

Оксид азота за счет своего действия на сосуды мышц справляется с этой проблемой и налаживает кислородный баланс, что, несомненно, способствует увеличению производительности мышц и выносливости. За счет этого тренировки длятся дольше.

Помимо этого, налаженный кровоток, справляется с перегреванием организма, на устранение которого необходима была бы дополнительная энергия. Таким образом, она экономится.

Жиросжигание

Донаторы оксида азота ускоряют метаболизм, способствуют ускоренному сжиганию глюкозы и увеличивают концентрацию жирных кислот в крови для дальнейшего их расщепления. То есть они способствуют похудению, но только при физической активности.

Пампинг

Препараты-стимуляторы, или донаторы азота, воздействуют на мощное наполнение мышц кровью, за счет расширения сосудов. Это называется пампинг. Ощущается как выраженное и продолжительное распирание в мышцах, то есть происходит их уплотнение во время тренинга.

Настроение

Наблюдается еще один весьма положительный эффект при приеме донаторов азота - эмоциональный подъем и улучшение настроения, рост жизненного тонуса. За счет воздействия на сосуды, в том числе и половой сферы, увеличивает либидо как у мужчин, так и у женщин.

Сколько принимать

Доза, которую следует принять в течение суток, зависит от веса спортсмена. Минимальное количество препарата составляет 3 грамма, если превышает 70 кг, то необходимо уже 6 г донатора азота. При весе свыше 90 кг, следует принимать 9 г в день.

Считается, что чем выше доза, тем ощутимее эффект, который создают донаторы оксида азота. Препараты в количестве более 10 г употреблять не рекомендуют, так как есть риск возникновения побочных эффектов, таких как падение давления, тошнота и слабость.

Значительное количество донатора азота - более 15 г - может оказывать негативное воздействие на поджелудочную железу. Кроме того, аргинин может привести к рецидивам герпеса.

Когда принимать

Чтобы подобрать оптимальное количество препарата для получения ощутимого эффекта при сохранении хорошего самочувствия, начинайте с минимальных доз, затем постепенно увеличивайте количество. При появлении неприятных симптомов снижайте дозу добавок.

Принимать донаторы азота для ощутимого результата необходимо перед тренировкой за 30-40 минут на пустой желудок, иначе они не подействуют, и вечером перед сном для увеличения секреции гормона роста. Необходимый курс приема должен составлять не менее 30 дней, после чего следует сделать перерыв.

Как выбрать

Для того чтобы выбрать лучший донатор азота, представляем препараты, в которых L-аргинин присутствует в чистой форме, она является биологически наиболее доступной. Это качественные продукты от надежных и известных фирм-производителей. Рейтинг донаторов азота следующий:

1. L-Arginine от компании Twinlab, упаковка 100 капсул, каждая содержит 500 мг вещества.
2. L-Arginine производителя Ultimate Nutritionсодержится в капсулах по 800 мг, общее количество в упаковке 100 штук.
3. L-Arginine, выпущенный NOW, представляет собой упаковку, содержащую 100 капсул по 500 мг действующего вещества.
4. L-Arginine, предлагаемый 4Ever Fit, также содержит 500 мг активного аргинина, упаковка 100 капсул.

Помимо основного действия, аргинин принимает на себя транспортную функцию, то есть доставляет питательные нутриенты к мышцам. Именно поэтому включают в себя донаторы азота. Список лучших препаратов представлен ниже:

1. Компания S.A.N. предлагает несколько комплексов: V-12 Magnum, Fierce и V-12 Turbo.
   Первый продукт предусмотрен к употреблению не только до тренировки, но также во время и после нее, остальные два перед тренингом. Они не только обеспечивают накачку мышц и дополнительную энергию, но и увеличивают выносливость и снижают уровень содержания
2. Xpand Xtreme Pump от Dymatize Nutrition считается одним из самых эффективных предтренировочных комплексов, имеет сбалансированный состав, в котором обязательно присутствует аргинин, и максимальную концентрацию активных веществ на одну порцию.
3. NO-Xplode, представленный BSN, помимо отличного состава, предусматривает включение активных веществ в специальные матрицы. Они способны регулировать поступление полезных и необходимых действующих веществ к клеткам.

Приобретая проверенные препараты с доказанной на практике эффективностью, можно сделать тренировки гораздо продуктивнее, а риск возникновения побочных явлений снизить до минимума.

Введение

Если внимательно взглянуть на азот в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, то можно заметить, что он имеет переменную валентность. Это значит, что азот образует сразу несколько бинарных соединений с кислородом. Некоторые из них были открыты недавно, а некоторые - изучены вдоль и поперек. Существуют малостабильные и устойчивые оксиды азота. Химические свойства каждого из этих веществ совершенно разные, поэтому при их изучении нужно рассматривать как минимум пять оксидов азота. Вот о них и пойдет речь в сегодняшней статье.

Оксид азота (I)

Формула - N 2 O. Иногда его могут называть оксонитридом азота, оксидом диазота, закисью азота или веселящим газом.

Свойства

В обычных условиях представлен бесцветным газом, имеющим сладковатый запах. Его могут растворять вода, этанол, эфир и серная кислота. Если газобразный оксид одновалентного азота нагреть до комнатной температуры под давлением 40 атмосфер, то он сгущается до бесцветной жидкости. Это несолеобразующий оксид, разлагающийся во время нагревания и показывающий себя в реакциях как восстановитель.

Получение

Этот оксид образуется, когда нагревают сухой Другой способ его получения - термическое разложение смеси "сульфаминовая + азотная кислота".

Применение

Используется в качестве средства для ингаляционного наркоза, пищевая промышленность знает этот оксид как добавку E942. С его помощью также улучшают технические характеристики двигателей внутреннего сгорания.

Оксид азота (II)

Формула - NO. Встречается под названиями монооксида азота, окиси азота и нитрозил-радикала

Свойства

При нормальных условиях имеет вид бесцветного газа, который плохо растворяется в воде. Его трудно сжижить, однако в твердом и жидком состояниях это вещество имеет голубой цвет. Данный оксид может окисляться кислородом воздуха

Получение

Его довольно просто получить, для этого нужно нагреть до 1200-1300 о С смесь азота и кислорода. В лабораторных условиях он образуется сразу при нескольким опытах:

• Реакция меди и 30%-ного раствора азотной кислоты.
• Взаимодействие нитрита натрия и соляной кислоты.
• Реакция азотистой и иодоводородной кислот.

Применение

Это одно из веществ, из которых получают азотную кислоту.

Оксид азота (III)

Формула - N 2 O 3 . Также его могут называть азотистым ангидридом и сесквиоксидом азота.

Свойства

В нормальных условиях является жидкостью, которая имеет синий цвет, а в стандартных - бесцветным газом. Чистый оксид существует только в твердом агрегатном состоянии.

Получение

Образуется при взаимодействии 50%-ной азотной кислоты и твердого оксида трехвалентного мышьяка (его также можно заменить крахмалом).

Применение

С помощью этого вещества в лабораториях получают и ее соли.

Оксид азота (IV)

Формула - NO 2 . Также его могут называть диоксидом азота или бурым газом.

Свойства

Последнее название соответствует одному из его свойств. Ведь этот оксид имеет вид или красно-бурого газа или желтоватой жидкости. Ему присуща высокая химическая активность.

Получение

Данный оксид получают при взаимодействии азотной кислоты и меди, а также во время термического разложения нитрата свинца.

Применение

С помощью него производят серную и азотную кислоты, окисляют жидкое и смесевые

Оксид азота (V)

Формула - N 2 O 5 . Может встречаться под названиями пентаоксида диазота, нитрата нитроила или азотного ангидрида.

Свойства

Имеет вид бецветных и очень летучих кристаллов. Они могут плавиться при температуре 32,3 о С.

Получение

Этот оксид образуется при нескольких реакциях:

• Дегидрация азотной кислоты оксидом пятивалентного фосфора.
• Пропускание сухого хлора над
• Взаимодействие озона с оксидом четырехвалентного азота.

Применение

Из-за своей крайней неустойчивости в чистом виде нигде не используется.

Заключение

В химии существует девять оксидов азота, приведенные выше являются только классическими соединениями этого элемента. Остальные четыре - это, как уже было сказано, нестабильные вещества. Однако их все объединяет одно свойство - высокая токсичность. Выбросы оксидов азота в атмосферу приводят к ухудшению состояния здоровья живущих поблизости от промышленных химических предприятий людей. Симптомы отравления каким-либо из этих веществ - токсический отек легких, нарушение работы центральной нервной системы и поражение крови, причина которого - связывание гемоглобина. Поэтому с оксидами азота необходимо осторожно обращаться и в большинстве случаев использовать средства защиты.

Окси́д азо́та (II) NO (моноксид азота, окись азота , нитрозил-радикал) - несолеобразующий оксид азота . Он представляет собой бесцветный газ, плохо растворимый в воде. Сжижается с трудом; в жидком и твёрдом виде имеет голубой цвет.

Наличие неспаренного электрона обусловливает склонность NO к образованию слабосвязанных димеров N 2 O 2 . Это непрочные соединения с ΔH° димеризации = 17 кДж. Жидкий оксид азота (II) на 25% состоит из молекул N 2 O 2 , а твердый оксид целиком состоит из них.

Получение

Оксид азота(II) - единственный из оксидов азота, который можно получить непосредственно из свободных элементов соединением азота с кислородом при высоких температурах (1200-1300 °C) или в электрическом разряде. В природе он образуется в атмосфере при грозовых разрядах:

N 2 + O 2 → 2NO - 180,9 кДж 2NO + O 2 → 2NO 2 .

При понижении температуры оксид азота(II) разлагается на азот и кислород, но если температура падает резко, то не успевший разложиться оксид существует достаточно долго: при низкой температуре скорость распада невелика. Такое резкое охлаждение называется «закалкой» и используется при одном из способов получения азотной кислоты .

В лаборатории его обычно получают взаимодействием 30%-ной HNO 3 с некоторыми металлами , например, с медью :

3Cu + 8HNO 3 (30 %) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

Более чистый, не загрязнённый примесями NO можно получить по реакциям:

FeCl 2 + NaNO 2 + 2HCl → FeCl 3 + NaCl + NO + H 2 O; 2HNO 2 + 2HI → 2NO + I 2 ↓ + 2H 2 O.

Промышленный способ основан на окислении аммиака при высокой температуре и давлении при участии , Cr 2 O 3 (как катализаторов):

4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O.

Химические свойства

При комнатной температуре и атмосферном давлении окисление NO кислородом воздуха происходит мгновенно:

2NO + O 2 → 2NO 2

Для NO характерны также реакции присоединения галогенов с образованием нитрозилгалогенидов, в этой реакции NO проявляет свойства восстановителя:

2NO + Cl 2 → 2NOCl (нитрозилхлорид).

В присутствии более сильных восстановителей NO проявляет окислительные свойства:

2SO 2 + 2NO → 2SO 3 + N 2 .

В воде NO мало растворим и с ней не реагирует, являясь несолеобразующим оксидом.

Физиологическое действие

Оксид азота (белый) в цитоплазме клеток хвойных пород деревьев через час после механического воздействия.

Как и все оксиды азота (кроме N 2 O), NO - токсичен, при вдыхании поражает дыхательные пути.

За два последних десятилетия было установлено, что эта молекула NO обладает широким спектром биологического действия, которое условно можно разделить на регуляторное, защитное и вредное. NO, являясь одним из мессенджеров, участвует в регуляции систем внутри- и межклеточной сигнализации. Оксид азота, производимый клетками эндотелия сосудов, отвечает за расслабление гладких мышц сосудов и их расширение(вазодилатацию), предотвращает агрегацию тромбоцитов и адгезию нейрофилов к эндотелию, участвует в различных процессах в нервной, репродуктивной и иммунной системах. NO также обладает цитотоксическими и цитостатическими свойствами. Клетки-киллеры иммунной системы используют оксид азота для уничтожения бактерий и клеток злокачественных опухолей. С нарушением биосинтеза и метаболизма NO связаны такие заболевания, как ассенциальная артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, первичная легочная гипертензия, бронхиальная астма, невротическая депрессия, эпилепсия, нейродегенеративные заболевания (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона), сахарный диабет, импотенция и др.

Оксид азота может синтезироваться несколькими путями. Растения используют неферментативную фотохимическую реакцию между NO 2 и каротиноидами. У животных синтез осуществляют семейство NO-синтаз (NOS). NOS-ферменты – члены гем-содержащего суперсемейства ферментов, названных монооксигеназами. В зависимости от структуры и функций, NOS могут быть разделены на три группы: эндотелиальные (eNOS), нейрональные (nNOS) и индуцибельные (iNOS). В активный центр любой из NO-синтаз входит железопорфириновый комплекс, содержащий аксиально координированный цистеин или метионин. Хотя все изоформы NOS катализируют образование NO, все они являются продуктами различных генов, каждая из них имеет свои особенности как в механизмах действия и локализации, так и в биологическом значении для организма. Поэтому указанные изоформы принято также подразделять на конститутивную (cNOS) и индуцибельную (iNOS) синтазы оксида азота. cNOS постоянно находится в цитоплазме, зависит от концентрации ионов кальция и кальмодулина (белок, являющийся внутриклеточным посредником переноса ионов кальция) и способствует выделению небольшого количества NO на короткий период в ответ на стимуляцию рецепторов. Индуцибельная NOS появляется в клетках только после индукции их бактериальными эндотоксинами и некоторыми медиаторами воспаления, такими как гамма-интерферон, фактор некроза опухоли и др. Количество NO, образующегося под влиянием iNOS, может варьировать и достигать больших количеств (наномолей). При этом продукция NO сохраняется длительнее. Характерной особенностью NO является способность быстро (менее чем за 5 секунд) диффундировать через мембрану синтезировавшей его клетки в межклеточное пространство и легко (без участия рецепторов) проникать в клетки-мишени. Внутри клетки он активирует одни энзимы и ингибирует другие, таким образом, участвуя в регуляции клеточных функций. По сути, монооксид азота является локальным тканевым гормоном. NO играет ключевую роль в подавлении активности бактериальных и опухолевых клеток путем либо блокирования некоторых их железосодержащих ферментов, либо путем повреждения их клеточных структур оксидом азота или свободными радикалами, образующимися из оксида азота. Одновременно в очаге воспаления накапливается супероксид, который вызывает повреждение белков и липидов клеточных мембран, что и объясняет его цитотоксическое действие на клетку-мишень. Следовательно, NO, избыточно накапливаясь в клетке, может действовать двояко: с одной стороны вызывать повреждение ДНК и с другой - давать провоспалительный эффект. Оксид азота способен инициировать ангиогенез (образование кровеносных сосудов). В случае инфаркта миокарда оксид азота играет положительную роль, т.к. индуцирует новый сосудистый рост, но при раковых заболеваниях тот же самый процесс вызывает развитие опухолей, способствуя питанию и росту раковых клеток. С другой стороны, вследствие этого улучшается доставка оксида азота в опухолевые клетки. Повреждение ДНК под действием NO является одной из причин развития апоптоза (запрограммированный процесс клеточного «самоубийства», направленный на удаление клеток, утративших свои функции). В экспериментах наблюдалось дезаминирование дезоксинуклеозидов, дезоксинуклеотидов и неповрежденной ДНК при воздействии раствора, насыщенного NO. Этот процесс ответственен за повышение чувствительности клеток к алкилирующим агентам и ионизирующему излучению, что используется в антираковой терапии.

Клиренс NO (скорость очищения крови от NO в процессе его химических превращений) происходит путем образования нитритов и нитратов и составляет в среднем не более 5 секунд. В клиренс могут быть вовлечены промежуточные ступени, связанные со взаимодействием с супероксидом или с гемоглобином с образованием пероксинитрита. Оксид азота может быть восстановлен NO-редуктазой – ферментом, тесно связанным с NO-синтазой.

В 1998 году трое американцев - Фурчготт, Игнарро и Мюрад - были удостоены премии Нобелевского комитета по физиологии «за открытия, касающиеся окиси азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе».

Применение

Получение NO является одной из стадий получения азотной кислоты .

Wikimedia Foundation . 2010 .

Melvin H. Williams, PhD, FACSM Eminent Scholar Emeritus Department of Human Movement Sciences Old Dominion University Norfolk, VA

По материалам: easacademy.org
Перевод С. Струков

Введение Ежегодно растёт количество исследований относительно здорового образа жизни для укрепления здоровья, в частности, для предотвращения различных хронических заболеваний, таких как коронарная болезнь сердца, рак и диабет. Называются два ключевых принципа здорового образа жизни для профилактики заболеваний - здоровое питание и достаточная физическая активность. Учитывая важность спорта в жизни современного общества, существенные силы исследователей уходят также на разработку способов повышения работоспособности. И снова, адекватное питание и программа упражнений выступают основными факторами, ответственными за улучшение спортивных результатов.

Обновлено 16.03.2015 16:03

Питание и тренировки могут улучшить здоровье и спортивные результаты различными способами. Например, здоровое питание содержит природные вещества, такие как омега-3 жирные кислоты, антиоксиданты и множество фитонутриентов, которые могут оказать помощь в предотвращении некоторых патологических процессов (Williams, 2010), в то время как упражнения приводят к высвобождению различных цитокинов (миокинов), уменьшающих риски хронических заболеваний (Brandt and Pedersen, 2010).

Один из факторов, оказывающий положительное влияние на здоровье и спортивные результаты, включает в себя побочные продукты метаболизма азота, в частности, нитраты, которые поступают с питанием и образующийся при выполнении упражнений в организме оксид азота.

Азот, нитраты и нитриты

Азот (N2) - это газ, который нас постоянно окружает, составляя около 79% газов атмосферы. Азот инертный газ, но бактерии накапливают его в почве, а в корнях растений азот может преобразовываться в нитрат (NO3) или аммоний (NH4). Вспышки молнии также могут преобразовывать азот в нитраты и нитриты, которые отложатся в почве. Кроме того, сельскохозяйственная промышленность преобразовывает азот в удобрения, содержащие нитраты и аммоний для обогащения почвы. Нитраты способны выщелачиваться из почвы и попадать в реки и озёра, которые используются в качестве источников питьевой воды (Provin and Hossner, 2001). Растения во время роста накапливают азот в виде нитратов. Кроме того, растения накапливают азот в составе аминокислот, которые синтезируются в растениях из азотсодержащих источников.

Азот – незаменимый элемент для людей. Например, аминокислоты необходимые для синтеза белков, определяющие строение и функции тела, содержат азот, так же, как и ДНК наших генов. Люди получают азот из разных источников, включая нитраты овощей и питьевой воды, а также аминокислоты из растительных и животных продуктов. Значительная исследовательская работа проводится в отношении применения аминокислот для укрепления здоровья и улучшения работоспособности. С этой же целью изучаются другие соединения азота, в частности нитраты и нитриты (NO2).

Как отмечено выше, нитраты являются естественной неорганической составляющей растительных продуктов. Hord et al. (2009), отметили, что около 80% нитратов потребляется человеком при поедании овощей, но также показали, что общее количество потребляемых нитратов определяется видом овощей, уровнем содержания нитратов и количеством овощей. В таблице 1 приводится классификация овощей в зависимости от содержания нитратов на 100г массы продукта. Другие источники нитратов в питании: нитрат натрия - консервант при обработке мяса и некоторое количество в питьевой воде.

Таблица 1.

* - Количество нитратов указано из расчёта на 100г веса свежего продукта.
Santamaria P. Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. J Sci Food Agric 2006; 86: 10–7.

Нитриты (NO2) также обнаруживаются в необработанных природных продуктах, но в гораздо меньших количествах, чем нитраты, обычно менее миллиграмма в 100г свежего продукта. Тем не менее, соли нитритов, например нитрит натрия (NaNO2) применяют в качестве пищевых консервантов, в частности при обработке мяса: бекон, ветчина и хотдоги. В свежем мясе нитритов не содержится. Более подробное обсуждение содержания нитратов и нитритов в пище предпринимается в работе Hord et al. (2009).
В естественных условиях нитраты легко конвертируются в нитриты и наоборот (Argonne, 2005). В человеческом организме одна из функций нитратов и нитритов – формирование газа оксида азота.

Оксид азота

Оксид азота (NO), или моно оксид азота – важная молекула в физиологии человека. Она работает передатчиком сигнала между клетками и может производиться в разных частях тела, включая кровеносные сосуды, сердце, скелет и другие ткани. Один из основных механизмов формирования оксида азота – метаболизм аминокислоты L-аргинина и возможно других аминокислот при помощи фермента NOS (nitric oxide synthase) - синтеза оксида азота (Bescos et al. 2012). Могут использоваться и другие источники оксида азота, например, лекарства нитроглицерин и амилнитрит.

Учёными обнаружено, что пищевые нитраты и нитриты также могут быть источником для производства различных групп метаболитов азота, включая оксид азота, при помощи тканевых нитрат/нитрит редуктаз (Hord, 2011). Неорганические нитраты, получаемые из пищи, преобразовываются in vivo в нитриты, которые совместно с нитритами продуктов и других источников восстанавливаются in vivo до оксида азота и других биологически активных азотных оксидов (Hord et al. 2009; Carlström et al. 2011). После потребления нитраты быстро абсорбируются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, попадают с кровотоком в слюнные железы и преобразуется в нитриты при помощи бактерий; поглощённые нитриты попадают в большой круг кровообращения, где могут быть дополнительно окислены в кровеносных сосудах, сердце, скелете и других тканях, образуя биоактивный NO (Larsen et al. 2012).

Оксид азота может влиять на многие физиологические функции, важные для здоровья и спортивных результатов. В частности, оксид азота – мощный вазодилататор. Stamler и Meissner (2001) показали, что оксид азота регулирует некоторые функции скелетных мышц, такие как производство усилия, кровоток, клеточное дыхание и обмен глюкозы. Оксид азота быстро окисляется до нитратов и нитритов, таким образом, его определение в биологических системах затруднено. Концентрация нитритов в венозной плазме отражает продукцию NO в предплечье (Allen et al. 2005). Используя подобную методику, изучают возможное положительное влияние оксида азота на здоровье последние три десятилетия, а ранее изучали возможное положительное влияние на физическую работоспособность.

Влияние пищевых нитратов и нитритов на здоровье

Существующие сведения относительно влияния нитратов и нитритов на состояние здоровья противоречивы. Есть доказательства негативного влияния на здоровье. На их основании содержание азота в воде и пищи может регулироваться государством. С другой стороны, доказано положительное влияние нитратов на здоровье, и эти рекомендации могут быть предложены для регулирования плана питания.

Возможные негативные влияния

В Бюллетене о здоровье человека Аргоннской национальной лаборатории (2005) указано, что нитраты – нормальный компонент питания человека, и сами по себе относительно нетоксичны. Тем не менее, после потребления большая часть нитратов преобразуется в нитриты, которые могут представлять некоторую угрозу для здоровья. Желудок ребёнка конвертирует больше нитратов в нитриты, что может привести к преобразованию гемоглобина крови в метгемоглобин. Метгемоглобин не способен связываться с кислородом и это приводит к состоянию, известному как метгемоглобинемия. Ранним признаком отравления нитритами является голубоватый оттенок кожи и губ, который называют «синий малыш». Дальнейшее увеличение уровней метгемоглобина может привести к слабости, потере сознания, коме и смерти. Все отравления нитратами/нитритами, вызвавшие смерть детей, связаны в основном с использованием загрязнённой воды для приготовления детского питания (Argonne National Laboratory, 2005).

Нитриты в желудке также могут реагировать с белками пищи, образуя N-нитрозо- соединения или нитрозамины. В частности, нитрозамины образуются при обработке мяса, которое может быть богатым источником дополнительных нитратов и нитритов, когда его готовят, особенно при высокой температуре. Обнаруживаются канцерогенные свойства нитрозаминов для животных, особенно в отношении рака желудка, но данные относительно способности вызывать рак у людей противоречивы (Argonne National Laboratory, 2005; Gilchrist et al. 2010).

Различные управляющие организации разработали токсикологические нормы потребления нитратов и нитритов в пищу, включая воду и продукты, в частности, из добавок к пище при обработке мяса и рыб. Разработкой занимались следующие группы: Агентство по охране окружающей среды США (U.S. Environmental Protection Agency - EPA), Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (U. S. Food and Drug Administration – FDA), Министерство сельского хозяйства США (U. S. Department of Agriculture - USDA), Европейское региональное бюро и Всемирная организация здравоохранения – ВОЗ (European Union (EU) and the World Health Organization - WHO). Например, ВОЗ рекомендует допустимый уровень суточного потребления (Acceptable Daily Intake – ADI) для нитратов 3,7 мг/кг массы тела, а для нитрит ионов – 0,06 мг/кг массы тела (Hord et al. 2009).

Предполагаемое негативное влияние высокого потребления нитратов было поставлено под сомнение некоторыми учёными. Hord et al (2009) отметили, что несмотря на то, что нитраты и нитриты могут быть токсичны, реальные риски для здоровья проявляются только для отдельных подгрупп населения, в частности детей. Hord (2011) обращает внимание на то, что современные ограничения потребления нитратов основаны на мнении об их способности вызывать рак и метгемоглобинемию, тогда как чрезмерное потребление с отдельными продуктами, например шпинатом, полезно для здоровья. Он призывает регулирующие организации рассмотреть данные о благотворном физиологическом действии нитратов и нитритов с целью рационализации существующих рекомендаций.

Возможное положительное влияние на здоровье

Наряду с сообщениями о негативном влиянии, многие учёные утверждают, что потребление нитратов с пищей, когда они преобразуются в оксид азота, может оказывать благоприятное влияние на состояние здоровья, такое как: предотвращение инфекции, защита желудка, и профилактика заболеваний сосудов (Gilchrist et al. 2010), а также служить незаменимым нутриентом для оптимизации здоровья сердечно-сосудистой системы (Bryan et al. 2007).

Большинство исследований относительно здоровья и потребления нитратов рассматривает нитрат натрия или диетические источники, когда речь заходит о сосудах. Исследования показывают, что питание согласно Диетологическим методам по предотвращению повышения давления (Dietary Approaches to Stop Hypertension- DASH), что предусматривает высокое потребление овощей и нитратов – эффективный способ снижения давления (Frisoli et al. 2011). Тем не менее, механизм, лежащий в основе этого процесса, связан с другими аспектами питания, например, с высоким содержанием калия. В эксперименте, помогающем обнаружить причины, Larsen et al (2006) показали, что потребление нитрата натрия в количестве, аналогичном 150 – 250г овощей с высоким содержанием нитратов, как рекомендует диета DASH, существенно понижает диастолическое давление крови у молодых людей с нормальным давлением. Они сделали вывод, что понижение давления связано с потреблением нитратов и сходно наблюдаемым в исследованиях DASH. Содержание нитратов в питании, возможно, обуславливает пользу для здоровья Средиземноморской диеты. Несмотря на сосудорасширяющий эффект пищевых нитратов через повышение оксида азота, что предположительно лежит в основе снижения давления, Larsen et al (2006) отмечают, что для выяснения точного механизма гипотензивного воздействия нитратов необходимы дополнительные исследования.

Тренировки и оксид азота

Возможность тренировки повышать выработку оксида азота одновременно связывают с улучшением здоровья и физической работоспособности.

Вопросы здоровья

Правильно организованная физическая тренировка связана с множеством оздоровительных эффектов, в частности, с предотвращением заболеваний сердечно-сосудистой системы. Одним из преимуществ тренировки является снижение давления крови. Высокое кровяное давление - один из основных факторов риска коронарной болезни сердца. Обзор научных публикаций показывает снижение давления в результате аэробных упражнений (Kelley and Kelley, 2008) или динамических упражнений с отягощениями (Cornelissen et al. 2011).
Один из вероятных механизмов снижения давления – вызванная упражнением продукция оксида азота. Например, несколько исследований показали, что у спортсменов в видах спорта на выносливость, включая бегунов на марафонские дистанции, продукция и базальный уровень оксида азота выше, чем у малоподвижных людей (Rodriguez‐Plaza et al. 1997; Vassalle et al. 2003). Несколько экспериментальных исследований показали, что тренировки на аэробную выносливость и кратковременные тренировки с отягощениями могут повышать продукцию NO у прежде малоподвижных здоровых пожилых людей, чем исследователи и объясняют антигипертензивный эффект и положительное влияние на здоровье сердечно-сосудистой системы (Maeda et al. 2006; Maeda et al. 2004). Продукция оксида азота тканями понижается с возрастом, что может быть одним из факторов повышения риска сердечно-сосудистых заболеваний у пожилых людей. Calvert продемонстрировал, что упражнения способны увеличивать активность эндотелиального синтеза оксида азота, приводя к повышению уровней оксида азота (Calvert, 2011), а также отметил, что несмотря на неясность способа, посредством которого упражнения защищают сердце, по-видимому, эндотелиальный синтез оксида азота вносит свой вклад (Calvert et al. 2011).

Аспекты физической работоспособности

Хорошо организованный тренировочный процесс необходим для улучшения спортивных результатов и связанных с ним физиологических, психологических и биомеханических механизмов, ответственных за эти улучшения. Один из этих механизмов связан с выделением оксида азота. Исследования показывают, что упражнения повышают продукцию оксида азота. В экспериментах с умеренной аэробной тренировкой в течение 8-ми недель фиксировали увеличение плазменных маркеров продукции оксида азота у молодых и пожилых людей, но уровни возвращались к исходным после 8-ми недель детренировки (Maeda et al., 2004; Maeda et al. 2001; Wang, 2005). Кратковременные тренировки с отягощениями также могут способствовать повышению производства оксида азота у здоровых пожилых людей (Maeda et al. 2006).

Некоторые исследователи полагают, что оксид азота, вероятно, основной фактор, обеспечивающий физическую работоспособность (Gilchrist et al. 2010). Эффект расширения сосудов и увеличения обеспечения кровью работающих мышц сопровождается повышением количества маркеров оксида азота. Это улучшает физическую работоспособность у пациентов с заболеваниями периферических артерий. При поражении периферических артерий недостаточность кровоснабжения и кислорода в активных мышцах проявляется в виде хромоты от боли во время простых двигательных задач, например ходьбы (Allen et al. 2010; Kenjale et al. 2011). В других исследованиях со здоровыми людьми (1) отмечается увеличение маркеров синтеза оксида азота во время упражнений, имеющее положительную корреляцию с работоспособностью, а отсутствие увеличения нитритов в плазме может ограничить способность выполнять упражнение (Rassaf et al. 2007), (2) положительное влияние концентрации нитритов в плазме во время интенсивных упражнений на выносливость (Dreissigacker et al. 2010), (3) испытуемые, выполняющие упражнения с самой высокой интенсивностью, в тесте для определения МПК на беговой дорожке также производили наибольшее количество оксида азота (Allen et al. 2005). Несмотря на то, что интенсивные тренировки могут быть очень эффективным способом увеличения продукции оксида азота, некоторые спортсмены могут добиваться аналогичного увеличения другими способами, не прибегая к тренировке, а также для получения преимущества в соревнованиях.

Протоколы, позволяющие увеличить продукцию оксида азота и физическую работоспособность

Как будет отмечено ниже, множество исследований оценивали эффективность воздействия различных средств, повышающих продукцию оксида азота, и, соответственно, улучшая физическую работоспособность и спортивные результаты. Большинство приведённых исследований использовали хорошо продуманные экспериментальные методики, включая соответствующие дозировки, двойной слепой контроль с плацебо и перекрёстные протоколы.

Принимая во внимание потенциальный эффект оксида азота в виде повышения работоспособности, его производство во время соревнований может принести пользу многим спортсменам. Несмотря на то, что роль оксида азота остаётся не выясненной, различные источники указывают на интенсивное использование эргогенных добавок спортсменами, включая лекарство нитроглицерин, стимулирующее выработку оксида азота, в конце 19-го века (Ferro, 2007; Mayes, 2010). В начале 21-го века последние доклады показывают популярность добавок, способствующих выработке оксида азота, среди спортсменов и культуристов (Bloomer et al. 2011; Bloomer et al. 2010). Maughan et al (2011) недавно сообщили об увеличении использования нитратов и аргинина.

Для увеличения продукции оксида азота в организме человека используются различные субстанции. Лекарственные препараты, такие как нитроглицерин и амилнитрит, обладают выраженным сосудорасширяющим действием вследствие продукции оксида азота. Несмотря на то, что эти лекарства доступны для приобретения в Интернете, их использование может вызвать некоторые серьёзные проблемы со здоровьем и не рассматривается в отношении эргогенных свойств. Вдыхание препаратов азота также способно увеличить производство оксида азота, но подобный метод не будет обсуждаться. Соли неорганических нитратов и нитритов могут повышать уровни оксида азота. Соли используются как добавки к пище, и обе группы классифицируются как лекарства или пища - в зависимости от особенностей потребления (Allen, 2011). Несколько исследований применили нитрат натрия для оценки влияния оксида азота на физическую работоспособность и их результаты будут представлены ниже. Тем не менее, как отмечено в следующем разделе, необходима осторожность при использовании веществ, стимулирующих выработку оксида азота, употребление солей не рекомендуется. Пищевые добавки, в частности L-аргинин, и пищевые источники нитратов также изучались на предмет возможности стимуляции выработки оксида азота и увеличения работоспособности, и эти эксперименты составляют большую часть современной научной работы.

Соли нитратов

Изучался эргогенный потенциал потребления солей нитратов в качестве новых пищевых добавок для рынка. В одном исследовании велосипедисты принимали нитрат натрия (10мг/кг массы тела) перед выполнением теста на эргометре – четыре 6-ти минутных субмаксимальных нагрузок с повышением интенсивности, после чего делали короткий отдых, за которым следовала ступенчато повышающаяся нагрузка до изнеможения. Потребление добавки увеличило количество нитратов и нитритов в плазме, но существенно понизило значения потребления кислорода и соотношение между потреблением кислорода и мощностью при максимальной интенсивности. Это уменьшение потребления кислорода происходило без изменений во времени работы до изнеможения (Bescós et al. 2011). В другом исследовании субъекты получали нитрат натрия в виде добавки, перед прохождением теста с максимальной нагрузкой, который включал выполнение ступенчато повышающейся нагрузки до изнеможения, состоявшую из сочетания вращения педалей рукой и ногой на двух раздельных эргометрах. Подобно предыдущему эксперименту, приём добавки привел к уменьшению потребления кислорода с тенденцией в сторону увеличения времени до утомления (Larsen et al. 2010). Как отмечается в последующем обсуждении, результаты этих исследований можно рассматривать как увеличение работоспособности.

Добавки L -аргинина

Как отмечалось выше, L-аргинин и другие аминокислоты могут использоваться в качестве субстратов для продукции оксида азота в организме. Большинство пищевых добавок, способствующих производству азотной кислоты, содержат L- аргинин (Bloomer et a. 2010). Цитруллин – другая аминокислота, которая, попадая в почки, преобразуется в аргинин. Hickner et al (2006) отметили, что потребление цитруллина повышает уровни аргинина в большей степени, чем потребление самого аргинина.

Положительное влияние на работоспособность . В ранних работах Cheng and Baldwin (2001) сообщили, что оральное потребление аргинина, описанное в нескольких небольших исследованиях, показало улучшение способности выполнять упражнения у пациентов с коронарной болезнью сердца, но отмечалось, что большие и хорошо спланированные исследования необходимо провести для подтверждения влияния перед началом применения в лечении. Более поздние исследования показали, что потребление L-аргинина в качестве добавки могут повышать работоспособность у пациентов со стабильной хронической сердечной недостаточностью (Doutreleau et al. 2006) и пациентов после трансплантации сердца (Doutreleau et al. 2010).

Относительно повышения работоспособности у здоровых людей данные ограничены. Bailey et al (2010А) сообщили, что потребление L-аргинина (6 г) за час до серии упражнений на велоэргометре средней и высокой интенсивности уменьшает потребление кислорода и увеличивает время до утомления в высокоинтенсивном тесте. Они пришли к выводу, что добавки L-аргинина оказывают положительное влияние на физическую работоспособность, подобно потреблению нитратов с обычным питанием, как обсуждается ниже.

Не оказывают влияния на работоспособность. Большинство исследований не выявили эргогенного эффекта от потребления L-аргинина в виде добавки на показатели аэробной выносливости, анаэробной работоспособности или упражнения с отягощениями у пациентов и здоровых людей.

Относительно аэробных упражнений Wilson et al (2007) сообщили, что потребление добавки L-аргинина 3 г в день в течение 6 месяцев не улучшило показателей в ходьбе и продукцию NO у пациентов с болезнью периферических артерий. McConell et al (2006) вводили аргинин велосипедистам, тренирующимся на выносливость, во время выполнения упражнений и не обнаружили влияния на 15-минутную максимальную нагрузку после двух часов педалирования с интенсивностью 72% МПК. В другом эксперименте на выносливость с велосипедистами Abel et al (2005) сообщили, что потребление добавки аспартата аргинина не оказало влияние на выносливость при работе на велоэргометре до изнеможения.

Несколько исследований не обнаружили влияния на результаты тестов, оценивающих аэробную работоспособность. Olek et al (2010) изучали влияние потребления 2 г добавки аргинина перед 30-секундным субмаксимальным анаэробным тестом Вингейта и не обнаружили различий в результатах по сравнению с приёмом плацебо. Liu et al (2009) оценивали влияние на работоспособность в интервальном тесте на велоэргометре приёма добавки L-аргинина по 6 г 3 раза в день у хорошо тренированных дзюдоистов. Несмотря на повышение уровней L-аргинина в плазме, не выявлено влияние на проявление нитритов и нитратов в плазме или среднюю мощность в тесте.

Также в исследованиях не обнаружено эргогенного эффекта от приёма добавки L-аргинина на тестовые упражнения с отягощениями. Altars et al (2012) оценивали срочный эффект потребления 6 г аргинина за 80 минут до теста на силу двуглавой мышцы плеча. Несмотря на то, что кровоток в упражняемой мышце увеличился, не обнаружено влияние добавки на оксид азота или силовые показатели, такие, как максимальный крутящий момент и выполненная работа.

Большинство исследований показывают, что потребление добавок L-аргинина не улучшает физическую работоспособность, а основным следствием приёма L- аргинина является повышение уровня L-аргинина в плазме, в то время как увеличения кровотока или оксида азота в мышцах не выявляется (Bescós et al. 2009; Tang et al. 2011; Willoughby et al. 2011).

Отрицательное влияние на работоспособность В некоторых исследованиях обнаружено, что приём добавки L-аргинина или цитруллина может ухудшать физическую работоспособность. Buchman et al (1999) предлагал аргинин или плацебо бегунам-марафонцам и сделал вывод об эрголитических свойствах аргинина, так как бегуны, принимавшие добавку, показали худшее время, чем те, кто принимал плацебо. Hickner et al (2006) сообщили, что приём добавок цитруллина не оказал влияния на время бега до истощения на тредмиле, а результаты их исследования показывают, что потребление добавки может уменьшать время бега до изнеможения.

Пищевые источники нитратов

Как обсуждалось выше, различные овощи могут быть прекрасным источником пищевых нитратов. В частности, свекольный сок изучается на предмет его использования для увеличения работоспособности. Дозы, используемые в экспериментах, составляют 300 – 500 мг нитратов, что соответствует 500 мл свекольного сока, причём нет подтверждений об увеличении эффективности при повышении дозы (Lundberg et al. 2011). Дозы, которые используются для исследований, измеряются миллиграммами или миллимолями. Один миллимоль нитратов эквивалентен 62 мг, таким образом, 5 – 8 миллимолей – это приблизительно 300 – 500 миллиграммов нитратов. В некоторых экспериментах свекольный сок, очищенный от нитратов, используют как плацебо.
Применяются различные протоколы нагрузки для оценки эргогенных свойств потребления нитратов, включая острое (несколько часов) и хроническое (несколько дней) потребление перед тестированием, изменение доз и многих сопутствующих условий, варьирование интенсивности и направленность упражнений.

Повышение оксида азота. Множество исследований показали, что потребление нитратов с пищей, обычно в виде свекольного сока, повышает концентрацию нитритов в плазме, маркеров оксида азота (Bailey et al. 2009; Lansley et al. 2011A; Lansley et al. 2011B; Vanhatalo et al. 2010). Подобное повышение отмечается после острого и хронического потребления.

Уменьшение потребления кислорода при упражнении. Одним из наиболее частых выводов исследований является понижение «кислородной стоимости» или увеличение кислородной эффективности, вследствие острого или хронического потребления пищевых нитратов. Относительно однократного приёма Kenjale et al (2011) сообщили, что потребление свеклы за три часа до тестирования понижает фракционную экстракцию кислорода икроножной мышцей при выполнении субмаксимального теста с ходьбой у пациентов с заболеванием периферических артерий. Vanhatalo et al (2010) доложили о существенном уменьшении, почти на 4% кислородной стоимости упражнений на велоэргометре средней интенсивности в результате однократного (за 2,5 часа до теста) и хронического (ежедневно 5 и 15 дней) потребления. Эти исследователи пришли к выводу, что потребление нитратов с пищей однократно понижает кислородную стоимость субмаксимальных упражнений, а эффект поддерживается по крайней мере 15 дней, если приём нитратов продолжается. В других экспериментах показан аналогичный эффект от хронического потребления свекольного сока. Lansley et al (2011В) обнаружили уменьшение кислородной стоимости ходьбы на тредмиле, бега средней и высокой интенсивности после 4,5 дней потребления нитратов. Cermak et al (2012) сообщили о существенном уменьшении потребления кислорода у велосипедистов во время 60-минутной субмаксимальной нагрузки после 6 дней потребления нитратов. В двух исследованиях Bailey et al (2010В; 2009) обнаружили также снижение кислородной стоимости упражнений низкой, средней и высокой интенсивности, включающих велоэргометрию или разгибания голени, после 4 – 6 дней потребления. В эксперименте со спортсменами велосипедистами Lansley et al (2011А) не обнаружили различий в потреблении кислорода между потреблявшими нитраты и плацебо ни в одной из стадий эксперимента, но мощность увеличилась, подтверждая улучшение кислородной эффективности. В другом подобном исследовании Lansley et al (2011В) сделали заключение о позитивном влиянии потребления свекольного сока на физиологические реакции, вызванные упражнением, преимущественно, снижение кислородной стоимости ходьбы и бега, которое может быть отнесено к высокому потреблению нитратов.

Увеличение работоспособности. Как отмечалось выше, потребление соли нитрата натрия, аналогичное содержащемуся в 100 – 300 г овощей, богатых нитритами, проявило тенденцию к увеличению времени выполнения упражнения до изнеможения (Larsen et al. 2010). Исследования с применением свекольного сока, богатого нитратами, подтверждает эти выводы.

Время до изнеможения. При измерении работоспособности во многих исследованиях используются тесты, включающие упражнения до изнеможения, где субъекты не могут больше продолжать выполнение упражнения с заданным уровнем нагрузки или прекращают выполнение вследствие глубокого утомления. При использовании подобных протоколов, исследователи сообщают о существенном улучшении в тесте до изнеможения после употребления свекольного сока. Kenjale et al (2011) обнаружили, что пациенты с болезнью периферических артерий улучшают максимальное время ходьбы на 17% в сердечно-лёгочном тесте спустя три часа после потребления. Lansley et al (2011B) сообщили об увеличении времени бега до изнеможения на тредмиле после 4 и 5 дней приёма нитратов. Bailey et al (2010В; 2009), используя различные протоколы, включающие разгибания голени высокой интенсивности до отказа и тесты на велоэргометре, обнаружили, что потребление нитратов в течение 4-6 дней увеличивает время до изнеможения. Vanhatalo et al (2011), изучали влияние потребления пищевых нитратов в условиях гипоксии и обнаружили, что спустя день после употребления работоспособность в тесте разгибание голени, ограниченная под влиянием гипоксии, восстанавливается до уровней, которые наблюдаются при нормоксии. В эксперименте с однократным и хроническим потреблением Vanhatalo et al (2010) зафиксировали увеличение выполненной работы и максимальной мощности в ступенчатом тесте с повышением нагрузки на велоэргометре.

Исследования влияния на спортивные результаты . Когда проводятся специфичные к виду упражнения или спорта исследования, учёные обычно рекомендуют рассматривать два фактора. Первый - упражнение должно отражать как можно полнее реальную спортивную деятельность. Второй - субъекты должны быть тренированными в этом упражнении или спортивной дисциплине. Несмотря на то, что тесты до изнеможения могут быть полезны для изучения влияния субстанций, повышающих работоспособность, они не воспроизводят реальные спортивные условия. Более приемлемым вариантом является моделирование условий соревнования, н-р, время нагрузки, в лабораторных условиях, как попытка скопировать реальную обстановку. Принимая во внимание уровень тренированности субъектов исследования потребления пищевых нитратов Bescós et al (2012) отметили, что большинство исследований показали увеличение работоспособности, когда тестировали нетренированных мужчин.

Между тем, в двух исследованиях, использующих протокол, сходный со спортивными соревнованиями и тренированных велосипедистов, сообщили об увеличении работоспособности при однократном и многократном потреблении свекольного сока. В одном из экспериментов девять соревнующихся велосипедистов- мужчин из клубных команд потребляли свекольный сок за 2,5 часа до тестирования. По сравнению с плацебо, велосипедисты существенно увеличили мощность и результаты на отрезках 4 и 16,1 километров. Потребление кислорода было аналогичным на различных временных отрезках, подтверждая улучшение экономичности педалирования от свекольного сока (Lansley et al. 2011A). Во втором эксперименте тренированные мужчины-велосипедисты потребляли свекольный сок 6 дней, а тест состоял из 60 минут субмаксимального педалирования и 10 км гонки на время. Подобно исследованию с однократным потреблением, в результате потребления свекольного сока увеличились мощность и результаты на отрезке, несмотря на то, что различия результатов между отрезками были относительно невелики (Cermak et al. 2012).
Подводя итог этих экспериментов, данные подтверждают, что потребление пищевых нитратов способно улучшать спортивные результаты.

Предположительный механизм влияния потребления нитратов на улучшение работоспособности

Потребление нитратов с пищей, как отмечалось, может оказывать положительное влияние на здоровье сердечно-сосудистой системы и работоспособность. Machha и Schechter (2011) отметили несколько механизмов, которые могут лежать в основе этих положительных эффектов. Применительно к физической работоспособности Bescós et al (2012) полагают, что улучшение вследствие потребления нитратов с питанием может быть связано с увеличением продукции оксида азота и последующем улучшении доставки кислорода к работающим мышцам. Как отмечается ниже, улучшение доставки кислорода может быть одним из ключевых механизмов, но исследования, касающиеся положительных влияний на работоспособность от доставки нутриентов, чрезвычайно ограничены, а те, что доступны, нельзя принять для подтверждения. Например, Cermak et al (2012) не обнаружили влияния потребления нитратов на выбор субстрата организмом, а также на концентрацию глюкозы и лактата в плазме во время 10 км гонки на время. Тем не менее, Baily et al (2010В) сообщили о небольшом сдвиге при использовании субстратов в сторону большего использования углеводов, возможно обусловленного увеличением поглощения глюкозы, опосредованное оксидом азота, которое может снижать потребление кислорода. Они рекомендовали дополнительные исследования для оценки этой возможности.

Larsen et al (2010), отметили, что потребление нитратов с пищей способно снижать кислородную стоимость упражнений при максимальных нагрузках, связывая это с двумя механизмами: первый – уменьшение потребления кислорода, второй – улучшение энергетических функций работающих мышц.
Сосудорасширяющий эффект пищевых нитратов, - по-видимому, основной фактор, ответственный за уменьшение потребления кислорода при выполнении упражнений. У этого явления может быть несколько объяснений. Jones et al (2011) отмечают замедление развития медленного компонента потребления кислорода во время работы с постоянным уровнем нагрузки, выполняемой выше лактатного порога, что постепенно уменьшает сократительную эффективность скелетных мышц и связано с развитием утомления. Они также отмечают, что потребление нитратов с пищей может уменьшать размеры медленного компонента потребления кислорода и замедлять развитие мышечного утомления путём улучшения окислительных способностей мышц или повышения внутримышечной доставки кислорода. Увеличение поступления кислорода способно повышать его распределение в работающей мышце. Kenjale et al (2011) сообщили о снижении фракционной экстракции кислорода тканями икроножной мышцы во время ходьбы после потребления свеклы у людей с заболеванием периферических артерий. Это, вероятно, обусловлено увеличением доставки кислорода к медленно сокращающимся волокнам икроножной мышцы, вместо быстро сокращающихся. Медленно сокращающиеся волокна способны использовать кислород более эффективно, чем волокна с быстрым сокращением. Другим объяснением может быть уменьшение потребления кислорода сердечной мышцей. Drechsler-Parks (1995) обнаружили, что вдыхание нитритов вызывает понижение сердечного выброса во время упражнений, которое может означать снижение работы сердца и потребления кислорода.

Увеличение эффективности производства энергии при выполнении упражнения может приводить к снижению потребления кислорода. Несмотря на то, что Lasley et al (2011В) не выявили изменений в окислительной способности митохондрий во время выполнения упражнений после нескольких дней приёма нитратов с пищей, Larsen et al (2011) сообщили об улучшении эффективности окислительного фосфорилирования митохондрий скелетных мышц, которое коррелировало со снижением кислородной стоимости упражнений. Они отметили, что после приёма нитратов митохондрии скелетных мышц проявляют улучшение эффективности окислительного фосфорилирования (соотношения P/О), которое коррелирует с понижением кислородной стоимости упражнения. Эти наблюдения подтверждают повышение эффективности продукции АТФ для сокращений мышц при неизменном количестве кислорода. Они также подтвердили, что потребление нитратов оказывает глубокое воздействие на основные функции митохондрий. Тем не менее, хоть Bailey et al (2010В) и не исключали возможности положительного влияния потребления нитратов на соотношение Р/О, они показали, что пониженная кислородная стоимость упражнений – следствие улучшения связи между гидролизом АТФ и производством усилия скелетными мышцами, которое может уменьшать количество необходимого АТФ при том же производимом усилии. Общий уровень обмена АТФ был ниже при упражнениях низкой и высокой интенсивности после потребления пищевых нитратов. Кроме того, Vanhatalo et al (2011) отметили, что по сравнению с плацебо, в гипоксических условиях, потребление нитратов оказывает положительное влияние на восстановление креатинфосфата и мышечного рН – факторов, которые вносят вклад в увеличение физической работоспособности. Авторы заметили, что приём нитратов при гипоксии восстанавливает устойчивость к упражнениям и окислительные способности до величин, которые наблюдаются при нормоксии. В общем, эти находки подтверждают способность приёма нитратов повышать энергетику мышц при упражнениях, что может приводить к уменьшению потребления кислорода.
Другие факторы также могут влиять на ситуацию. Гипотеза центрального утомления предполагает, что причиной утомления являются процессы, происходящие (преимущественно) в мозге. Presley et al (2011) измеряли кровоснабжение мозга у пожилых людей и наблюдали положительное действие нитратов пищи на региональное кровообращение в регионах мозга, ответственных за исполнительные функции. Таким образом, влияние может происходить через уменьшение центрального утомления, что и приводит к повышению работоспособности.

Чтобы разобраться с механизмом, лежащим в основе понижения кислородной стоимости упражнений вследствие потребления нитратов, необходимо провести дополнительные исследования, в частности, со свекольным соком. Bailey et al (2011B) отметили, что свекольный сок богат антиоксидантами и фенолами, что указывает на возможность независимого или синергетического действия этих веществ и нитратов.

Обсуждение использования нитратов для улучшения спортивных результатов

Lundberg et al (2011) заметили, что несмотря на зафиксированное положительное влияние нитратов для повышения работоспособности, это необходимо подтвердить в реальных условиях соревнований. Как известно из Интернет-форумов, статей и обсуждений в рамках спортивных сообществ, использование нитратов быстро распространяется среди спортсменов. Учёные рекомендуют с осторожностью относиться к использованию различных форм нитратов и нитритов.

Лекарства и соли

Lundberg et al (2011) отметили, что лекарства, которые содержат органические нитраты и нитриты, такие как нитроглицерин и амилнитрит, имеют чрезвычайно сильное сосудорасширяющее действие, и непреднамеренная передозировка может привести к фатальному сосудистому коллапсу. В то же время они рекомендуют спортсменам избегать бесконтрольного применения солей нитратов и нитритов в качестве пищевых добавок, указывая на то, что несмотря на низкий/отсутствие риска острого отравления нитратами, любая путаница, приводящая к высокому непреднамеренному потреблению нитритов или органических нитратов, является потенциально опасной для жизни. Например, потребление различных доз нитритов, обнаруженных в пищевых добавках совместно с вазодилататорами для лечения эректильной дисфункции, таких как Виагра и Сиалис, могут вызвать проблемы со здоровьем (Allen, 2011). Если вы используете какие-либо лекарства, посетите вашего лечащего врача перед употреблением пищевых добавок. Люди, имеющие проблемы со здоровьем, такие, как болезнь периферических артерий, могут получить пользу от применения солей нитритов и нитратов, но также должны проконсультироваться со своим лечащим врачом относительно их использования при упражнениях.

Пищевые добавки

Как отмечалось выше, большинство пищевых добавок «оксида азота», находящиеся в продаже для спортсменов, содержат L-аргинин в качестве активного ингредиента, несмотря на ограниченные научные подтверждения способности L-аргинина повышать физическую работоспособность. Другие добавки могут включать различные составляющие, рекламируемые как «реально повышающие оксид азота» в кровообращении, но исследования подобных добавок в настоящее время ограничены. В одном исследовании с мужчинами, тренирующимися с отягощениями, сообщается о небольшом, но статистически несущественном положительном влиянии подобных добавок на уровень нитратов/нитритов в кровообращении в течение часа после потребления, но без влияния на показатели гемодинамики (Bloomer et al. 2010). Требуются дополнительные исследования подобных пищевых добавок «оксида азота».

Пищевые источники нитратов

Большинство исследователей показало, что потребление здоровой пищи, в частности овощей и овощных соков, богатых нитратами, практически безвредно и может представлять некоторую пользу для здоровья (Allen, 2011; Lundberg et al. 2011; Machha and Schechter, 2011). Одним из ключевых моментов является доза нитратов, которая эффективна для снижения кислородной стоимости нагрузки: 300 – 500 мг, при этом нет подтверждений увеличения эффекта от повышения дозы (Lundberg et al. 2011). Тем не менее, учёные отмечают существования потенциального риска, который появляется в случае неправильного хранения овощных соков, содержащих нитраты. Со временем, при загрязнении напитка снижающими содержание нитратов бактериями, накапливаются нитриты.

Возможные противопоказания при потреблении нитратов

Потребление нитратов с пищей может (преимущественно, только теоретически) быть связано с несколькими негативными моментами для спортсменов. Низкий уровень железа, доходящий иногда до железодефицитной анемии, представляется более вероятным у спортсменов, чем у обычных людей, особенно у юных спортсменок; несмотря на то, что неправильный выбор продуктов питания объясняет большинство нарушений баланса железа, существуют также доказательства повышения уровня железа эритроцитов и общего обмена железа в организме (Beard and Tobin, 2000). Повышение продукции оксида азота также может быть одним из факторов. Например, люди, живущие на больших высотах, имеют концентрацию биологически активных продуктов оксида азота в крови, которая превышает в 10 раз уровень, наблюдаемый у людей на уровне моря, но красные клетки крови содержат меньшее количество комплексов железа (Erzurum et al, 2007). При исследовании крыс, которые выполняли тренировки в течение 12 месяцев, Xiao and Qain (2000) отметили, что интенсивные упражнения могут вызывать увеличение концентрации оксида азота в плазме, также как и низкий уровень железа, подтверждая вероятную связь увеличения продукции оксида азота с развитием дефицита железа при упражнениях. Продолжительные исследования с участием людей могут представлять интерес.

Увеличение оксида азота вследствие питания нитратами может быть особенно важно в состояниях ограничения доступности кислорода (Jones, 2011). Таким образом, потребление нитратов может быть полезным при гипоксии, что важно для спортсменов, которые тренируются и соревнуются в горах. Тем не менее, необходима осторожность. В ситуационном исследовании альпинистов высокого уровня сообщается о тяжёлых случаях острой горной болезни и атаксии при упражнениях на высоте. Альпинисты использовали трансдермальное введение нитроглицерина с целью предотвращения обморожения. Не существует рекомендаций по использованию нитроглицерина в подобных случаях и безопасность его применения не оценивалась. Авторы отметили связь между вызванной нитратами церебральной вазодилатацией и тяжёлым отёком мозга – вероятным патофизиологическим объяснением причины заболевания (Mazzuero et al. 2008). Этот случай произошёл на высоте 8000 метров, которая не характерна для проведения большинства спортивных соревнований и описывает применение лекарства, а не пищевой добавки. Несмотря на это, рекомендуется соблюдать осторожность при использовании нитратов спортсменами в горных условиях.

Andrew M. Jones, эксперт по исследованию потребления нитратов, предлагает несколько практических советов для спортсменов, которые суммируют ключевые аспекты применения (Jones, 2011).

• Доступные данные позволяют сделать вывод, что 300 – 450 миллиграммов нитратов приводят к существенному повышению концентрации нитритов в плазме и вызывают физиологические эффекты.
• Подобная доза может быть получена от потребления 0,5 литров свекольного сока или эквивалентного количества пищи с высоким содержанием нитратов.
• После приёма концентрация нитритов в плазме обычно достигает максимального значения через 2 – 3 часа и остаётся повышенной следующие 6 – 9 часов перед возвращением к исходному значению. Таким образом, спортсменам необходимо потреблять нитраты за 3 – 9 часов до тренировки или соревнований.
• Потребление продуктов с высоким содержанием нитратов в течение дня необходимо для поддержания уровня в крови, но влияние поддержания уровня нитратов на адаптацию к тренировке не выяснялось.
• Есть вероятность, что бесконтрольное потребление высоких доз солей нитратов может представлять опасность для здоровья
• Естественные источники нитратов вероятно полезны для здоровья
• Спортсменам, которые хотят получить эргогенный эффект от приёма нитратов, рекомендуется использовать естественные, а не фармакологические методы.

Источники пищевых нитратов

В таблице 1 было указано несколько овощей с высоким содержанием нитратов. Свекольный сок в обычной и концентрированной форме использовался в большинстве исследований. …

Один из вариантов – сделать свекольный сок самому. Используйте блендер для измельчения свежей свеклы и смешайте с морковью или соком сельдерея на свой вкус. Смешивайте напитки из других богатых нитратами овощей, которые относятся к данной категории. В статье журнала Parade от 5 февраля 2012, др Mehmet Oz предложил формулу для напитка, богатого волокнами, антиоксидантами и витаминами, а также с низким содержанием калорий; напиток также богат нитратами. Для получения 3 – 4 порций смешайте следующие ингредиенты. Вы можете поэкспериментировать, добавив свёклу:
2 чашки шпината
2 чашки очищенных огурцов
6 стеблей сельдерея
1 пучок петрушки
1 чайная ложка имбиря
2 очищенных яблока
Сок одного лайма
Сок половинки лимона.

Направления дальнейших исследований

Доступные в настоящее время сведения поддерживают точку зрения об эргогенном эффекте потребления нитратов. Данные лабораторных исследований ясно свидетельствуют о повышении оксида азота и понижении кислородной стоимости упражнений, так же, как и об улучшении результатов различных тестовых упражнений. Несмотря на то, что истинное увеличение спортивных результатов в условиях соревнований ещё предстоит доказать (Lundberg et al, 2011), два исследования, моделирующих соревновательную деятельность (Cermak et al. 2012; Lansley et al. 2011A), обнаружили положительное влияние на тренированных велосипедистов. Тем не менее, дополнительные эксперименты со спортсменами силовых видов и видов спорта на выносливость необходимы в поддержку этих предварительных результатов.

Некоторые исследователи (Allen, 2011; Bescós et al., 2012; Jones et al. 2011) отмечают необходимость разработки протокола, который позволит получить спортсменам максимальные преимущества от потребления нитратов, а также определить переносимость для женщин и пожилых людей, у которых на метаболизм оксида азота оказывается воздействие от нарушения статуса эстрогенов/или возраста. Кроме того, нужны данные относительно людей, имеющих проблемы со здоровьем.

Здоровье, Научные исследования, Питание, Специализированные пищевые добавки

Вы, наверняка, слышали о продуктах, которые, как считается, усиливают выработку оксида азота. В последние годы такие продукты стали достаточно популярны в индустрии пищевых добавок. Считается, что добавки, усиливающие выработку оксида азота, оказывают положительное воздействие на организм атлета за счет увеличения притока крови к скелетным мышцам.

Идея об увеличении притока крови к скелетным мышцам, безусловно, замечательна, однако не ведет ли это к усиленному поглощению мышечными клетками питательных веществ, поступающих с кровью?

Ученые Техасского университета собрали данные о кинетике поглощения аминокислот и пришли к выводу, что стадией, ограничивающей скорость поступления аминокислот в мышечные ткани, является не прохождение их через клеточную мембрану, а транспорт через кровь и межклеточную жидкость. Отсюда следует, что усиление притока крови к скелетным мышцам, в сочетании с увеличением концентрации аминокислот в крови, может обеспечить более активное поглощение аминокислот мышечными клетками .

Наверняка у многих из вас возникли следующие вопросы: каким именно образом пищевые добавки могут усиливать выработку оксида азота, как оксид азота увеличивает приток крови к скелетным мышцам, и что нужно делать, чтобы получить максимальный эффект от использования такого рода добавок?

Немного биохимии

Расслабление гладкомышечных клеток кровеносных сосудов обеспечивает прохождение большего количества питательных веществ (включая аминокислоты), которые могут быть использованы мышцами. Помимо того, что оксид азота сам по себе является мощным сосудорасширяющим средством, он также стимулирует выработку циклического гуанозинмонофосфата, еще одного активного сосудорасширителя.

Ранее было установлено, что упражнения увеличивают выработку оксида азота и усиливают приток крови к соответствующему участку тела. Тем не менее, значимость данного процесса только начали изучать. Некоторые исследователи считают, что увеличение притока крови к скелетным мышцам может быть одним из механизмов, обеспечивающих усиление синтеза белка после тренировки.

Увеличение кровотока наблюдается только в тренируемых мышцах, и только в этих мышцах усиливается синтез белка. К примеру, при работе над квадрицепсами приток крови ощущается только в этом месте, а вовсе не в бицепсах бедра. Аналогичным образом, только в квадрицепсах усиливается синтез белка. Если сосудорасширяющее действие оксида азота является важным механизмом для увеличения послетренировочного синтеза белка, то, весьма вероятно, увеличение выработки оксида азота окажет благоприятное действие на восстановление тренируемых мышц!

Хорошо известно, что прием аргинина + интенсивные физические упражнения увеличивают выработку оксида азота. Организм достаточно активно вырабатывает ОА во время тренировки, однако идеальные уровни не достигаются.
Помимо увеличения выработки ОА, тренировка также способствует образованию активных форм кислорода (АФК), известных как свободные радикалы. Свободные радикалы снижают уровни ОА, подавляя выработку данного вещества. Это означает, что активные формы кислорода (например, супероксид) реагируют с ОА с образованием пероксинитритов.

Помимо того, что АФК и пероксинитриты не способствуют расширению сосудов и снижают эффективность оксида азота, данные вещества также подавляют синтез белка и обладают потенциальным разрушающим действием на клетки. Кроме того, они ограничивают эффективность инсулина , нарушая инсулиновую сигнализацию. Для борьбы с АФК можно использовать поглощающие их соединения, которые носят название «антиоксиданты».

К антиоксидантам, уменьшающим деградацию ОА, относятся липоевая кислота, витамин E, витамин C, полифенолы, содержащиеся в виноградных зернах, селен и кверцетин.

Липоевая кислота не только поглощает свободные радикалы, но и увеличивает активность СОА (синтаза оксида азота). Аналогичным образом, витамин C, помимо увеличения выработки ОА за счет выведения АФК и стабилизации оксида азота, играет важную роль в стабилизации и поддержании внутриклеточных уровней тетрагидробиоптерина (BH4), кофермента СОА. Фолиевая кислота обеспечивает дальнейшую стабилизацию BH4. За счет этого достигается оптимальная скорость превращения аргинина в оксид азота под действием СОА.

Активные формы кислорода снижают биодоступность оксида азота, стимулируя синтез ассиметричного диметиларгинина (АДМЛ), конкурентного ингибитора СОА. При высоких уровнях АДМЛ, данное вещество занимает активный центр в ферменте СОА, препятствуя попаданию туда аргинина. В результате прекращается синтез ОА. По этой причине необходимо обеспечить высокий показатель соотношения «аргинин/АДМЛ». Это достигается за счет принятия добавок с вышеуказанными антиоксидантами, а также аргинина.

К прочим соединениям, которые могут увеличивать выработку и уменьшать деградацию ОА, относятся витамины B2, B3, омега-3 жирные кислоты (рыбий жир или льняное масло), кофермент Q10, ацетилхолин и инсулин.

Как это все использовать на практике?

При желании можно добавить любой из вышеперечисленных антиоксидантов. Не рекомендуется употреблять более 300 мг одного антиоксиданта и более 1200 мг разных антиоксидантов. Это уже перебор!

Отметим, что коктейль, содержащий сывороточный протеин и декстрозу, будет способствовать массированному выбросу инсулина, а инсулин увеличит эффективность оксида азота.

Начните с дозы аргинина величиной 6 г, затем постепенно ее увеличивайте, пока не достигнете бОльшего притока крови от употребления такого коктейля.

Готовые комплексы

Многие производители спортивного питания предлагают готовые комплексы, предназначенные для насыщения крови оксидом азота. Состав добавок в целом похож, но некоторые бренды имеют свои "секретные" запатентованные формулы. Секретного, конечно, ничего нет, ведь состав указан на этикетке.

Если вы пробовали добавки увеличивающие концентрацию оксида азота, оставьте свой отзыв в комментариях.