Sok z buraka i funkcje mózgu

O wpływie soku z buraka jest głośno w sporcie już od dłuższego czasu. Pisaliśmy już o tym na bieganie.pl nie raz (np. tutaj i tutaj). Szczególną uwagę zwracają na niego sportowcy, którzy ciągle szukają substancji poprawiającej formę sportową, albo entuzjaści zdrowia, poszukujący niedrogiego
środka działającego korzystnie na ogólny stan organizmu.

Badania potwierdzają,
że aktywnym składnikiem zawartym w soku w buraka są azotany (NO^3-). Zalety tego związku,
które się wymienia to: obniżanie ciśnienia krwi, poprawianie przepływu krwi i
przyspieszenie transportu tlenu do mniej dostępnych tkanek. Działania te są ważne
głównie dla sprawności układu sercowo-naczyniowego, ale funkcje te są też
istotne w fizjologii wysiłku fizycznego. Suplementacja azotanami może redukować
koszt użycia tlenu w submaksymalnych wysiłkach i w niektórych przypadkach
zwiększać tolerancję na wysiłek, poprawiając ogólną wydolność.

Największe korzyści osiągano
podczas stosunkowo krótkich wysiłków, trwających od 5 do 30 minut, choć podczas dłuższego czasu ich trwania również obserwowano w niektórych badaniach pozytywne działanie. To wszystko sugeruje korzystne działanie takiej
suplementacji, choć zjawisko nie zostało jeszcze dokładnie wyjaśnione.

Ciekawych informacji dostarczają badania
opublikowane w listopadzie 2014 roku w czasopiśmie naukowym Nutrents. Jest to artykuł przeglądowy,
skupiający się na wpływie stosowania azotanów dla poprawy wydolności fizycznej.
Porównano w nim 31 wcześniejszych badań o tej tematyce, w których łącznie
wzięło udział ponad 300 osób. Analizy ilościowe sugerują, że korzystne efekty,
takie jak poprawa wydolności dominują w wynikach analizowanych badań. Warto
jednak zaznaczyć, że osiągano je w dość wysokiej dawce, zawierającej od 5 do
9 mmol azotanów (NO3-), co zawiera się w pojedynczej dawce około 500ml soku z
buraka stosowanej codziennie. Maksymalna dawka azotanów była obserwowana po
około 2,5 do 3 godzin, więc tyle czasu przed treningiem należy przyjmować sok,
by osiągnąć najlepszy efekt. Ten wysoki poziom korelował ze zmianami ciśnienia
krwi (redukcja zarówno skurczowego, jak i rozkurczowego). Nie odnotowano
korzyści zwiększania dawki, poziom powyżej 8,4 mmol aż do 18,1 mmol NO^3- nie
przynosił lepszych rezultatów, chociaż dalsze badania są w tym kierunku potrzebne.

Kolejne badania, które opublikowano w kwietniu 2015
r. dotyczyły jednak zupełnie innego aspektu, o który również podejrzewano
azotany zawarte w sokach z buraka. Dotyczą one wpływu picia takiego soku na
sprawność naszego umysłu podczas wysiłku fizycznego. Badania opublikowała grupa
naukowców pod kierownictwem Andrew Jonesa w czasopiśmie European Journal of Applied Physiology. Założeniem było, że azotany
zawarte we krwi mogą potencjalnie zwiększać przepływ krwi, dzięki czemu mogą
poprawiać funkcje mózgu, głównie ułatwiając dostarczanie tlenu i składników odżywczych
do tego organu. Był to jeden z głównych zagadnień podejmowanych przez zespół
prowadzony przez  Chrisa Thompsona i jego
kolegów na Uniwersytecie Exeter.

Każdy wysiłek fizyczny, jeśli tylko jest wykonywany
odpowiednio długo i intensywnie, mówiąc kolokwialnie – ogłupia nas. Chociaż, żeby być bardziej
precyzyjnym, chodzi bardziej o to, że podczas ćwiczeń o wysokiej intensywności,
funkcje naszego mózgu zostają osłabione. Efekt ten można mierzyć chociażby przez
czas reakcji, który na zmęczeniu jest odpowiednio dłuższy. Jest to w szczególności
istotne dla zawodników, którzy trenują sporty wymagające takich umiejętności i muszących
podejmować czasem szybkie decyzje w krótkim czasie, bo to może zadecydować o
losach meczu czy wygraniu jakiegoś pojedynku. Podobnie dzieje się czasem u
biegaczy, którzy w przypadku dużego zmęczenia muszą zdecydować, czy rozpocząć już
finisz, albo chociażby tak prozaiczną rzecz jak to, czy nie pomylili jakiegoś
okrążenia. Podobnie ma się to do motywacji, która przy braku racjonalnego myślenia
często zostaje osłabiona i nawet misternie ułożona taktyka na bieg zostaje
tylko w planach. Zawsze się zastanawiałem, czy ma znaczenie to, że ktoś ma
większą „jasność umysłu” w końcówce biegu, czy może mu to pomóc w osiągnięciu
lepszego wyniku. Wciąż brak jakichś konkretnych badań na ten temat, a zjawisko
również wydaje się bardzo ciekawe. Trudno jednak podejrzewać, aby taka „lotność
umysłu” pozwalała poradzić sobie z kryzysami, pomimo zmęczenia organizmu. To
kwestie różne, choć na pewno ogólne zmęczenie wpływa na zmęczenie umysłu. Nie
da się tego oddzielić.

Wróćmy jednak do badań. Opisują one funkcje azotanów
zawartych w soku z buraka właśnie na sprawność umysłu. W podwójnie ślepej, krzyżowej
próbie (czyli ani naukowcy, ani uczestnicy badań nie wiedzieli, co stosują) zbadano
16 sportowców wyczynowych, którzy zostali poddani testowi na rowerze
stacjonarnym. Wysiłek miał symulować zmęczenie pojawiające się w trakcie meczu.
Testy składały się z dwóch, 40-minutowych połów, które dzieliły się na 2
minutowe bloki powtarzane 20 razy. Każdy blok składał się z 6-sekundowych, intensywnych
sprintów, po czym następowało 100 sekund aktywnego wypoczynku i na koniec 14
sekund odpoczynku biernego. Podczas każdego odcinka aktywnego wypoczynku, uczestnicy
wykonywali serie testów badających ich sprawność umysłową. Badano koordynację i
czas reakcji. Każdy uczestnik wykonywał test dwukrotnie. Pierwszy raz po
siedmiu dniach picia soków z buraka – jeden 70ml „shot” każdego ranka i wieczoru,
a dwa „shoty” rano w dniu testu wysiłkowo-umysłowego, na 2,5 godziny przed nim. Jeden
taki „shot” zawierał 400mg azotanów, czyli równoważność pół litra soku z
buraka. W sumie więc uczestnicy stosowali odpowiednik około litra soku na
dzień. Przez drugi tydzień wszyscy wypijali tą samą ilość „placebo soku z
buraka” (tzn. soku z odfiltrowanym czynnikiem aktywnym –azotanami). Po drugim
tygodniu znowu wykonano test wysiłkowo-umysłowy.

W badaniu możemy zaobserwować wiele interesujących
wniosków. Po pierwsze, sportowcy uzyskali około 3,5% większą ilość wytwarzanej
pracy po suplementacji sokiem z buraka, aniżeli bez niej: BR (123 ± 19 kJ) w
porównaniu do PL (119 ± 17 kJ; P < 0.05) [BR=Beetroot – sok z buraka, PL=placebo].  Wyjaśnienie tego zjawiska może być takie, że sok z buraka i zawarte z nim azotany redukują koszt użycia tlenu w trakcie skurczu mięśni (co może poprawiać biegową albo kolarską ekonomię). Są różne teorie o tym, jak suplementacja azotanami może wpływać na skurcz mięśni, ale nie jest to ciągle jasne, dlaczego tak się dzieje.

Jakie są wnioski dotyczące pracy umysłowej? Grupa
nie pijąca soku z buraka miała wolniejszy czas reakcji w drugiej połowie „meczu”,
podczas gdy grupa pijąca sok z buraka utrzymała sprawność umysłu. Oto wykres z
badań:

Jeśli przyjrzymy się jeszcze bliżej działania
funkcji umysłowych w odniesieniu do czasu, zauważymy, że efekt ten był największy
w końcowej jednej trzeciej każdej połowy, kiedy zmęczenie było największe.
Czyli im większe było zmęczenie, tym bardziej zauważalny był efekt działania
azotanów. Ponownie, precyzyjny mechanizm działania nie jest jasny. Można jednak
przypuszczać, że będzie to miało wiele wspólnego z ilością tlenu dostarczanego
do mózgu. Kiedy ćwiczymy ciężko, następuje hiperwentylacja, ale poziom
dwutlenku węgla we krwi wzrasta. Może następować też zwężenie naczyń
krwionośnych, przez co zmniejsza się ilość tlenu dostarczanego do mózgu. Azotany zawarte w
soku z buraka są przekształcane w tlenek azotu, który jak wiemy gra kluczową
rolę w rozszerzaniu się naczyń krwionośnych (stąd też jego rola w normowaniu
ciśnienia krwi). Właśnie to działanie może wyjaśniać lepsze ukrwienie, a
tym samym sprawność mózgu.

Podsumowując, sok z buraka (jak i inne bogate w azotany
produkty) może nie tylko wpływać na wytrzymałość (w tym szczególnym wypadku była to
raczej zdolność utrzymywania wysiłku podczas powtarzalnych sprintów), ale
wydaje się, że ma jeszcze inny, ciekawy efekt – poprawia sprawność umysłową (głównie
czas reakcji), mogący występować podczas przedłużającego się wysiłku
fizycznego. Soki z buraka i azotany w nich zawarte dostarczają ostatnio wielu ciekawych
informacji, ze względu na ich wpływ na wyniki sportowe, sprawność umysłu i ogólnie na zdrowie.
Myślę, że w najbliższych latach jeszcze niejednego się o nich dowiemy.

Źródła:

Thompson C, Wylie LJ, Fulford J, Kelly
J, Black MI, McDonagh ST, Jeukendrup AE, Vanhatalo A, Jones
AM. Dietary
nitrate improves sprint performance and cognitive function during prolonged
intermittent exercise. Eur J Appl Physiol. 2015
Sep;115(9):1825-34. doi: 10.1007/s00421-015-3166-0. Epub 2015 Apr 7. 

William T. Clements, Sang-Rok Lee and Richard J.
Bloomer. Nitrate Ingestion: A Review of
the Health and Physical Performance Effects Nutrients 2014, 6, 5224-5264;
doi:10.3390/nu6115224 nutrients ISSN 2072-6643