2007 m. rudenį Stokholmo Karolinskos instituto fiziologų grupė paskelbė rezultatą, kurį pačiame straipsnyje pavadino "labai stebinančiu". Devyni gerai treniruoti jauni vyrai tris dienas vartojo natrio nitratą, paprastą druską, kokios yra salieruose, špinatuose ir burokėliuose, o paskui mynė veloergometrą, ir jų kūnai tam pačiam darbui sunaudojo mažiau deguonies. Ne daugiau galios už daugiau kuro; ta pati galia už mažiau. Bendrasis naudingumas pakilo nuo 19,7 iki 21,1 procento, laktatas nepakilo, pulsas nepasikeitė [1].

Taip neturėjo nutikti. Deguonies sąnaudos tam tikrai apkrovai beveik šimtmetį buvo laikomos nekintama žmogaus raumens savybe. O nitratas geriausiu atveju buvo laikomas inertišku, blogiausiu – šiek tiek įtartinu dalyku, kurį reguliuotojai matuoja geriamajame vandenyje. Kad šie du dalykai gali būti susiję ir kad ryšys veda prie šakniavaisio, prireikė kelerių metų, kol tai įsisąmoninta. Kai tai įvyko, minėta daržovė ėmė rodytis profesionalių dviračių komandų šaldytuvuose, o Baltijos daržo pagrindas, raudonasis burokėlis, kurį čia šimtmečius virė sriubai ir tarkavo į salotas, atsidūrė vieno kruopščiausiai tiriamų sporto mokslo klausimų centre.

Molekulė, pelniusi Nobelio premiją

Norint suprasti, kaip burokėlis gali pakeisti tai, kiek deguonies sudeginate, reikia pradėti nuo dujų. Azoto oksidas, du atomai ir kelių sekundžių gyvenimas, yra signalas, kuriuo kraujagyslės vidinė sienelė liepia ją supančiam raumeniui atsipalaiduoti. Kai jis išsiskiria, arterijos išsiplečia, kraujotaka padidėja, trombocitai tampa mažiau lipnūs, o dirbančio raumens mitochondrijos prisitaiko, kaip naudoti deguonį. Robertas Furchgottas, Louisas Ignarro ir Feridas Muradas 1998 m. gavo Nobelio fiziologijos arba medicinos premiją už tai, kad išsiaiškino, jog šios trumpalaikės dujos yra pagrindinis organizmo kraujagyslių plėtiklis [2]. Apie šį atradimą ir uogas, kurios jį maitina, rašėme straipsnyje Nobelio premija, slypinti jūsų kraujotakoje; šis straipsnis – apie augalą, kuris tai daro tiesiogiausiai.

Vadovėlinis kelias į azoto oksidą prasideda nuo aminorūgšties L-arginino, eina per fermentų šeimą ir jam reikia deguonies. Tai konstrukcijos klaida arba bent jau apribojimas: akimirka, kai raumeniui labiausiai reikia daugiau kraujo, yra būtent ta akimirka, kai raumeniui ima trūkti deguonies. Pasirodo, gamta įrengė antrą kelią, ir būtent juo naudojasi burokėlis.

Antrasis kelias eina per jūsų liežuvį

Šį alternatyvų kelią 2008 m. žurnale Nature Reviews Drug Discovery išsamiai aprašė Jonas Lundbergas, Eddie Weitzbergas ir Markas Gladwinas, ir tai viena elegantiškiausių kilpų žmogaus fiziologijoje [3]. Veikia taip. Suvalgote nitratų turintį augalą. Nitratas įsisavinamas viršutinėje žarnyno dalyje ir patenka į kraują, kur beveik nieko nedaro. Tada nutinka kai kas keisto: seilių liaukos aktyviai ištraukia maždaug ketvirtadalį jo atgal iš kraujotakos ir sukoncentruoja seilėse, daug kartų aukštesniu lygiu nei plazmoje. Liežuvio užpakalinėje dalyje gyvena anaerobinės bakterijos, kurios šį nitratą naudoja savo kvėpavimui ir taip redukuoja jį į nitritą. Nitritą nuryjate. Skrandžio rūgštyje dalis jo iškart virsta azoto oksidu, o likusi dalis įsisavinama į kraują kaip nitritas – stabili atsarga, kurią audiniai gali paversti azoto oksidu būtent ten, kur trūksta deguonies ir didelis rūgštingumas, tai yra sunkiai dirbančiame raumenyje.

Tai ne hipotezė; tai patikrinta tiesiausiu įmanomu būdu. 2008 m. Andrew Webbas su kolegomis Londono Bartso institute davė sveikiems savanoriams 500 ml burokėlių sulčių ir stebėjo, kaip kraujospūdis maždaug po trijų valandų nukrito daugiausiai 10,4/8 mmHg, sekdamas nitrito kilimą plazmoje [4]. Tada jie pakartojo eksperimentą prašydami savanorių seiles spjauti, o ne nuryti. Nitritas nepakilo, o kraujospūdis nenukrito. Tais pačiais metais švedų tyrėjų grupė parodė, kad antibakterinis burnos skalavimo skystis, panaudotas po nitrato dozės, ryškiai susilpnino nitrito kilimą plazmoje, nes jis sunaikino bakterijas, kurios atlieka pavertimą [5]. Ką burokėlis jums duoda, jis duoda per mikrobus ant jūsų liežuvio.

Kodėl būtent burokėlis

Nitratas – tai būdas, kuriuo augalas perneša azotą iš dirvos į savo audinius, ir kai kurie augalai jo neša labai daug. Standartinėje klasifikacijoje, paskelbtoje žurnale American Journal of Clinical Nutrition, daržovės suskirstytos į juostas pagal nitratų kiekį, ir aukščiausioje juostoje, virš 250 mg 100 g, yra gražgarstė, špinatai, salotos, salierai ir raudonasis burokėlis [6]. Burokėlis turi vieną pranašumą prieš šio sąrašo lapus: jį galima išspausti. 500 ml stiklinė duoda nitrato dozę, kuriai prilygti reikėtų viso dubens gražgarsčių, ir duoda ją tokia forma, kurią galima išgerti dvi valandas prieš bėgimą.

Kiek pakanka, nustatyta gana tiksliai. 2013 m. dozės ir atsako tyrime Ekseterio universitete Lee Wylie su kolegomis davė savanoriams koncentruotų burokėlių sulčių su 4,2, 8,4 arba 16,8 mmol nitrato, o paskui matavo deguonies suvartojimą ir tai, kiek ilgai jie gali išlaikyti sunkią pastangą. 8,4 mmol dozė sumažino deguonies sąnaudas pastovioje apkrovoje ir pailgino laiką iki išsekimo 14 procentų; padvigubinus ją iki 16,8 mmol nieko daugiau neprisidėjo, pailgėjimas buvo 12 procentų [7]. Dviejuose žemiau aprašytuose esminiuose rezultatų tyrimuose naudota 500 ml paprastų burokėlių sulčių, kuriose buvo maždaug 5,5–6,2 mmol nitrato [8][9]. Tai darbinis diapazonas: kažkur tarp didelės stiklinės ir pusės litro.

Ekseterio eksperimentai

Tyrimą, kuris burokėlį iš kuriozo pavertė treniruočių mitybos dalimi, 2009 m. žurnale Journal of Applied Physiology paskelbė Stepheno Bailey ir Andrew Joneso grupė Ekseteryje [8]. Aštuoni vyrai šešias dienas kasdien gėrė 500 ml burokėlių sulčių arba 500 ml juodųjų serbentų gėrimo kaip placebą, dvigubai aklame kryžminiame tyrime. Su burokėliais nitrito kiekis plazmoje maždaug padvigubėjo, sistolinis kraujospūdis nukrito nuo 132 iki 124 mmHg, o deguonies suvartojimo kilimas vidutinės apkrovos pradžioje buvo 19 procentų mažesnis. Tada jie važiavo iki išsekimo labai dideliu intensyvumu. Su placebu jie vidutiniškai ištvėrė 583 sekundes; su burokėliais – 675. Papildoma pusantros minutės sunkaus važiavimo – iš daržovės.

Po dvejų metų ta pati grupė uždavė klausimą, kuris rūpi kiekvienam su starto numeriu: ar tai daro greitesnį? Devyni klubo lygio dviratininkai išgėrė 500 ml burokėlių sulčių arba tų pačių sulčių be nitrato dvi su puse valandos prieš 4 km ir 16,1 km atskiro starto lenktynes [9]. Deguonies suvartojimas lenktynių metu abiem atvejais buvo vienodas, bet galia – ne: 292 vatai prieš 279 4 km distancijoje, 247 prieš 233 16,1 km distancijoje. 4 km važiavimas buvo 2,8 procento greitesnis, 16,1 km – 2,7 procento greitesnis. Tie patys plaučiai, ta pati širdis, daugiau darbo.

Nuo to laiko literatūra nepaprastai išaugo. 2020 m. metaanalizė žurnale Medicine & Science in Sports & Exercise apibendrino 80 tyrimų ir nustatė, kad nitrato papildai pagerino fizinį pajėgumą, palyginti su placebu, o aiškiausia nauda buvo mėgėjams ir vidutiniškai treniruotiems žmonėms, mažesnis poveikis – elitiniams ištvermės sportininkams, kurių aerobinis pajėgumas jau buvo išskirtinis [10]. Tai verta skaityti teisinga kryptimi. Jei nesate profesionalas, esate būtent ta grupė, kuriai tai veikia geriausiai. Tarptautinio olimpinio komiteto 2018 m. sutarimo pareiškimas dėl maisto papildų įtraukia nitratą į nedidelį sąrašą greta kofeino, kreatino, beta alanino ir bikarbonato, kurių įrodymai dėl rezultatų gerinimo laikomi gerais [11].

Kraujospūdis: poveikis, kuris išlieka po lenktynių

Dauguma burokėlių sulčių pirkėjų su niekuo nesivaržo. Jiems svarbesnį tyrimą 2015 m. žurnale Hypertension paskelbė Vikaso Kapilo ir Amritos Ahluwalios grupė Londone [12]. Šešiasdešimt aštuoni pacientai su aukštu kraujospūdžiu, pusė negydytų ir pusė jau vartojančių vaistus, keturias savaites kasdien gėrė 250 ml burokėlių sulčių arba 250 ml tų pačių sulčių be nitrato. Kraujospūdis matuotas trimis būdais, ir jis nukrito pagal visus tris: 7,7/2,4 mmHg klinikoje, 7,7/5,2 mmHg per 24 valandų ambulatorinį stebėjimą ir 8,1/3,8 mmHg namuose. Poveikis per keturias savaites nesilpnėjo. Endotelio funkcija pagerėjo maždaug 20 procentų, arterijų standumas išmatuojamai sumažėjo, o placebo grupėje nieko iš to nebuvo. Dozė – viena maža stiklinė per dieną.

Reaguoja ir smegenų kraujagyslės. 2011 m. tyrime Wake Foresto universitete vyresnio amžiaus suaugusiesiems, vidutiniškai 75 metų, buvo duota viena diena nitratų turtingos mitybos, įskaitant burokėlių sultis, paskui skenuotos jų smegenys ir nustatyta padidėjusi kraujotaka į kaktinės skilties baltąją medžiagą – sritį, atsakingą už planavimą ir dėmesį [13]. Tai buvo mažas ir trumpas tyrimas, ir šiame straipsnyje jis yra dėl to, ką parodo apie mechanizmą: tas pats kelias, kuris padeda dviratininkui paskutiniame kilometre, atveria kraujagysles visur, kur reikalaujama deguonies.

Spalva – ne puošmena

Nitratas nematomas. Tai, ką matote perpjovę burokėlį, yra betaninas, pagrindinis pigmentų šeimos, vadinamos betalainais, atstovas, kurio beveik joks kitas maistinis augalas negamina. Burokėlyje yra maždaug 300–600 mg betanino kilograme, ir, skirtingai nei daugelis augalų pigmentų, betalainai įsisavinami į kraujotaką nepakitę, kur veikia kaip antioksidantai ir slopina uždegimo signalus [14]. Platesnę šio pigmento istoriją papasakojome straipsnyje Spalvų kodas. Čia svarbu tai, kad stiklinė burokėlių sulčių – tai du atskiri argumentai viename: nitrato argumentas apie kraujotaką ir deguonį ir betalaino argumentas apie chemiją augalo, kuris visą gyvenimą gynėsi nuo šviesos ir oksidacijos šaltame šiauriniame lauke.

Viena pigmento pasekmė verta sakinio, nes ji gąsdina neįspėtus žmones. Maždaug vienam žmogui iš dešimties betaninas praeina nepakitęs ir dienai nudažo šlapimą rausvai arba raudonai. Reiškinys turi pavadinimą – beeturija, ir jis visiškai nekenksmingas [15].

Ką daryti šią savaitę

Tyrimai duoda neįprastai aiškias instrukcijas, tad štai jos.

Jei treniruojatės. Išgerkite 250–500 ml burokėlių sulčių dvi–tris valandas prieš treniruotę, nes būtent tada nitrito lygis plazmoje aukščiausias [4][9]. Prieš varžybas vartokite tą patį kiekį kasdien tris–šešias dienas iš anksto, kaip buvo Ekseterio protokole [8]. Grynas spaustas burokėlis – tiesiausias kelias; mūsiškis yra Red Rabbit, 100% ekologiškas burokėlis ir nieko daugiau, sąmoningai paprastas, nes skirtas atmatuoti, o ne gurkšnoti malonumui.

Jei nesitreniruojate. Kraujospūdžio tyrime naudota 250 ml per dieną keturias savaites [12]. Tai maža stiklinė, ir jos lengviau laikytis, kai sultys skanios. Root Rush sušvelnina burokėlį obuoliu ir morka; Ruby Root sujungia 30% burokėlio su 70% aronijos, o tai į tą pačią stiklinę įneša ir antocianinų pusę kraujotakos istorijos. Jei norite šaknų, uogos ir imbiero šoto vienoje dėžėje, rinkinys Active Day sukurtas būtent šiam mėnesiui.

Saugokite kelią. Nenaudokite antibakterinio burnos skalavimo skysčio kelias valandas aplink burokėlių sultis; jis sunaikina bakterijas, kurios atlieka darbą [5]. Nurykite seiles. Burokėlių salotas kramtykite lėtai. Kilpa per liežuvį – visas mechanizmas, ir ją lengva netyčia nutraukti.

Valgykite ir lapus. Burokėlių lapai – ta pati rūšis kaip mangoldas, o lapinės daržovės yra kitas didelis nitrato šaltinis mityboje [6], tad ryšulėlis jaunų burokėlių su lapais – dvi daržovės už vienos kainą.

Viena atsargumo eilutė: burokėlyje daug oksalatų, tad būkite atsargūs, jei turėjote oksalatinių inkstų akmenų, o jei vartojate vaistus nuo kraujospūdžio, poveikis sumuojasi, apie tai verta persimesti žodžiu su gydytoju.

Burokėlių sultys trumpai

Burokėlis – vienas turtingiausių nitrato šaltinių. Bakterijos ant liežuvio paverčia šį nitratą nitritu, kurį organizmas paverčia azoto oksidu ten, kur trūksta deguonies. Tyrimai rodo mažesnes deguonies sąnaudas, ilgesnę ištvermę, greitesnes atskiro starto lenktynes ir žemesnį kraujospūdį nuo 250–500 ml per dieną.

Atgal į Stokholmą

Karolinskos straipsnio, nuo kurio viskas prasidėjo, santrauka baigiasi eilute, kuri žvelgiant atgal skamba kaip nuvertinimas: mechanizmą, rašė autoriai, "reikia išsiaiškinti". Jis išsiaiškintas. Augalas kaupia azotą šaknyje; šaknis patenka į presą; sultys patenka į jus; liežuvis perduoda jas bakterijų kolonijai, kuri paverčia jas paties organizmo kraujagyslių plėtiklio pirmtaku; ir kažkur dirbančiame raumenyje, tą akimirką, kai pritrūksta deguonies, kelias sekundes gyvenančios dujos atveria kraujagyslę, kuri kitaip būtų likusi uždara.

Niekas iš to nebuvo sukurta dviratininkams. Tai tiesiog nutinka, kai daržovė, augusi šiaurės dirvoje dar prieš atsirandant rašytiniams jos receptams, susitinka su kūnu, kuris išsivystė ją valgydamas. Sportininkai tiesiog pastebėjo pirmieji.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kiek laiko prieš treniruotę gerti burokėlių sultis?

Dvi–tris valandas. Nitritas plazmoje, forma, kurią naudoja organizmas, pasiekia piką maždaug po dviejų su puse–trijų valandų po dozės [4][9]. Prieš svarbias varžybas kasdienė stiklinė tris–šešias dienas iš anksto sukuria aukštesnį bazinį lygį [8].

Kiek burokėlių sulčių reikia, kad būtų poveikis?

Rezultatų tyrimuose naudota 500 ml paprastų burokėlių sulčių, maždaug 5,5–6,2 mmol nitrato [8][9]. Dozės ir atsako tyrimas nustatė, kad nauda išsilygina virš maždaug 8 mmol [7]. Kraujospūdžio tyrime naudota 250 ml per dieną [12]. Tarp didelės stiklinės ir pusės litro – įrodymais pagrįstas diapazonas.

Ar burnos skalavimo skystis tikrai panaikina burokėlių sulčių poveikį?

Antibakterinis – taip. Nitrato pavertimas nitritu vyksta ant liežuvio, ir 2008 m. tyrimas parodė, kad chlorheksidino tipo skalavimo skystis ryškiai susilpnino nitrito kilimą plazmoje po nitrato dozės [5]. Valykite dantis kaip įprasta; tiesiog praleiskite antiseptinį skalavimą tuo metu, kai geriate sultis.

Kodėl po burokėlių šlapimas rausvas?

Tai beeturija: raudonasis pigmentas betaninas praeina nepakitęs. Tai nutinka maždaug vienam iš dešimties, skiriasi nuo žmogaus iki žmogaus ir nuo valgio iki valgio, ir tai nekenksminga [15].

Šaltiniai

1. Larsen FJ, Weitzberg E, Lundberg JO, Ekblom B. Effects of dietary nitrate on oxygen cost during exercise. Acta Physiol (Oxf). 2007;191(1):59–66.
2. The Nobel Assembly at Karolinska Institutet. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1998: press release. Stockholm, 12 October 1998. nobelprize.org.
3. Lundberg JO, Weitzberg E, Gladwin MT. The nitrate–nitrite–nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. Nat Rev Drug Discov. 2008;7(2):156–167.
4. Webb AJ, Patel N, Loukogeorgakis S, et al. Acute blood pressure lowering, vasoprotective, and antiplatelet properties of dietary nitrate via bioconversion to nitrite. Hypertension. 2008;51(3):784–790.
5. Govoni M, Jansson EÅ, Weitzberg E, Lundberg JO. The increase in plasma nitrite after a dietary nitrate load is markedly attenuated by an antibacterial mouthwash. Nitric Oxide. 2008;19(4):333–337.
6. Hord NG, Tang Y, Bryan NS. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits. Am J Clin Nutr. 2009;90(1):1–10.
7. Wylie LJ, Kelly J, Bailey SJ, et al. Beetroot juice and exercise: pharmacodynamic and dose-response relationships. J Appl Physiol. 2013;115(3):325–336.
8. Bailey SJ, Winyard P, Vanhatalo A, et al. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. J Appl Physiol. 2009;107(4):1144–1155.
9. Lansley KE, Winyard PG, Bailey SJ, et al. Acute dietary nitrate supplementation improves cycling time trial performance. Med Sci Sports Exerc. 2011;43(6):1125–1131.
10. Senefeld JW, Wiggins CC, Regimbal RJ, Dominelli PB, Baker SE, Joyner MJ. Ergogenic effect of nitrate supplementation: a systematic review and meta-analysis. Med Sci Sports Exerc. 2020;52(10):2250–2261.
11. Maughan RJ, Burke LM, Dvorak J, et al. IOC consensus statement: dietary supplements and the high-performance athlete. Br J Sports Med. 2018;52(7):439–455.
12. Kapil V, Khambata RS, Robertson A, Caulfield MJ, Ahluwalia A. Dietary nitrate provides sustained blood pressure lowering in hypertensive patients: a randomized, phase 2, double-blind, placebo-controlled study. Hypertension. 2015;65(2):320–327.
13. Presley TD, Morgan AR, Bechtold E, et al. Acute effect of a high nitrate diet on brain perfusion in older adults. Nitric Oxide. 2011;24(1):34–42.
14. Clifford T, Howatson G, West DJ, Stevenson EJ. The potential benefits of red beetroot supplementation in health and disease. Nutrients. 2015;7(4):2801–2822.
15. Mitchell SC. Food idiosyncrasies: beetroot and asparagus. Drug Metab Dispos. 2001;29(4 Pt 2):539–543.