Цвекло; Нитрати за по-здравословен метаболизъм - образователен
Аз съм Фил Боем, Съосновател на edubily.de. Завърших бакалавърската си степен по спортен мениджмънт и журналистика в университета Митвайда. Заради чревно заболяване ми се наложи да се занимавам интензивно със здравословно хранене и различни форми на диета от най-ранна възраст. В edubily се грижа главно за организационните процеси.
Съдържание на тази статия
Принос от Тим
Сега няма съмнение, че лошата инсулинова чувствителност (= инсулинова резистентност) играе централна роля в метаболитен синдром заема. Този конгломерат от рискови фактори сега се проявява в епидемичен мащаб в съвременното общество. Точно както намалява продължителността на живота и качеството на засегнатите, също така заплашва да претовари здравните системи.
В резултат от известно време са направени огромни инвестиции, за да се разбере по-добре инсулиновата резистентност.
Но дори и като метаболитно здрав човек, чувствителността към инсулин определено е тема, която трябва да се разглежда по отношение на спортните постижения и дълголетието. И има безкраен брой вълнуващи ъгли, от които можете да погледнете тази тема.
Следващата статия ще отбележи същата бележка, която edubily помага да бъде видима за широката публика от известно време:
Азотен оксид за здравословен метаболизъм (Англ. "Азотен оксид"; виж NO-Guide).
Скоро
- Физическата активност увеличава усвояването на глюкозата от мускулите и подобрява чувствителността към инсулин
- По-конкретно, за това има голямо значение притока на кръв към мускулите
- Инсулинът активира ензима eNOS и увеличава производството на азотен оксид и вазодилатация
- В тренирания мускул eNOS се активира много по-силно от инсулина („грундиране“?)
- по този начин инсулиногенните храни карат съдовете в мускулите да се разширяват дори 48 часа след тренировка, което води до локално повишено усвояване на хранителни вещества и системно подобрен контрол на кръвната захар
- Допълнение с например L-цитрулин или L-аргинин за повишена функция на eNOS
- Но: В кръвта циркулират и алтернативни предшественици за азотен оксид: нитрати и нитрити
- За разлика от eNOS сигналния път, превръщането на нитрат/нитрит в азотен оксид не зависи от pH и кислорода à с по-интензивен стрес е възможно значителен резервоар да разшири кръвоносните съдове
- Някои доказателства, че нитратите/нитритите могат да служат като добавка за повишаване на ефективността или за (фатални) сърдечно-съдови проблеми
- Цвеклото и зелените зеленчуци, като спанак, са добри източници на нитрати
Мускулите почиват след хранене, богато на въглехидрати винаги е най-големият консуматор на глюкоза (приблизително 80%) (de Fronzo et al., 2009).
За сравнение, дори при повишени нива на инсулин, мастната тъкан поема само пределната глюкоза (2-4%).
Физическата активност увеличава инсулиновата чувствителност. Това вече не е тайна (вж. Richter et al., 2001).
По време и непосредствено след тренировка (2-4 часа) скоростта на усвояване на глюкозата в мускулите се увеличава значително. Интересното е, че това се случва независимо от инсулина (Ryder et al., 2001).
Ако добавите инсулин, това има адитивен ефект. Това наблюдение предполага, че работят два различни механизма. Всъщност, различни научни проучвания говорят за два отделни „пула“ на транспортери на глюкоза (GluT4), които се намират един до друг в мускулните влакна (Ploug et al., 1998)
Единият пул се активира от инсулин, другият чрез мускулни контракции.
Фиг. 1: Поглъщане на мускулна глюкоза
В състояние на покой, транспортерите на глюкоза (GluT4) се намират във вътреклетъчни резервоари или „басейни“, които могат да бъдат наети при необходимост. Нуждата се сигнализира от (а) инсулин и (б) мускулни контракции.
Както беше споменато, предизвиканото от тренировки увеличение на транспорта на глюкоза отшумява 2-4 часа след тренировка. Обученият мускул обаче реагира по-чувствително на инсулинова стимулация дори по-късно, явление, което може да продължи до 48 часа (Mikkines et al., 1988; Dela et al., 1992; Woijateszewski, et al., 2000).
Защо точно след една тренировка мускулите са все още чувствителни към инсулина дни по-късно остава до голяма степен неясно.
Бих искал да се огранича до следната точка:
Хемодинамика - коя тъкан е снабдена с кръв кога и колко?
Когато са изложени на стрес, хранителните вещества, разбира се, също трябва да се транспортират все повече до работната тъкан чрез кръвта.
Винаги съм намирал за някакъв абсурд, че съдовата система често се разглежда като пасивна структура ... като статична кабелна мрежа, така да се каже.
Това е изключително динамична структура, съставена от много видове клетки. Той може бързо да регулира местното съдово налягане или да формира нови съдове, ако е необходимо.
С цялата тази динамичност и пластичност - не би било подходящо да се обръща повече внимание на съдовата система, например когато става въпрос за контрол на кръвната захар?
Няколко проучвания всъщност предполагат, че ендотелът играе ключова роля в регулирането на транспорта на глюкоза. Той определя коя тъкан е снабдена с кръв и колко, а в крайна сметка и скоростта, с която глюкозата навлиза в тъканта. (Huang et al., 2012; Jais et al., 2016)
Наскоро успях да присъствам на лекция на учен, който оформи областта на инсулиновата чувствителност като никой друг. Настоящите му данни също предполагат, че повишената чувствителност към инсулин след тренировка се дължи главно на подобрения приток на кръв към мускулите.
Подобреният кръвен поток се дължи предимно на разширяването на кръвоносните съдове. Това се случва, наред с други неща, чрез местното производство на газовия азотен окис (NO). В, надяваме се, добре познат NO-Guide от edubily, функцията на основния ензим е описана много подробно - ендотелна азотна оксидна синтаза (eNOS).
Важно е да се знае, че инсулинът също има ефект върху eNOS и по този начин увеличава производството на азотен оксид в мускулите (Kubota et al., 2011).
Ако този мускул е трениран предварително, очевидно eNOS е много по-силен чрез инсулин, отколкото в нетренирания мускул (Roberts et al., 1997; Ross et al., 2007).
По-конкретно, това означава: Ако тренирате само десния крак, 48 часа по-късно под въздействието на инсулин, там се образува значително повече NO, отколкото в левия крак. В резултат на това десният крак е снабден с много повече кръв и също така абсорбира повече глюкоза от необучения крак.
Вероятно се разпознава от съдовата система: „Този мускул в момента се регенерира и се нуждае от повече хранителни вещества, за да произведе повече азотен оксид!“
Ако системата eNOS се инхибира при гризачи или хора след тренировка по фармакологичен начин, иначе повишената чувствителност към инсулин изчезва и вече не може да бъде разграничена от нетрениран мускул.
От това може да се заключи, че системата eNOS (или азотният оксид като цяло) изглежда участва в това явление.
Дано читателите на Edubily знаят препоръките тук за подобряване на функционалността на eNOS. Освен цитрулин малат и Ко обаче има друг (!) независим от eNOS източник за азотен оксид, към който искам да се обърна тук:
Нитрати/нитрити - от злодей до прославен герой
Дълго време нитритите и нитратите бяха свързани изключително с неща като втвърдяване на соли или надвишаване на пределно допустимите стойности при азотно торене.
В момента обаче преобладаващият догматизъм изглежда намалява и малко по-диференцираното мнение става все по-популярно.
В края на краищата нитратът е естествено съединение и се съдържа в някои зеленчуци, които всъщност е по-вероятно да се намерят в диети, които обикновено се считат за „здравословни“ (Webb et al., 2012).
Храните, съдържащи нитрати, биха били например Цвекло, спанак или зелени листни зеленчуци в общи линии.
Следователно нитритът се абсорбира от тялото чрез хранене. В крайна сметка тогава беше възможно да се покаже, че цитриращият в тялото нитрит може да служи като предшественик на азотен монооксид (Zweier et al., 1995; Modin et al., 2001; Demoncheaux et al., 2002; Cosby et al., 2003).
Освен че се абсорбира чрез храната, тялото също така непрекъснато произвежда нитрати и нитрити.
Знаете, че ензимът eNOS от L-аргинин произвежда мощния азотен оксид, който понижава местното кръвно налягане. Тъй като NO може да бъде изключително токсичен за по-дълъг период от време, той бързо се превръща в безвредни вещества. Това включва нитрати и нитрити.
С нормална порция богати на нитрати зеленчуци обаче лесно можете да усвоите количеството, което организмът сам произвежда за един ден.
Вероятно има бърз преход между системата L-аргинин/eNOS и системата нитрат-нитрит-NO (вж. Фигура 2).
Известно е, че редовното упражнение води до повишена активност на eNOS. Следователно спортистите обикновено произвеждат повече NO и следователно също имат по-високи нива на нитрати/нитрити (Green et al., 2004; Jungesten et al., 1997).
Затлъстяването и захарният диабет тип II намаляват нивата на NO (Gruber et al., 2008; Bender et al., 2007; Higashi et al., 2001).
Общи референтни диапазони:
Нитрат: 20-40 µM
Нитрит: 50-300 nM
Днес добре познатият ензим eNOS може да генерира газообразната сигнална молекула „азотен монооксид (NO)“ от аминокиселината L-аргинин. Този процес е зависим от кислорода (окислителен път) и освен редовно упражнение може да бъде оптимизиран и чрез прилагане на L-аргинин, L-цитрулин, фолиева киселина и др. (Вж. НЕ ръководство).
NO бързо се елиминира отново и частично се превръща в нитрат/нитрит. Възможна е обаче и обратната реакция и по този начин нитратите/нитритите служат като ефективни предшественици на NO. Този редукционен път не изисква кислород и поддържа съдовата функция, особено при интензивен физически стрес или в контекста на различни съдови патологии.
И в двата случая подобрения могат да бъдат постигнати чрез нитрат, погълнат с храната.
Няма кислород? Няма проблем за нитратите/нитритите
Тъй като редукцията на нитрит до азотен оксид, за разлика от ензимната реакция eNOS, не зависи от присъствието на кислород, нитритният басейн най-вероятно се набира при хипоксично-исхемични условия. Следователно той може да представлява механизъм за безопасност, така че да може да се получи достатъчно NO в случай на липса на кислород.
В контекста на сърдечен удар нитритът всъщност изглежда има кардиопротективен ефект (Zweier et al., Cosby et al., 2003).
Прилагането на нитрит има подобен положителен ефект в случай на инсулти или исхемично-реперфузионно увреждане на бъбреците (Jung et al., 2006; Tripartara et al., 2007).
Вещество за повишаване на производителността
Спортистите знаят, че с определена интензивност, свиващите се скелетни мускули започват да се отрязват от кръвоснабдяването. Увеличеният приток на кръв към работещите мускули, коронарните артерии и белите дробове определено може да подобри работата.
Всъщност сега има някои проучвания, които твърдят, че нитратът е ефективна, ергогенна добавка (Larsen et al., 2005; Bailey et al., 2001; Lansley et al., 2011; Ashmore et al., 2014).
Изглежда обаче, че не всички реагират еднакво добре на това, което би могло да се отдаде на състоянието на обучение. Като цяло обаче трябва да се приближавате бавно, тъй като при някои хора спадът на кръвното налягане може да бъде твърде изразен, така че в крайна сметка да има тенденция да ограничава производителността (Webb et., 2008; Cosby et al., 2003; Larsen et al., 2006; Dejam и др., 2007).
В допълнение към по-доброто кръвообращение в тъканите, свързани с производителността, нитратите/нитритите имат пряко влияние върху клетъчната енергетика.
Изглежда, че нитритът прави производството на АТФ много по-ефективно и с намалено търсене на кислород (Cleeter et al., 1994; Larsen et al., 2005; Bailey et al., 2001; Lansley et al., 2011; Ashmore et al., 2014 ).
Предполага се, че точно това повишаване на ефективността на митохондриите в крайна сметка води и до по-малко оксидативен стрес, който е известен по време на тренировка (или дори повече при увреждане на исхемия и реперфузия).
По-ефективните енергетици обикновено запазват запасите от гликоген и фосфокреатин.
Минералният баланс очевидно също е повлиян положително, напр. Калий и калций.
Сок от цвекло
Сокът от цвекло се използва най-често за добавки. Около 250-500 ml сок обикновено са достатъчни, за да се получи ефективното количество нитрат, което се използва в повечето проучвания.
След консумация на храни, богати на нитрати, максималните серумни нива са след около 60-120 минути постигнато (van Velzen et al., 2008; Wylie et al., 2014).
Използвана доза
- 6,4 mg -12,8 mg/kg телесно тегло (= 500 mg за човек с тегло 75 kg)
- 1 килограм цвекло съдържа около 1300 mg нитрат
В допълнение към нитратите, в цвеклото има и много други интересни вещества като важни микроелементи (калий, магнезий), цветни пигменти като беталаин или ергогенен бетаин (= триметилглицин) (Vulic et al., 2013; Lee et al., 2010).
Възможно червено оцветяване на урината е основно безвредно.
Защо зависим от бактериите в устната кухина
Без да навлизам твърде много в основната химия, бих искал да спомена, че нитратите и нитритите не са едно и също.
Нитратът (NO3-) е значително по-малко реактивен и следователно „по-малко опасен“ от допълнително редуцирания нитрит (NO2). Друга причина да използвате богат на нитрати сок от цвекло.
Фигура 3: Структурни формули на нитрати, нитрити и NO
Сега обаче хората имат проблем:
Липсват ензими за отстраняване на нитратите от напр. Превърнете цвеклото в нитрит.
За щастие в слюнчените жлези на нашата устна кухина се намират коменсални бактерии, които вършат тази работа. Ако влязат в контакт с нитрат, те го превръщат в нитрит и ни връщат част от него чрез слюнката.
Информация:
Дори и да има със сигурност напитки с по-добър вкус:
Следователно сокът от цвекло като добавка преди тренировка за по-добра „помпа“ не трябва непременно да се изхвърля преди
След хранене, съдържащо нитрати, нитритът се концентрира в нашата слюнка, която постепенно поглъщаме. Поради киселинното рН в стомаха нитритът частично протонира до азотна киселина (HNO2; pKa
3.3) и се разделя на NO. И двете смъртоносни оръжия срещу патогенни микроби, поради което диета, богата на нитрати, е свързана с по-добра стерилизация на химуса. Между другото, страничните ефекти на напр. Ацетил салицилова киселина (ASA/Aspirin®) или други COX-1 инхибитори.
Зеленчуците, съдържащи нитрати, изглежда помагат на стомашната функция по редица начини.
Фиг. 4: Бактериите в устната кухина превръщат нитрата в нитрит
Богатите на нитрати храни влизат в контакт с коменсални бактерии в устната ни кухина. Те натрупват образувания след хранене нитрит и контролирано го отделят чрез слюнката.
В стомаха това води до по-ефективна стерилизация на химуса, повишено образуване на слуз и увеличен кръвен поток (английски Entero-salivary pathway).