Beetroot, ossido nitrico e performance
25
set
0

Beetroot, ossido nitrico e performance

Probabilmente siamo di fronte al più versatile estratto vegetale da poter impiegare in ambito sportivo: il beetroot extract, ovvero l’estratto di barbabietola rossa. Sia in forma liquida come succo, che in polvere, ha apportato interessanti aumenti di performance in svariati sport, decretandone un utilizzo ad ampio spettro: dagli sport misti ad intermittenza come gli sport di squadra, sport da combattimento, sport individuali misti come il CrossFit® ed il Tennis, fino agli sport di endurance.

Produzione di Ossido Nitrico

L’effetto diretto dell’introduzione nell’organismo di estratto di barbabietola è l’aumento diretto della sintesi di ossido nitrico (NOs)1, dovuta ai nitrati (NO3-) contenuti in questo vegetale, convertiti repentinamente in nitriti (NO2-2) tramite enzimi che si trovano fin dal tratto orofaringeo, gastrointestinale e tracheo-bronchiale2. Proprio per questo, la sintesi di ossido nitrico sfrutta un percorso non convenzionale come quello della L-Arginina, ma coadiuvante a questa e alla L-Citrullina3.

La concentrazione dei nitrati raggiunge il suo picco dopo circa un’ora dalla sua ingestione, e ritorna ai livelli basali dopo quasi 24 h4, mentre gli effetti della L-Arginina permangono per almeno 75-80 minuti, per poi iniziare il ritorno a livelli basali5.

Ma cosa fa questo aumento di produzione dell’ossido nitrico? Perché è così importante?

Effetti dell’Ossido Nitrico

Una volta che i nitrati saranno convertiti in nitriti e poi a loro volta ridotti nella forma bioattiva nei tessuti e nel sangue in NO, si innescheranno una serie di meccanismi fisiologici che coinvolgeranno l’uptake di ossigeno (O2) nei tessuti.

Infatti il NO permette l’aumento del flusso ematico nei distretti muscolari coinvolti nella contrazione muscolare durante l’esercizio promuovendo benefici emodinamici e metabolici come il miglioramento dell’uptake di glucosio nelle cellule muscolari, la funzione mitocondriale6 e una miglior efficienza nella contrazione e rilassamento muscolare7, tale da ipotizzare anche un effetto di recovery piuttosto interessante.

La formazione endogena del NO a partire dall’aminoacido L-Arginina sembrerebbe essere implicata anche nella biogenesi mitocondriale8,9 (tanto cara a coloro i quali aspirano ad una miglior composizione corporea e flessibilità metabolica), e nel sistema immunitario come immunomodulatore10.

L’utilizzo di estratto di barbabietola, proprio per la caratteristica di innescare la produzione di NOs in particolari distretti corporei, sta avendo il suo impiego anche nella clinica nelle malattie croniche polmonare11, nell’ipertensione1,12, nell’infarto al miocardio13 e nell’insulino-resistenza con un’interessante azione diretta sulle cellule pancreatiche14.

Inoltre ai fini plastici, l’ossido nitrico contribuisce indirettamente al potenziale aumento della sintesi proteica muscolare, diminuendo alcuni vasocostrittori (endothelin-1), aumentando la vasodilatazione e quindi promuovendo una maggior anastomosi, nonché maggior afflusso di aminoacidi essenziali e altri nutrienti a livello periferico15.

Gli studi negli sport di endurance

Negli sport di endurance e di ultra-endurance, la chiave per una performance ottimale sta nell’economia del movimento, o meglio dell’intera performance, misurabile con il rapporto tra il consumo di ossigeno (VO2) e la potenza generata o il tratto percorso dell’atleta16. Per poter affermare che l’economia del movimento dell’intera performance sia migliorata, dovremmo poter aumentare la potenza generata a parità di consumo di ossigeno.

In tal senso ecco che i nitrati da barbabietola trovano il loro impiego in maniera profittevole in numerosi studi:

aumentando dello 0,8% la performance su 50 miglia con la bicicletta, migliorando il rapporto potenza e consumo di ossigeno W/VO217, dovuto ad un maggior uptake di ossigeno;

aumentando l’efficienza, cioè ritardando l’insorgenza dell’affaticamento di oltre il 16% rispetto al placebo, lavorando al 90%VO2max18;

su 16,1 km diminuendo il tempo di esecuzione del 2,7% e sui 4 km di ben 2,8%19, inoltre un aumento dell’economia W/VO2 rispettivamente del 7% e 11%.

inoltre è emerso che una singola dose di 8.2 mmol (512 mg) di nitrati ha portato a ritardare il tempo di esaurimento a varie intensità, mantenendo il picco di potenza (watts) molto più a lungo rispetto al gruppo placebo20.

Gli effetti in cronico confermano quelli già esaminati in acuto. Infatti, pur utilizzando una dose minore da 5,2 mmol (325 mg di nitrati) per 15 giorni consecutivi, si rileva una minor utilizzazione dell’ossigeno a parità di intensità, riducendo il costo submassimale dell’esercizio e quindi migliorando la tolleranza allo stesso19.

A dosi minime, ed in cronico, porterebbe ad un miglioramento dell’uptake di ossigeno, ma anche ad un minor consumo dello stesso21, agendo anche a livello muscolare aumentando l’efficienza nella contrazione22, influenzando quindi positivamente sia le performance aerobiche23 (medio brevi e medio-lunghe, tra i 20 e 60 minuti), che alattacide e lattacide24 (brevi ed intense, da 1 a 10 minuti).

Benefici negli sport ad alta intensità

Si può affermare che l’estratto di barbabietola possa essere finalmente un fitoterapico versatile ed applicabile in tutti gli sport? La risposta è senza dubbio affermativa.

Stando agli studi, benché sempre su sport monostrutturati, gli esiti sono del tutto positivi se si tratta di lavori con tempi di esecuzione brevi: una riduzione del VO2max pur mantenendo l’intensità23,25; incremento della performance nei test ad intensità definite18,20,26; decremento dei tempi di esecuzione su varie distanze, da brevissime a medie, con la bike17,19,27.

La parte più interessante, aldilà degli effetti sopra citati, è la capacità di ossigenazione delle fibre di tipo II (quelle implicate nei movimenti glicolitici, quindi brevi ed intensi) da parte dei nitrati28 maggiori che nelle fibre lente di tipo I, e l’aumento del re-uptake di calcio a livello del reticolo sarcoplasmatico, producendo così una miglior e più efficiente recupero e contrazione delle fibre muscolari28.

Benefici negli sport misti e contro resistenza

Infine, si può parlare di benefici anche negli sport misti contro resistenza, cioè in quegli sport dove vi è un lavoro con i pesi? Certo che sì. Solamente apportando 400mg di nitrati per 6 giorni consecutivamente si è rilevato un aumento locale della muscular endurance ed ipertrofia29, dovuto ad un maggior numero di ripetizioni e tempo sotto tensione30 e ad un più veloce ripristino delle scorte di ATP31. Non è escluso, infatti, che un’integrazione di nitrati in concomitanza con Creatina, possa essere una combinazione potenzialmente ottimale per una più veloce disponibilità di re-sintesi di ATP32, che tradotto significherebbe maggior stamina, maggior power endurance, cioè una formula perfetta per gli sport misti come gli sport di squadra, da combattimento ed il CrossFit®33.

Cosa ci portiamo a casa?

I nitrati da estratto secco di barbabietola sono senza ombra di dubbio da annoverare accanto ad integratori oramai consolidati in letteratura come Creatina e Beta-Alanina. Abbiamo visto quanto siano versatili nel loro utilizzo, ma principalmente esprimono la loro efficacia negli sport misti, soprattutto in quelle performance da 1 a 10 minuti intensi, con benefici minori ma pur sempre tangibili negli sport di endurance di breve e media lunghezza.

La dose efficace rilevata negli studi va da un minimo di ~5 mmol (312,5 mg)25 ad un massimo di ~11,4 mmol (712,5 mg)34, e tenendo conto del riscaldamento/attivazione, sarebbe ottimale assumerla circa 45-60 minuti prima della performance effettiva4.

Gli studi in cronico non si spingono oltre i 7 giorni consecutivi questo è per lo più per ovvi limiti imposti alla ricerca, tuttavia non sembrerebbe esserci alcun impedimento proseguire oltre la settimana.

Gli studi che hanno rilevato risultati con profitto in cronico vanno dai 6-7 giorni consecutivi6,32,35, ai 15 giorni consecutivi36, questo è per lo più per ovvi limiti imposti alla ricerca. Ulteriori studi sono necessari per definire un lasso di tempo in cronico che vada oltre i 15 giorni consecutivi6

Troverete ancora altre informazioni sugli integratori per lo sport nel mio libro 300 Invictus, edizioni Project Invictus ©, che potete trovare sul sito https://www.projectinvictus.it/libri/300-invictus/

Articolo a cura di Edoardo Tacconi - Divulgatore scientifico

BIBLIOGRAFIA

1. Hobbs, D. A., George, T. W. & Lovegrove, J. A. The effects of dietary nitrate on blood pressure and endothelial function: A review of human intervention studies. Nutr. Res. Rev. (2013) doi:10.1017/S0954422413000188.

2. Marteus, H., Törnberg, D. C., Weitzberg, E., Schedin, U. & Alving, K. Origin of nitrite and nitrate in nasal and exhaled breath condensate and relation to nitric oxide formation. Thorax (2005) doi:10.1136/thx.2004.030635.

3. Lundberg, J. O., Weitzberg, E. & Gladwin, M. T. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery (2008) doi:10.1038/nrd2466.

4. Webb, A. J. et al. Acute blood pressure lowering, vasoprotective, and antiplatelet properties of dietary nitrate via bioconversion to nitrite. Hypertension (2008) doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.107.103523.

5. Bode-Böger, S. M., Böger, R. H., Galland, A., Tsikas, D. & Frölich, J. C. L-arginine-induced vasodilation in healthy humans: Pharmacokinetic-pharmacodynamic relationship. Br. J. Clin. Pharmacol. (1998) doi:10.1046/j.1365-2125.1998.00803.x.

6. Domínguez, R. et al. Effects of beetroot juice supplementation on cardiorespiratory endurance in athletes. A systematic review. Nutrients (2017) doi:10.3390/nu9010043.

7. Andrade, F. H., Reid, M. B., Allen, D. G. & Westerblad, H. Effect of nitric oxide on single skeletal muscle fibres from the mouse. J. Physiol. (1998) doi:10.1111/j.1469-7793.1998.577bn.x.

8. Stamler, J. S. & Meissner, G. Physiology of nitric oxide in skeletal muscle. Physiological Reviews (2001) doi:10.1152/physrev.2001.81.1.209.

9. Tong, L., Heim, R. A. & Wu, S. Nitric oxide: A regulator of eukaryotic initiation factor 2 kinases. Free Radical Biology and Medicine (2011) doi:10.1016/j.freeradbiomed.2011.03.032.

10. Wink, D. A. et al. Nitric oxide and redox mechanisms in the immune response. J. Leukoc. Biol. (2011) doi:10.1189/jlb.1010550.

11. Kerley, C. P. et al. Dietary nitrate supplementation in COPD: An acute, double-blind, randomized, placebo-controlled, crossover trial?. Nitric Oxide - Biol. Chem. (2015) doi:10.1016/j.niox.2014.12.010.

12. Kapil, V., Khambata, R. S., Robertson, A., Caulfield, M. J. & Ahluwalia, A. Dietary nitrate provides sustained blood pressure lowering in hypertensive patients: A randomized, phase 2, double-blind, placebo-controlled study. Hypertension (2015) doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.114.04675.

13. Zamani, P. et al. Effect of inorganic nitrate on exercise capacity in heart failure with preserved ejection fraction. Circulation (2015) doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.114.012957.

14. Nyström, T. et al. Inorganic nitrite stimulates pancreatic islet blood flow and insulin secretion. Free Radic. Biol. Med. (2012) doi:10.1016/j.freeradbiomed.2012.06.031.

15. Timmerman, K. L. & Volpi, E. Endothelial function and the regulation of muscle protein anabolism in older adults. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases (2013) doi:10.1016/j.numecd.2012.03.013.

16. Bentley, D. J., Newell, J. & Bishop, D. Incremental exercise test design and analysis: Implications for performance diagnostics in endurance athletes. Sports Medicine (2007) doi:10.2165/00007256-200737070-00002.

17. Wilkerson, D. P. et al. Influence of acute dietary nitrate supplementation on 50 mile time trial performance in well-trained cyclists. Eur. J. Appl. Physiol. (2012) doi:10.1007/s00421-012-2397-6.

18. Thompson, K. G. et al. Influence of dietary nitrate supplementation on physiological and cognitive responses to incremental cycle exercise. Respir. Physiol. Neurobiol. (2014) doi:10.1016/j.resp.2013.12.015.

19. Lansley, K. E. et al. Acute dietary nitrate supplementation improves cycling time trial performance. Med. Sci. Sports Exerc. (2011) doi:10.1249/MSS.0b013e31821597b4.

20. Kelly, J., Vanhatalo, A., Wilkerson, D. P., Wylie, L. J. & Jones, A. M. Effects of nitrate on the power-duration relationship for severe-intensity exercise. Med. Sci. Sports Exerc. (2013) doi:10.1249/MSS.0b013e31828e885c.

21. Whitfield, J. et al. Beetroot juice supplementation reduces whole body oxygen consumption but does not improve indices of mitochondrial efficiency in human skeletal muscle. J. Physiol. (2016) doi:10.1113/JP270844.

22. Bescós, R., Sureda, A., Tur, J. A. & Pons, A. The effect of nitric-oxide-related supplements on human performance. Sports Medicine (2012) doi:10.2165/11596860-000000000-00000.

23. Pinna, M. et al. Effect of beetroot juice supplementation on aerobic response during swimming. Nutrients (2014) doi:10.3390/nu6020605.

24. Peeling, P., Cox, G. R., Bullock, N. & Burke, L. M. Beetroot juice improves on-water 500 M time-trial performance, and laboratory-based paddling economy in national and international-level kayak athletes. Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. (2015) doi:10.1123/ijsnem.2014-0110.

25. Muggeridge, D. J. et al. The effects of a single dose of concentrated beetroot juice on performance in trained flatwater kayakers. Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. (2013) doi:10.1123/ijsnem.23.5.498.

26. Breese, B. C. et al. Beetroot juice supplementation speeds O2 uptake kinetics and improves exercise tolerance during severe-intensity exercise initiated from an elevated metabolic rate. Am. J. Physiol. - Regul. Integr. Comp. Physiol. (2013) doi:10.1152/ajpregu.00295.2013.

27. Cermak, N. M., Gibala, M. J. & Van Loon, L. J. C. Nitrate supplementation’s improvement of 10-km time-trial performance in trained cyclists. Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. (2012) doi:10.1123/ijsnem.22.1.64.

28. Ferguson, S. K. et al. Impact of dietary nitrate supplementation via beetroot juice on exercising muscle vascular control in rats. J. Physiol. (2013) doi:10.1113/jphysiol.2012.243121.

29. Mosher, S. L., Andy Sparks, S., Williams, E. L., Bentley, D. J. & Naughton, L. R. M. Ingestion of a nitric oxide enhancing supplement improves resistance exercise performance. J. Strength Cond. Res. (2016) doi:10.1519/JSC.0000000000001437.

30. Carr, B. M., Webster, M. J., Boyd, J. C., Hudson, G. M. & Scheett, T. P. Sodium bicarbonate supplementation improves hypertrophy-type resistance exercise performance. Eur. J. Appl. Physiol. (2013) doi:10.1007/s00421-012-2484-8.

31. Vanhatalo, A. et al. Dietary nitrate reduces muscle metabolic perturbation and improves exercise tolerance in hypoxia. J. Physiol. (2011) doi:10.1113/jphysiol.2011.216341.

32. Domínguez, R. et al. Effects of beetroot juice supplementation on intermittent high-intensity exercise efforts. Journal of the International Society of Sports Nutrition (2018) doi:10.1186/s12970-017-0204-9.

33. Kramer, S. J., Baur, D. A., Spicer, M. T., Vukovich, M. D. & Ormsbee, M. J. The effect of six days of dietary nitrate supplementation on performance in trained CrossFit® athletes. J. Int. Soc. Sports Nutr. (2016) doi:10.1186/s12970-016-0150-y.

34. Clifford, T. et al. Effects of beetroot juice on recovery of muscle function and performance between bouts of repeated sprint exercise. Nutrients (2016) doi:10.3390/nu8080506.

35. Poortmans, J. R., Gualano, B. & Carpentier, A. Nitrate supplementation and human exercise performance. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care (2015) doi:10.1097/mco.0000000000000222.

36. Vanhatalo, A. et al. Acute and chronic effects of dietary nitrate supplementation on blood pressure and the physiological responses to moderate-intensity and incremental exercise. Am. J. Physiol. - Regul. Integr. Comp. Physiol. (2010) doi:10.1152/ajpregu.00206.2010.