Еще несколько десятилетий назад оксид азота (NO) считался исключительно вредным газом и загрязнителем воздуха. Сегодня его называют одной из важнейших сигнальных молекул человеческого организма. За исследования оксида азота ученые получили Нобелевскую премию, а спортсмены по всему миру ищут способы повысить его уровень для улучшения выносливости и восстановления.
Почему вокруг этой молекулы столько внимания и какую роль в этой истории сыграла обычная свекла?
От кислородных коктейлей к оксиду азота
Интерес к насыщению организма кислородом возник еще в середине XX века. В разных странах исследовались кислородные коктейли, барокамеры, дыхательные тренировки и другие методы повышения работоспособности.
Логика была простой: чем больше кислорода получают мышцы, тем лучше они работают.
Однако со временем ученые поняли, что важен не только сам кислород, но и способность сосудов доставлять его к тканям. Даже если в крови достаточно кислорода, суженные сосуды ограничивают его поступление к работающим мышцам.
Именно здесь на сцену выходит оксид азота.
Как ученые открыли роль оксида азота
В 1970–1980-х годах исследователи заметили, что внутренний слой сосудов — эндотелий — выделяет неизвестное вещество, заставляющее сосуды расслабляться.
В 1987 году американский ученый Луис Игнарро и его коллеги показали, что этим веществом является оксид азота.
Открытие стало настоящей сенсацией. Выяснилось, что человеческий организм самостоятельно производит NO и использует его для регуляции множества процессов.
В 1998 году ученые Роберт Ферчготт, Луис Игнарро и Ферид Мурад получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследования роли оксида азота в сердечно-сосудистой системе.
Сегодня известно, что оксид азота участвует в:
- расширении сосудов;
- регуляции артериального давления;
- доставке кислорода к тканям;
- работе иммунной системы;
- передаче сигналов между клетками;
- процессах восстановления после физических нагрузок.
Почему спортсменов заинтересовал оксид азота
В спортивной науке быстро поняли, что расширение сосудов может улучшать кровоснабжение работающих мышц.
Когда сосуды становятся шире:
- увеличивается приток крови;
- мышцы получают больше кислорода;
- эффективнее доставляются питательные вещества;
- быстрее удаляются продукты обмена.
Для спортсменов это означает потенциальное улучшение выносливости и более быстрое восстановление после тренировок.
Поэтому с конца 1990-х годов начался активный поиск способов повысить уровень оксида азота в организме.
Долгое время считалось, что оксид азота образуется только из аминокислоты L-аргинин под действием специальных ферментов.
Однако в начале 2000-х годов исследователи обнаружили еще один путь.
Оказалось, что организм способен производить оксид азота из нитратов, поступающих с пищей.
Среди обычных продуктов особенно высоким содержанием нитратов отличаются:
- шпинат;
- руккола;
- сельдерей;
- некоторые листовые овощи.
Наибольший интерес вызвала именно свекла, поскольку она позволяет получать значительное количество пищевых нитратов в относительно небольшом объеме продукта.
После первых исследований свекольного сока стало ясно, что он способен повышать концентрацию нитратов и нитритов в крови, а затем способствовать образованию оксида азота.
Как работает свекла
Механизм выглядит довольно необычно.
После употребления свеклы содержащиеся в ней нитраты всасываются в кровь и частично концентрируются в слюнных железах.
Затем бактерии полости рта превращают нитраты в нитриты.
После проглатывания нитриты вновь попадают в кровоток, где в условиях недостатка кислорода могут превращаться в оксид азота.
Получается своеобразная природная система производства NO.
Именно поэтому некоторые исследования показывают, что использование антисептических ополаскивателей для рта может снижать эффективность нитратов: уничтожая полезные бактерии, человек нарушает часть этой цепочки.
Сегодня существует несколько основных подходов.
Свекольный сок и концентраты свеклы
Наиболее изученный источник пищевых нитратов.
Плюсы:
- большое количество исследований;
- натуральное происхождение;
- удобство применения перед тренировками.
Минусы:
- специфический вкус;
- возможный дискомфорт со стороны желудочно-кишечного тракта;
- значительное содержание сахаров в некоторых соках.
L-аргинин
Аминокислота, из которой организм способен синтезировать оксид азота.
Плюсы:
- хорошо изученный механизм;
- широкая доступность.
Минусы:
- часть аргинина разрушается еще до попадания в кровоток;
- эффект может значительно различаться у разных людей.
L-цитруллин
Еще одна аминокислота, которая в организме превращается в аргинин.
Плюсы:
- более стабильное повышение уровня аргинина в крови;
- популярность среди спортсменов.
Минусы:
- эффект зависит от дозировки и индивидуальных особенностей организма.
Комплексные спортивные продукты
Часто содержат комбинации нитратов, аргинина, цитруллина и других компонентов.
Плюсы:
- удобство применения.
Минусы:
- сложно оценить вклад каждого ингредиента;
- качество составов может сильно различаться.
- высока ударная нагрузка на организм
- Стоимость
Порошки свеклы
- Легко усваивается
Минусы:
- Требуется проверять качество сырья, очень много китайского сырья
Что важно понимать
Несмотря на большой интерес к оксиду азота, он не является «волшебной молекулой», которая мгновенно повышает спортивные результаты.
На уровень NO влияют многие факторы:
- физическая активность;
- состояние сосудов;
- возраст;
- питание;
- сон;
- уровень стресса.
Тем не менее современные исследования показывают, что поддержание естественной выработки оксида азота может играть важную роль в работе сердечно-сосудистой системы, обеспечении тканей кислородом и адаптации организма к физическим нагрузкам.
Именно поэтому спустя почти тридцать лет после Нобелевской премии интерес к оксиду азота остается высоким как среди ученых, так и среди спортсменов.
Научные источники и дополнительное чтение
1. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1998
Официальное описание открытия роли оксида азота в сердечно-сосудистой системе. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1998/summary/
2. Lundberg J.O., Weitzberg E., Gladwin M.T. — The nitrate–nitrite–nitric oxide pathway Nature Reviews Drug Discovery, 2008. https://www.nature.com/articles/nrd2466
3. Jones A.M. — Dietary nitrate supplementation and exercise performance
Sports Medicine, обзор исследований влияния нитратов свеклы на спортивные показатели. https://link.springer.com/article/10.1007/s40279-014-0149-y
4. Domínguez R. et al. — Effects of Beetroot Juice Supplementation on Cardiorespiratory Endurance Systematic Review, Nutrients, 2017.
https://www.mdpi.com/2072-6643/9/1/43
5. Kapil V. et al. — Physiological role for nitrate-reducing oral bacteria in blood pressure control Free Radical Biology and Medicine, исследование роли бактерий полости рта в превращении нитратов в оксид азота.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24747399/