Nitrātu suplementācija ir kļuvusi par vienu no visvairāk pētītajām mūsdienu sporta zinātnes tēmām. Kamēr agrāk nitrātus uzskatīja par vienkāršu metabolisma blakusproduktu, tagad zinām, ka tiem ir izšķiroša loma asins plūsmas, muskuļu kontrakcijas un šūnu enerģētikas regulēšanā. Galvenais dabiskais šo vielu avots sporta uzturā ir biešu sula. Aplūkosim sīkāk konkrētus zinātniskus pētījumus, kas pētīja nitrātu ietekmi uz cilvēka ķermeni, un reālos rezultātus, ko sportisti sasniedza.
Fizioloģiskais mehānisms: kā ķermenis veido slāpekļa oksīdu?
Ar uzturu uzņemtie nitrāti (NO3−) pēc uzsūkšanās tievajās zarnās koncentrējas mūsu siekalu dziedzeros – siekalās izdalās aptuveni 25 % no uzņemtā daudzuma. Baktērijas mutes dobumā šos nitrātus pēc tam reducē par nitrītiem (NO2−). Pēc siekalu norīšanas kuņģa skābajā vidē un pēc tam asinsritē notiek galīgā pārveide par slāpekļa oksīdu (NO).
Šis pārveides process par NO ir visefektīvākais apstākļos ar zemu skābekļa pieejamību (hipoksiju) un zemu pH. Tie ir tieši tādi apstākļi, kādi dabiski rodas intensīvi strādājošā skeleta muskulī. Visu ķēdi – ieskaitot otro, no skābekļa atkarīgo ceļu caur L-citrulīnu – apkopo šāda shēma:
Vienkāršota nitrātu metabolisma un slāpekļa oksīda veidošanās shēma (pielāgota pēc Jeukendrup & Gleeson, 2025).
Zinātniski eksperimenti apstiprināja, ka, ja sportists lieto antibakteriālu mutes skalojamo šķīdumu, kas iznīcina mutes baktērijas, nitrītu līmeņa paaugstinājums asins plazmā pēc nitrātu uzņemšanas ir drastiski nomākts.
Zinātnisko pētījumu rezultāti
Tas, kas padara nitrātus par pilnīgi unikāliem, ir to spēja samazināt submaksimālas slodzes skābekļa „cenu“. Šo parādību cilvēka fizioloģijā agrāk uzskatīja par vairāk vai mazāk nemainīgu. Šeit ir galveno pētījumu un to rezultātu pārskats:
| Pētījums | Izlase un protokols | Galvenais rezultāts |
|---|---|---|
| Larsen et al. 2007 |
9 sportisti · 3 dienas nātrija nitrāts 0,1 mmol/kg |
−5 % VO₂ · augstāka muskuļu efektivitāte (19,7 → 21,1 %) |
| Bailey et al. 2009 |
8 vīrieši · 6 dienas 5,6 mmol (0,5 l bietes) |
+16 % laiks līdz izsīkumam · −23 % lēnā VO₂ komponente |
| Lansley et al. — skriešana 2011 |
6 dienas · 6,2 mmol skriešana līdz izsīkumam |
+15 % laiks līdz izsīkumam |
| Lansley et al. — laika brauciens 2011 |
9 riteņbraucēji · akūta deva 6,2 mmol, 2,5 h iepriekš |
4 km: +2,8 % · 16,1 km: +2,7 % |
| Cermak et al. 2012 |
12 riteņbraucēji · 6 dienas 8 mmol |
10 km ātrāk (−0,2 min) · +6 W sniegums |
Visos pētījumos atkārtojas viens un tas pats modelis: zemāks skābekļa patēriņš pie tāda paša darba, garāks laiks līdz izsīkumam un ātrāki laika braucieni.
Kas notiek muskulī: trīs šūnu adaptācijas
Zinātnieki neapstājās tikai pie laika mērīšanas trasē, bet pētīja muskuļu šūnas tieši zem mikroskopa un ar magnētiskās rezonanses palīdzību. Viņi atklāja trīs revolucionāras šūnu adaptācijas:
| Šūnu adaptācija | Avots | Galvenais atklājums |
|---|---|---|
| Mitohondriju taupīšana zemāka ANT ekspresija → mazāka protonu noplūde |
Larsen et al. 2011 |
+19 % P/O attiecība (vairāk ATP uz skābekli) |
| Labāka kalcija darbība ↑ kalsekvestrīns 1 un DHP receptors |
Hernández et al. 2012 |
↑ Ca²⁺ II tipa šķiedrās → ātrāks spēks |
| Palielināta asins plūsma īpaši uz ātrajām II tipa šķiedrām |
Ferguson et al. 2013 |
+38 % asins plūsma muskuļos |
Komandu un intermitējoši sporti
Wylie et al. (2013) pētījums apstiprināja, ka nitrātu suplementācija pierādīti uzlabo sniegumu arī testos, kas simulē kustību komandu sporta veidos (atkārtoti augstas intensitātes sprinti ar īsu atpūtu). Tas paver durvis nitrātiem arī ārpus tīri izturības sporta kopienas (futbols, hokejs, basketbols).
Cik ilgi efekts saglabājas – vai suplementācija jācikl?
Sportisti bieži jautā, vai ķermenis biešu sulai nepierod (neveido toleranci), ja to dzer ilgāku laiku. Vanhatalo et al. (2010) pētījums novēroja sportistus 15 dienas nepārtrauktas bietes lietošanas. Izrādījās, ka skābekļa patēriņa samazinājums submaksimālā slodzē notiek jau 2,5 stundas pēc pirmās devas un saglabājas pilnīgi tādā pašā spēkā nemainīgs gan pēc 5, gan pēc 15 dienām. Ķermenis tātad toleranci neveido, un nitrāti darbojas arī ilgtermiņa suplementācijas laikā.
Nitrātu saistība ar VO2max un izturības snieguma pārdefinēšana
Tradicionālais izturības snieguma modelis (Coyle, 1995) balstās uz trim pīlāriem: maksimālais skābekļa patēriņš (VO2max) kā absolūtais aerobās sistēmas griesti, VO2max frakcionāla izmantošana (noturama šo griestu procentuālā daļa bez laktāta uzkrāšanās) un kustības ekonomika (uz darba vienību patērētais skābekļa daudzums). Kamēr klasiskās treniņu metodes galvenokārt mērķē uz absolūto griestu palielināšanu, nitrātu suplementācija ienes pavērsienu, selektīvi optimizējot tieši kustības ekonomiku – izraisot tā saukto lower oxygen cost.
Nitrāti pierādīti samazina skābekļa patēriņu submaksimālā konstantā slodzē par aptuveni 5 %, un tas notiek bez jebkādas kompensējošas anaerobā metabolisma iesaistīšanas (gan pH, gan laktāts paliek stabili). Šo unikālo parādību nosaka divi šūnu mehānismi:
Mitohondriju efektivitātes palielināšana: Larsen et al. (2011) pierādīja, ka nitrāti samazina mitohondriālā proteīna ANT (adenīna-nukleotīdu translokāzes) ekspresiju iekšējā mitohondriju membrānā, kas ierobežo protonu noplūdi (leak). Rezultāts ir 19 % P/O attiecības pieaugums (sintezētā ATP daudzums uz patērēto skābekli), kas cieši korelē (r = −0,80) ar kopējā skābekļa patēriņa samazinājumu vingrošanas laikā.
Kontrakcijas enerģijas prasību samazināšana: nitrāti pierādīti taupa muskuļu fosfokreatīna (PCr) rezerves un mazina noguruma metabolītu, piemēram, ADP un neorganiskā fosfāta (Pi), uzkrāšanos. Tādējādi samazinās ATP daudzums, kas nepieciešams muskuļu spēka attīstīšanai – cita starpā ar zemākām kalcija sūkņa enerģijas prasībām.
Praktiskais suplementācijas protokols
Efektīvā deva: ideālā ergogēnā deva ir starp 6 un 8 mmol (apm. 370 līdz 500 mg) nitrātu. Devas virs 16 mmol vairs nesniedz papildu uzlabojumu.
Laiks: kamēr nitrātu līmenis asinīs paaugstinās ātri, galvenie nitrīti sasniedz maksimumu tikai 2 līdz 3 stundas pēc uzņemšanas. Tāpēc sula vai koncentrāts jāizdzer ar šādu laika rezervi.
Akūta vs. hroniska dozēšana: parastiem atpūtas sportistiem darbojas arī vienreizēja akūta deva pirms sacensībām. Taču ļoti trenētiem un elites izturības sportistiem (VO2max > 60 ml/kg/min) vienreizēja deva bieži nedarbojas. Lai viņiem notiktu proteīnu adaptācijas mitohondrijos, nepieciešams hronisks protokols, kas ilgst 3 līdz 15 dienas.
Standartizēts koncentrāts, kas risina trīs lielākās klasiskās biešu sulas vājās puses:
Nitrātu suplementācijas specifika elites sportistiem
Uztura nitrātu lietošana ļoti trenētiem un elites izturības sportistiem (tipiski VO2max > 60–70 ml/kg/min) rada specifisku izaicinājumu tā sauktā griestu efekta (ceiling effect) dēļ – šiem indivīdiem fizioloģiskās sistēmas jau ir maksimizētas. Klīniskie pētījumi viņiem pēc akūtas devas bieži nekonstatēja ne skābekļa patēriņa samazinājumu, ne snieguma uzlabojumu; to apstiprināja, piemēram, Peacock et al. (2012) elites slēpotājiem (VO2max ≈ 70 ml/kg/min) vai Bescós et al. (2012) trenētiem triatlonistiem un riteņbraucējiem. Šim nomāktajam (blunted) ergogēnajam efektam ir vairāki treniņa cēloņi:
Palielināta endogēnā NO ražošana: elites sportistiem ir dabiski augsta slāpekļa oksīda sintāzes (NOS) aktivitāte un augstāks bazālais nitrītu līmenis plazmā.
Augsta muskuļu kapilarizācija: blīvs kapilāru tīkls nodrošina izcilu muskuļu perfūziju un oksigenāciju submaksimālas slodzes laikā. Tā kā nitrītu (NO2−) reducēšana par aktīvu NO notiek galvenokārt vietējas hipoksijas un zema pH apstākļos, augsta skābekļa pieejamība trenētos muskuļos šo ceļu dabiski nomāc.
Muskuļu šķiedru sadalījums: nitrāti selektīvi ietekmē II tipa ātro šķiedru kontraktilitāti un asinsapgādi – elites izturības sportistiem tomēr muskulatūra galvenokārt (bieži vairāk nekā 80–90 %) sastāv no lēnajām I tipa šķiedrām.
Izrāviens laika braucienos un individualitātes nozīme. Neraugoties uz šiem ierobežojumiem, sistemātiskais pārskats un metaanalīze Silva et al. (2023), kas vērsta tieši uz elites sportistiem, pierādīja, ka akūta nitrātu suplementācija noved pie statistiski nozīmīga laika saīsinājuma laika braucienos (against-the-clock testi) – visstabilāk riteņbraucējiem un lietojot biešu sulas (BRJ) formā. Atslēga izpratnei ir ārkārtīga individuālā mainība: Wilkerson et al. (2012) 50 jūdžu laika braucienā gan nekonstatēja kopēju grupas efektu, taču atklāja ļoti ciešu korelāciju (r = −0,83) starp individuālo plazmas nitrītu pieaugumu pēc bietes un rezultāta laika paātrinājumu (koncepts responders vs. non-responders).
Lai pārvarētu bioloģisko rezistenci, elites sportistiem nepieciešams izmantot hroniskus piesātināšanas protokolus (3–15 dienas), augstākas devas (8 mmol / 500 mg nitrātu) un mērķēt uz intensīvām anaerobām snieguma fāzēm – izšķirošiem izrāvieniem, surges un finišiem.
Drošība un veselība
Zinātniskās autoritātes brīdina no tīru nitrātu vai nitrītu sāļu lietošanas toksicitātes riska un methemoglobinēmijas rašanās dēļ (Lundberg et al. 2011). Turpretī, pēc ekspertu domām, dabiskās biešu sulas lietošana ir ļoti maz ticams, ka ir bīstama (Jones et al. 2011; Lundberg et al. 2011). Dārzenis dabiski satur lielu daudzumu antioksidantu (piem., C vitamīnu) un polifenolu, kas kuņģī droši bloķē potenciāli kancerogēnu nitrozamīnu veidošanos (Mirvish et al. 1998).
Urīna iekrāsošanās (beeturia). Daļai cilvēku (aptuveni 10–14 % populācijas) biete var nekaitīgi iekrāsot urīnu vai izkārnījumus rozā līdz sarkanā krāsā. Tā ir tā sauktā beeturia, ko izraisa bietes dabiskie pigmenti (betalaīni) – tā nav nekādas veselības problēmas pazīme, un, tiklīdz pigmenti izdalās, krāsa pati pazūd.
Nitrātu un L-citrulīna kombinācija: divu ceļu maksimālā sinerģija
Ja meklē absolūto snieguma maksimumu, jaunākie pētījumi norāda uz izcilu ieguvumu no vienlaicīgas nitrātu un L-citrulīna lietošanas. Cilvēka ķermenis ražo slāpekļa oksīdu (NO) pa diviem neatkarīgiem ceļiem, kuri viens otru ideāli papildina:
NO veidošana no aminoskābēm. L-citrulīns organismā droši pārvēršas par arginīnu un apgādā šo ceļu. Tas darbojas lieliski aerobos apstākļos ar pietiekamu skābekli.
To nodrošina uztura nitrāti no bietes. Šis ceļš pilnībā aktivizējas tieši tad, kad pirmais ceļš skābekļa trūkuma un skābināšanās dēļ nedarbojas (hipoksija, acidoze).
Pētījums trenētiem triatlonistiem (Burgos et al., 2022)
Šajā 9 nedēļu randomizētajā, dubultaklajā pētījumā ar trenētiem triatlonistiem (VO2max ~59 ml/kg/min) zinātnieki testēja kombināciju 3 g/dienā L-citrulīna (CIT) + 2,1 g/dienā biešu ekstrakta (BR), 300 mg nitrātu.
Hormonālā profila aizsardzība: kamēr grupām, kas lietoja bagātinātājus atsevišķi vai placebo, prasīgās sezonas laikā testosterona līmenis pazeminājās, CIT + BR kombinācija šo kritumu droši novērsa.
Stresa samazināšana un labāka atjaunošanās: kombinētā grupa uzrādīja būtiski zemāku stresa hormona kortizola līmeni un uzlabotu testosterona/kortizola attiecību (T/C ratio), kas liecina par izcilu anabolisko stāvokli un muskuļu masas aizsardzību pret sadalīšanos.
Reāls snieguma pieaugums: triatlonisti kombinētajā grupā (CIT+BR) pēc 9 nedēļu suplementācijas sasniedza statistiski augstāko noskrieta attāluma pagarinājumu Kūpera testā.
Tieši tā kombinācija, par kuru runāts iepriekš – aptver abus slāpekļa oksīda veidošanās ceļus vienā iepakojumā:
Secinājums sportistiem
Biešu nitrāti pieder pie tās nedaudzās uztura bagātinātāju grupas, kuru ergogēnā iedarbība balstās uz patiesi stabilas zinātniskas bāzes – tie pieder pat pie pieciem uztura bagātinātājiem ar visspēcīgākajiem pierādījumiem sniegumam saskaņā ar Starptautiskās Olimpiskās komitejas konsensu. Desmitos pētījumu atkārtojas viens un tas pats modelis: zemāka kustības skābekļa „cena“, augstāka muskuļu mehāniskā efektivitāte, garāks laiks līdz izsīkumam un izmērāmi ātrāki laiki laika braucienos. Tas nav statistiskas kļūdas līmeņa efekts – runa ir par uzlabojumiem procentu vienību apmērā, kas finiša taisnē ir atšķirība starp personīgo rekordu un vidējām sacensībām.
Praksei pietiek atcerēties trīs lietas. Deva: 6 līdz 8 mmol nitrātu (apm. 400–500 mg) ir optimums, augstākas devas vairs neko nepievieno. Laiks: nitrīti asinīs sasniedz maksimumu tikai 2–3 stundas pēc uzņemšanas, tāpēc bieti izdzer ar šādu laika rezervi, nevis tieši startā. Un mutes baktērijas: sacensību dienā izlaid antibakteriālu mutes skalojamo šķīdumu, citādi visu efektu sev pats bloķēsi.
Atpūtas sportists gūs labumu pat no vienas akūtas devas pirms sacensībām. Elites izturības sportistam ar VO2max virs 60 ml/kg/min vajadzētu izmantot hronisku protokolu (3–15 dienas), lai paspētu iedarboties arī lēnākās šūnu adaptācijas mitohondrijos. Un, ja vēlies iet līdz galam, kombinācija ar L-citrulīnu vienlaikus nosedz abus slāpekļa oksīda veidošanās ceļus – gan aerobo, gan to, kas ieslēdzas, kad organismam sāk trūkt skābekļa.
Biete nav brīnums, kas vidēju skrējēju pārvērš par elites sportistu. Bet tas ir viens no dažiem legālajiem, drošajiem un zinātniski pamatotajiem veidiem, kā no sava ķermeņa izspiest dažus procentus vairāk – un izturības vai augstas veiktspējas sportā tieši šie procenti izšķir.
- Jones, A. M. (2014). Dietary nitrate supplementation and exercise performance. Sports Medicine, 44(Suppl 1), S35–45. doi:10.1007/s40279-014-0149-y
- Jeukendrup, A., & Gleeson, M. (2025). Sport Nutrition (4th ed.). Human Kinetics.
- Cermak, N. M., Gibala, M. J., & van Loon, L. J. (2012). Nitrate supplementation's improvement of 10-km time-trial performance in trained cyclists. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 22, 64–71.
- Larsen, F. J., Weitzberg, E., Lundberg, J. O., et al. (2007). Effects of dietary nitrate on oxygen cost during exercise. Acta Physiol, 191, 59–66. doi:10.1111/j.1748-1716.2007.01713.x
- Bailey, S. J., Winyard, P., Vanhatalo, A., et al. (2009). Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. J Appl Physiol, 107, 1144–1155. doi:10.1152/japplphysiol.00722.2009
- Lansley, K. E., Winyard, P. G., Bailey, S. J., et al. (2011). Acute dietary nitrate supplementation improves cycling time trial performance. Med Sci Sports Exerc, 43, 1125–1131. doi:10.1249/MSS.0b013e31821597b4
- Lansley, K. E., Winyard, P. G., Fulford, J., et al. (2011). Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of walking and running: a placebo-controlled study. J Appl Physiol, 110, 591–600. doi:10.1152/japplphysiol.01070.2010
- Hernández, A., Schiffer, T. A., Ivarsson, N., et al. (2012). Dietary nitrate increases tetanic [Ca2+]i and contractile force in mouse fast-twitch muscle. J Physiol, 590, 3575–3583. doi:10.1113/jphysiol.2012.232777
- Ferguson, S. K., Hirai, D. M., Copp, S. W., et al. (2013). Impact of dietary nitrate supplementation via beetroot juice on exercising muscle vascular control in rats. J Physiol, 591, 547–557. doi:10.1113/jphysiol.2012.243121
- Jones, A. M., Bailey, S. J., Vanhatalo, A., et al. (2011). Reply to Lundberg, Larsen, and Weitzberg. J Appl Physiol, 111, 619. doi:10.1152/japplphysiol.00614.2011
- Lundberg, J. O., Larsen, F. J., & Weitzberg, E. (2011). Supplementation with nitrate and nitrite salts in exercise: a word of caution. J Appl Physiol, 111, 616–617. doi:10.1152/japplphysiol.00521.2011
- Mirvish, S. S., Grandjean, A. C., Reimers, K. J., et al. (1998). Effect of ascorbic acid dose taken with a meal on nitrosoproline excretion in subjects ingesting nitrate and proline. Nutr Cancer, 31, 106–110. doi:10.1080/01635589809514688
- Wylie, L. J., Mohr, M., Krustrup, P., et al. (2013). Dietary nitrate supplementation improves team sport-specific intense intermittent exercise performance. Eur J Appl Physiol, 113, 1673–1684. doi:10.1007/s00421-013-2589-8
- Vanhatalo, A., Bailey, S. J., Blackwell, J. R., et al. (2010). Acute and chronic effects of dietary nitrate supplementation on blood pressure and the physiological responses to moderate-intensity and incremental exercise. Am J Physiol, 299, 1121–1131.
- Burgos, J., Viribay, A., Calleja-González, J., et al. (2022). Long-Term Combined Effects of Citrulline and Nitrate-Rich Beetroot Extract Supplementation on Recovery Status in Trained Male Triathletes: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Trial. Biology (Basel), 11(1), 75. doi:10.3390/biology11010075
- Coyle, E. F. (1995). Integration of the physiological factors determining endurance performance ability. Exerc Sport Sci Rev, 23, 25–63.
- Larsen, F. J., Schiffer, T. A., Borniquel, S., et al. (2011). Dietary inorganic nitrate improves mitochondrial efficiency in humans. Cell Metab, 13(2), 149–159. doi:10.1016/j.cmet.2011.01.004
- Bescós, R., Ferrer-Roca, V., Galilea, P. A., et al. (2012). Sodium nitrate supplementation does not enhance performance of endurance athletes. Med Sci Sports Exerc, 44(12), 2400–2409. doi:10.1249/MSS.0b013e3182687e5c
- Peacock, O., Tjønna, A. E., James, P., et al. (2012). Dietary nitrate does not enhance running performance in elite cross-country skiers. Med Sci Sports Exerc, 44(11), 2213–2219. doi:10.1249/MSS.0b013e3182640f48
- Wilkerson, D. P., Hayward, G. M., Bailey, S. J., et al. (2012). Influence of acute dietary nitrate supplementation on 50 mile time trial performance in well-trained cyclists. Eur J Appl Physiol, 112(12), 4127–4134. doi:10.1007/s00421-012-2397-6
- Silva, K. V. C., et al. (2023). Effects of acute dietary nitrate supplementation on endurance performance in elite athletes: a systematic review and meta-analysis. [ověřit bibliografické údaje].
Komentāri (0)
Šim rakstam vēl nav neviena komentāra. Atstāj komentāru pirmais!