Оксид азота в организме как повысить. Оксид азота – залог здоровья сердечно-сосудистой системы и мозга

Доктор биологических наук Ю. ПЕТРЕНКО.

Бесцветный газ - окись азота - всегда считался вредным для организма человека. Инженеры разрабатывают более совершенные двигатели внутреннего сгорания, в меньшей степени загрязняющие атмосферу окисью азота, конструируют системы регенерации окиси азота в другие вещества. Но в конце ушедшего века ученые неожиданно обнаружили, что окись азота присутствует в любом живом организме в довольно больших концентрациях. И не просто присутствует, а управляет важнейшими физиологическими процессами.

Профессор Анатолий Федорович Ванин, впервые обнаруживший радикалы окиси азота в живых клетках, беседует с нобелевским лауреатом Робертом Форшготтом, впервые описавшим явление, обусловленное действием окиси азота. Москва, 1989 год.

Электронная формула окиси азота (NO).

Наука и жизнь // Иллюстрации

Схема физиологических воздействий окиси азота на тонус сосудов.

Окись азота (химическое название - оксид азота) - новая "путеводная звезда" в медицине, указывающая направление поиска лекарственных средств против множества болезней. Именно так считают сейчас большинство исследователей.

Лавинообразный рост числа публикаций по исследованию роли окиси азота в биологических объектах дал основание Американской ассоциации развития науки и авторитетному научному журналу "Science" ("Наука") назвать в 1992 году окись азота молекулой года.

Чем же продиктован такой все возрастающий научный интерес к окиси азота?

Оказалось, что окись азота управляет как внутриклеточными, так и межклеточными процессами в живой клетке. Многие болезни - гипертония, ишемия миокарда, тромбозы, рак - вызваны нарушением физиологических процессов, которые регулирует окись азота. Именно по этой причине окись азота представляет огромный интерес для биологов и медиков самых разных специальностей.

Нейрофизиологи и нейрохимики интересуются окисью азота в связи с тем, что она управляет важнейшими процессами, происходящими в нервной системе. Высшая нервная деятельность человека во многом обусловлена прохождением импульса с одной нервной клетки (нейрона) на другую - так называемой синаптической передачей. Если попытаться описать этот процесс в двух словах, то можно сказать, что при прохождении нервного импульса из окончания одного нейрона "выбрасывается" молекула сигнального вещества - нейромедиатора (например, ацетилхолина, глутамата), которую "захватывает" специальный белок (рецептор) на мембране нервного окончания другого нейрона. Затем сложная цепь биохимических и электрохимических реакций обеспечивает прохождение нервного импульса по этому нейрону. Когда сигнал достигает нервного окончания, снова происходит выброс из него молекулы нейромедиатора и так далее. Оказалось, что окись азота активирует процесс выброса нейромедиаторов из нервных окончаний во время синаптической передачи. Более того, молекула окиси азота сама может играть роль нейромедиатора, то есть непосредственно передавать сигнал с одной нервной клетки на другую. Неудивительно, что окись азота присутствует во всех отделах головного мозга человека: гипоталамусе, среднем мозге, коре, гиппокампе, продолговатом мозге и др.

Таким образом, в мыслительной деятельности окись азота является и непосредственным участником, и косвенным регулятором. Что касается телесного существования, то и здесь ее роль не меньшая.

Кардиологи и специалисты, изучающие систему кровообращения, интересуются окисью азота, поскольку она регулирует расслабление гладких мышц сосудов и синтез так называемых "белков теплового шока", которые "защищают" сосуды при ишемической болезни сердца.

Гематологов окись азота интересует в связи с тем, что она тормозит агрегацию (слипание) тромбоцитов, влияет на перенос кислорода эритроцитами, а также на реакции с участием химически активных молекул (свободных радикалов) в крови.

Иммунологов окись азота интересует потому, что активация клеток, участвующих в иммунном ответе, - макрофагов и нейтрофилов - сопровождается высвобождением этими клетками окиси азота.

Онкологи проявляют повышенный интерес к окиси азота из-за ее предполагаемого участия в процессе развития злокачественных образований.

Физиологи, занимающиеся проблемами регуляции водно-солевого обмена в организме, и нефрологи интересуются окисью азота по той причине, что она регулирует почечный кровоток и солевой обмен в почечных канальцах.

Даже интимная жизнь без окиси азота невозможна - ее высвобождение способствует эрекции.

Но и это еще не все. В последние годы лавинообразно нарастает поток информации о влиянии окиси азота на функционирование генома.

Судьба человека определяется его поведением и характером, на которые, в свою очередь, влияет состояние его души и тела. Значит, судьба человека в некотором смысле связана с окисью азота.

Что же представляет собой молекула окиси азота?

Известно, что, когда в электронном семействе какой-либо молекулы имеется электрон без своей пары, то есть для него нет партнера, все семейство испытывает беспокойство и проявляет повышенную агрессивность по отношению к другим соединениям, стремясь найти и отобрать чужой недостающий электрон. Соединения, имеющие неспаренный электрон, называются радикалами. Радикалы обычно неустойчивы и появляются на промежуточных стадиях химических реакций.

Окись азота из-за наличия в ее электронной структуре неспаренного электрона относится к разряду радикалов и, следовательно, как и все радикалы, стремится "найти" недостающий электрон для создания новой электронной пары. Когда это удается сделать, образуется молекула NO _ - нитроксил-анион. Чаще же приобрести недостающий электрон, отнимая его у другой молекулы, без "войны" не удается. В результате происходят самые разнообразные реакционные процессы, в ходе которых окись азота может претерпевать различные превращения.

Не стоит путать окись азота с закисью азота (ее химическая формула - N 2 O), тоже бесцветным газом со сладковатым вкусом, кратковременное вдыхание которого вызывает признаки истерии, а большие количества действуют на нервную систему возбуждающе, вызывая состояние, сходное с опьянением. В связи с этим закись азота называют "веселящим газом". Длительное вдыхание "веселящего газа" приводит к притуплению болевой чувствительности и потере сознания, благодаря чему в смеси с кислородом (80% N 2 о+20% О 2) он иногда применяется для наркоза.

Окись азота же сама по себе таких эффектов не вызывает. Но закись азота, поступающая в определенные отделы мозга, химически разрушается там с образованием окиси азота, действие которой на нервные клетки и определяет эффекты, вызываемые вдыханием закиси. Алкоголь действует на клетки головного мозга так же опосредованно и через окись азота.

За разработку проблемы окиси азота в биологии и медицине ряд ученых удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 1998 года. Точная формулировка звучит так: "Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена за открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе". Нобелевскими лауреатами стали американские ученые Роберт Форшготт, Ферид Мьюрэд и Луис Игнарро.

А началось все с открытия, результаты которого были опубликованы Робертом Форшготтом в 1955 году. Ученый, проводя физиологические эксперименты с кровеносными сосудами, обнаружил расслабляющее действие света на аорту кролика. Это загадочное поведение аорты в ответ на действие света стало в дальнейшем для него и других исследователей объектом пристального внимания. Можно считать, что оно явилось своеобразной точкой отсчета нового раздела биологической науки.

Следующий шаг был сделан в нашей стране человеком, который совершил открытие, ставшее вехой в понимании роли окиси азота в биологии и медицине. Это - профессор, доктор биологических наук Анатолий Федорович Ванин, заведующий лабораторией Института химической физики Российской академии наук.

В 1965 году журнал "Биофизика" опубликовал его небольшую, но, как позже оказалось, чрезвычайно важную статью под названием "Свободные радикалы нового типа в дрожжевых клетках". В ней говорилось, что в биологических объектах обнаружены радикалы неизвестной природы, которые никто в мире еще не наблюдал. Наша страна тогда была "впереди планеты всей" по части создания аппаратуры для обнаружения радикалов, основанной на явлении электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Приборы и средства обнаружения радикалов, работающие на его основе, называются радиоспектрометрами. Именно этими приборами и была оснащена лаборатория, где работал Анатолий Федорович, который сегодня считается одним из признанных авторитетов в области ЭПР-спектроскопии.

Явление ЭПР в 1944 году открыл профессор Казанского университета Е. К. Завойский. Суть этого явления связана со способностью радикалов, находящихся в магнитном поле, избирательно поглощать энергию радиоволн.

Неизвестная радикальная субстанция сначала была обнаружена в культурах дрожжей, а затем и в клетках животного происхождения. Стало понятным, что открыто новое вещество, которое присутствует во всех живых клетках.

Работы Форшготта и Ванина застолбили новое научное направление. Сейчас ученым понятно, что открытые Анатолием Федоровичем неизвестные радикалы не что иное, как молекулы окиси азота. Но в то время предстояло еще выполнить немало сложнейших исследований, чтобы узнать, какие именно радикалы подают необычный ЭПР-сигнал. Одно было ясно уже тогда: науке эти радикалы неизвестны. Годы напряженного труда позволили Ванину сделать второе открытие. Он доказал, что сигналы подает окись азота, причем не одна, а в комплексе с ионами железа и белками, содержащими сульфгидрильные группы. Теперь их называют "динитрозильные комплексы".

Какова роль комплекса окиси азота и белка в живой клетке? На этом вопросе и сконцентрировалось внимание Ванина и других исследователей, подключившихся к изучению проблемы.

Между тем Р. Форшготт продолжал изучать природу открытого им явления. В 1961 году он опубликовал обзорную статью, в которой еще раз осветил вопрос о расслабляющем действии видимого света на кровеносные сосуды. Результатом исследований, продолжавшихся четверть века, явилось открытие Форшготтом в 1980 году неизвестного физиологически активного вещества - эндотелиального фактора расслабления сосудов (EDRF).

Форшготт обнаружил, что ацетилхолин, являющийся одним из медиаторов нервной системы, обычно вызывал сжатие кровеносных сосудов, но в некоторых опытах он их почему-то расслаблял. Анализируя эти эксперименты, Форшготт обратил внимание, что расслабляющее действие ацетилхолина на сосуды наблюдалось только в тех случаях, когда они были плохо очищены от эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов. Форшготт догадался, что именно присутствие эндотелия меняло физиологический эффект ацетилхолина на противоположный. После проведения серии остроумных опытов сомнений не оставалось: сделано открытие. Так и был обнаружен эндотелиальный фактор расслабления сосудов (EDRF). Это научное достижение приобрело широкий общественный резонанс и взбудоражило весь ученый мир. Большинство ученых сразу поняли, насколько оно важно для физиологии, патофизиологии и практической медицины.

В 1991 году Форшготт публикует целую серию статей, в которых он обосновывает утверждение, что EDRF - это не что иное, как молекула окиси азота. То есть, под действием ацетилхолина происходит выброс окиси азота из эндотелия кровеносных сосудов, которая затем поступает в слой мышечных клеток. И именно молекула окиси азота оказывает расслабляющее действие на стенки сосудов. А что же происходит под действием света? Почему он тоже вызывает сосудистую релаксацию? Видимо, под действием светового излучения высвобождается та же самая окись азота, которая (как показал Ванин) существует в виде динитрозильного комплекса с белками.

Как ученый-физиолог, Форшготт в своих научных исследованиях шел от явлений (физиологии) к их механизмам. Это путь от сложного к простому. Для Ванина, как биофизика и биохимика, путь от простого к сложному, от факта к его роли и значению был более естественным. Ванин и начал с того, что открыл существование радикальной субстанции в живых объектах и стал изучать, что это за молекула и какие функции она выполняет.

Форшготт первым в мире описал явление, обусловленное действием окиси азота, - релаксацию кровеносных сосудов. Ванин открыл наличие неизвестной субстанции в живой материи. В своих дальнейших исследованиях они шли навстречу друг другу, быстро сближаясь. Ими как бы были поставлены две вехи, между которыми пролегла невидимая связующая нить.

Результаты исследований не заставили себя ждать. Уже вскоре обозначена еще одна важная веха. Ее поставил американский ученый Ферид Мьюрэд, после того как в середине 70-х годов он сделал важное открытие, касающееся гуанилатциклазы. Гуанилатциклаза - один из ключевых ферментов, управляющих жизнью клетки. Мьюрэд показал, что гуанилатциклаза активируется при действии нитро- и нитрозосоединений. Мьюрэд высказывает идею, что действующим активным началом этих соединений являются не они сами, а окись азота, выделяемая из них, и экспериментально ее подтверждает.

В это же время Ванин изучает биологическое действие динитрозильных комплексов железа и показывает, что они обладают мощным гипотензивным действием - расслабляют кровеносные сосуды.

Ванин также предложил метод обнаружения окиси азота в органах и тканях, получивший широкое распространение. Следующий шаг его в научном поиске не менее важен. Он первым приходит к убеждению и обосновывает, что EDRF имеет прямое отношение к окиси азота. Когда авторы открытий буквально наступают друг другу на пятки, дышат в затылок в гонке за приоритетом, обычно учитывается, чьи результаты раньше увидели свет. Ванин, получив данные, что EDRF имеет отношение к окиси азота, в 1985 году решил их опубликовать в журнале "Бюллетень экспериментальной биологии и медицины", но напечатана статья была только через три года после подачи. Тут начал расти вал публикаций на эту тему в зарубежных изданиях. Такие же данные в 1986 году получили Форшготт и Игнарро, а в 1987 году - Сальвадор Монкада. Последний убедительно показал, что в состав EDRF входит окись азота, и немедленно опубликовал свои данные в международном научном журнале "Nature" ("Природа") . Все эти публикации вышли в свет раньше, чем оригинальная статья Анатолия Федоровича.

Форшготт и Ванин, пройдя каждый свою половину пути, встретились в 1989 году во Всесоюзном кардиологическом научном центре в Москве. О чем они говорили тогда, понятно: конечно же, о научных планах, своих невероятных догадках и сомнениях. Их общение продолжилось в Лондоне на 1-й конференции по биологической роли оксида азота и в последующей переписке.

Авторитет Ванина как основоположника нового научного направления общепризнан. Но вот парадокс: главная научная награда - Нобелевская премия обошла его стороной. Незаслуженно - это не то слово. Видимо, выбор Нобелевского комитета не всегда основывается на научной значимости работ. Величие Анатолия Федоровича в том, что он не стал оспаривать решение комитета. А мы знаем, что такие гении, как Ньютон и Лейбниц, оспаривали друг у друга научные приоритеты. И это при том, что о Ньютоне говорили как о единственном смертном, вставшем вровень с богами. Да и Лейбниц за заслуги перед человечеством также вполне может быть приравнен к ним. Так что даже боги не всегда могут поделить между собой пальму первенства.

Но и исследователи, которым присудили Нобелевскую премию (напомним, что это Форшготт, Мьюрэд и Игнарро), - воистину великие ученые и, вне всякого сомнения, заслужили столь высокое признание. Тем не менее можно констатировать, что одно из главных действующих лиц в истории про окись азота просто вычеркнули из списков.

Возможно, с историей открытия действия окиси азота кто-то будет и не во всем согласен - неудивительно: логика исследований и роль каждого из ведущих ученых, разрабатывавших эту тему, может видеться всем по-разному. Но вряд ли кто усомнится и будет оспаривать, что все началось с основополагающих открытий Форшготта и Ванина. Именно они были пионерами в установлении всеобъемлющей роли окиси азота в живой природе.

Где же те весы, на которых можно было бы объективно взвесить признание заслуг ученого, чтобы справедливо воздать ему за них?

Переизбыток оксида азота может быть причиной глаукомы и, возможно, других патологических состояний: как решить эту проблему естественным способом. В последнее время в прессе появлялось много материалов, посвященных сделанному открытию, которое заключалось в следующем: у многих людей, страдающих хронической открытоугольной глаукомой, чрезвычайно повышен уровень оксида азота (Neufeld 97). Снижая этот уровень медикаментозно, исследователям удавалось снизить ущерб, наносимый зрительному нерву повышенным внутриглазным давлением у крыс (Neufeld 99).

Сегодня, благодаря усилиям фармацевтических компаний, наблюдается повышенный спрос на блокирующие оксид азота препараты, одобренные для лечения ХОГ. Однако, кажется, что мало кто интересуется выяснением в первую очередь истинных причин повышения его уровня до столь высоких значений. Учитывая, что искусственное подавление любых естественных физиологических реакций организма не может не иметь непредвиденных последствий, может быть, вместо такого вмешательства имело бы смысл выяснить причину и устранить её?

Оксид азота: краткое описание

Исчерпывающей информации об этом нейромедиаторе до сих пор нет, поскольку впервые он был обнаружен лишь в 1987 г. (Ignarro, 1987), благодаря чему в 1989 г. авторы труда стали лауреатами Нобелевской премии заслуги в области естественных наук.

Оксид азота вырабатывается из L-аргинина в разных частях тела.

Он выполняет множество функций, например:

• индуцирует вазодилатацию;
• контролирует интрагастральное давление;
• способствует дилатации матки во время беременности;
• замедляет резорбцию костей;
• играет важнейшую роль в возникновении и поддержании эрекции;
• а также уничтожает бактерии, грибки и даже опухолевые клетки.

Однако высокие его уровни также и чрезвычайно опасны, поскольку оксид азота является мощным азотным свободным радикалом . На самом деле, он способен убивать нейроны, а также считается, что он повинен в большинстве дегенеративных процессов, которые имеют место после инсультов и при некоторых заболеваниях нервной системы.

Каковы потенциальные причины повышения уровня оксида азота?

Основываясь на имеющихся знаниях и данных доступных исследований, можно выделить несколько факторов, которые могут служить причиной или вносить свой вклад в повышение уровня оксида азота:

• аллергии (гистамин);
• низкий статус железа;
• гипоксия (дефицит кислорода);
• отравление угарным газом;
• чрезмерно высокий уровень эстрогена, или «доминирование эстрогена»;
• прочее.

Аллергии

Каким образом аллергия может повысить уровень оксида азота? Ответ довольно прост. Общеизвестно, что аллергии служат причиной повышения уровня гистамина, вот почему так популярны антигистаминные лекарственные средства. А вот что известно не так широко, так это то, что гистамин, в свою очередь, стимулирует высвобождение оксида азота из различных клеток тела (Mannaioni 97a, Mannaioni 97b, Champion 98).

Предполагается даже, что в некоторых неблагоприятных эффектах гистамина, таких как повышение проницаемости гематоэнцефалитического барьера , посредником, на самом деле, выступает оксид азота (Mayhan 96). Поэтому решение проблемы аллергии, вызывающей повышение уровня гистамина, может снять необходимость медикаментозного снижения уровня оксида азота. Кроме того, высокий уровень гистамина связывают с циркуляторной гипоксией, состоянием, о котором речь пойдёт в другом разделе (Sumina 78).

Решить эту проблему можно несколькими способами, достоинства каждого из которых здесь не рассматриваются, поскольку эта тема заслуживает гораздо более тщательного и подробного обсуждения, чем позволяет данная статья:

• избегание или снижение подверженности действию аллергенов (например, изменение диеты, использование воздушных фильтров и т.д.);
• применение натуральных антигистаминных средств (например, кверцетина) (Bronner, Pearce);
• применение традиционных антигистаминных препаратов;
• альтернативные методы лечения аллергии (гомеопатия, снижение чувствительности, потенцированное ферментами);
• традиционное лечение аллергии.

Людям с аллергиями, о которых они даже могут не знать, использование одного или сочетания нескольких перечисленных выше вариантов может помочь не просто устранить симптомы аллергии, но и улучшить состояние здоровья в целом. Конечно, для того чтобы правильно решить проблему аллергии, необходимо чтобы аллергию диагностировал квалифицированный врач-клиницист.

Низкий статус железа

Другая возможная причина повышения оксида азота - пониженный уровень железа. Одна из причин этого состоит в том, что гемоглобин и другие железосодержащие соединения связываются с оксидом азота в крови, что приводит к их пассивности .

Низкий статус железа и анемия могут возникать при дефиците питания , причём из-за нехватки не только железа, но и фолиевой кислоты, и витамина В-12. В частности, дефицит В-12 не редкость у людей преклонного возраста. Вероятнее всего, это связано с возрастным снижением выработки внутреннего фактора, выделяемого клетками в слизистой оболочке желудка гликопротеина, необходимого для нормального всасывания В-12.

Больше всех риску дефицита железа и B-12 подвержены вегетарианцы и те, чей рацион содержит мало мяса - лучшего источника B-12. Тем не менее, такого рода дефицит также может быть спровоцирован приемом фармацевтической продукции. Так, например, известно, что лекарственные средства, принимаемые при проблемах ЖКТ, такие как популярный «Омепразол» («Прилосек» в США и «Лосек» в Канаде), значительно снижают усвоение B-12, возможно, за счёт снижения внутреннего фактора (Marcuard 94).

Даже у людей с нормальным уровнем гемоглобина запасы железа могут быть куда ниже оптимальных значений. Многие врачи считают, что более точно определить уровень железа можно с помощью оценки уровня ферритина в сыворотке.

Ферритин - это основной белок хранения железа в клетках, где он накапливается для будущего использования по мере необходимости. Он также выполняет и другие функции, например, защищает от определенных свободных радикалов, таких как окисленное железо и перекиси, а также он необходим для правильного роста и пролиферации клеток.

Таким образом, вполне вероятно, что нормальный уровень ферритина снижает негативные последствия высокого уровня оксида азота, благодаря его антиокислительным свойствам. А аксид азота, в свою очередь, помогает защитить организм от высвобождения оксидативного свободного железа из железосодержащих соединений (Puntarulo 97, Juckett 96).

Гипоксия

Помимо понижения уровня гемоглобина и ферритина, дефицит железа может привести к повышению уровня оксида азота посредством другого физиологического механизма - вызывая анемическую гипоксию , или понижая содержание кислорода в крови до показателей ниже нормального. Известно, что гипоксия стимулирует выработку оксида азота, что, вероятнее всего, является защитным механизмом, или механизмом выживания организма, который производит оксид азота с целью расслабить кровеносные сосуды, чтобы те снабжали ткани более насыщенной кислородом кровью.

Могут присутствовать и другие формы гипоксии, эффект которых аналогичен. Например, от повреждения пульмональных мембран и нарушения функции легких может развиться диффузионная гипоксия , как происходит при хроническом обструктивном заболевании легких (например, эмфиземе). Поэтому заболевания легких также могут служить причиной повышения уровня оксида азота, вызывая хроническую гипоксию.

Если говорить о натуральных средствах лечения , улучшению легочной функции способствуют некоторые питательные вещества. Наиболее примечательный из них в этом отношении N-ацетилцистеин (НАЦ).

Нарушение функции легких также может быть индуцировано фармакологическим путем - приемом привычных медицинских препаратов, таких как бета-блокаторы . Эти препараты могут провоцировать бронхо-спазмы и сжатие бронхов. Этот класс лекарственных препаратов часто применяют при таких состояниях, как гипертензия, кардиальная аритмия, хроническая стенокардия и др. Применение натуральных способов лечения и устранение необходимости принимать такие препараты может снизить уровень оксида азота.

По иронии, самыми популярными препаратами , применяемыми для лечения ХОГ, являются бета-блокаторы в виде глазных капель (например, тимолол). Поэтому возможно, что такой метод лечения может повышать уровень оксида азота и привести к риску повреждения зрительного нерва. Значит, если страдающих глаукомой объектов исследования, проводимого Нойфельдом и др., лечили таким образом, то повышенный уровень оксида азота мог быть не результатом самого патологического состояния, но, скорее, результатом лечения этого состояния.

Провоцировать повышение уровня оксида азота может также и такое патологическое состояние, как циркуляторная гипоксия , которая развивается в результате чрезмерного сужения кровеносных сосудов или миокардиальной недостаточности. Облегчение состояния вазоконстрикции наблюдается при введении магния, а другие питательные элементы, защищающие сердце, например, фермент Q10, L-карнитин, таурин и др. могут оказаться полезными при миокардиальной недостаточности.

Угарный газ

Отравление угарным газом (CO) может вызывать циркуляторную гипоксию - патологическое состояние, о котором говорилось выше. Оксид углерода соединяется с гемоглобином и снижает его способность переносить кислород. Собственно говоря, он в 200 раз сильнее связывается с гемоглобином, чем с кислородом (Walker 99). При небольшом отравлении CO явных симптомов может и не проявляться, то есть отравление может остаться незамеченным.

Такие низкие уровни воздействия также могут вызывать симптомы, похожие на симптомы обычной простуды или гриппа , поэтому даже лучшие врачи порой ошибаются с диагнозом. Это прискорбно, поскольку сегодня у нас есть простые измерители показателей дыхания, которые могут обнаруживать CO и определять его уровень (Walker 99), но они, видимо, врачами общей практики используются редко. Наиболее типичны отравления угарным газом на промышленных предприятиях, но случаются они и дома. Особенно актуально это становится в зимнее время, когда используются различные обогревательные элементы, а окна, как правило, плотно закрыты.

Интересно отметить, что по данным исследования, недавно опубликованного в одном китайском медицинском журнале, в зимние месяцы у пациентов с глаукомой отмечалось повышение внутриглазного давления (Qureshi 97).

Что вызывает такой эффект, холодная ли погода, отравление угарным газом, снижение физической активности или какие-то другие факторы, пока неизвестно.

В любом случае, было бы предусмотрительно установить дома и даже на работе детекторы угарного газа, для того чтобы снизить вероятность отравления. Такие приборы особенно полезны, поскольку CO не обладает запахом и цветом, а немедленного проявления явных симптомов при небольшом отравлении может не быть. Критически важна хорошая вентиляция, особенно когда в помещении есть источники горения - обогревательные приборы, газовые плиты и камины.

Следует отметить, что люди с высоким уровнем гемоглобина и количеством эритроцитов в какой-то мере должны быть менее чувствительными к вредному воздействию CO в небольших количествах, благодаря большей способности переносить кислород.

Эстроген

Недавно было обнаружено, что эстроген усиливает биоактивность оксида азота (Blum 98). Женщины могут сталкиваться с проблемой чрезмерно высокого уровня эстрогена или дисбаланса в гормональной системе, вызывающего «доминирование эстрогена», по нескольким причинам.

Первая состоит в том, что женщины, проходящие гормоно-замещающую терапию (ГЗТ), часто не контролируют должным образом уровень гормонов и могут получать такие дозы гормонов, которые слишком сильно повышают их уровень в организме. Кроме того, наиболее широко используемый эстроген, премарин, получают из материала лошадей, а его состав совершенно не такой, как у человеческого эстрогена, он обладает намного более мощными эстрогенными свойствами. Все больше врачей применяет «естественную» гормоно-замещающую терапию и тщательно подбирают состав и дозировки индивидуально для каждой пациентки.

Также возможно, что чрезмерная эстрогенная активность в организме провоцируется факторами загрязнения окружающей среды , которые имитируют действие эстрогена. Снизить проявление таких эффектов можно при помощи некоторых процедур детоксикации (очистки организма) и внесением корректировок в образ жизни (например, органического питания, избегания пластических операций и т.д.).

Ещё один возможный вариант - гормональный дисбаланс эстрогена и прогестерона . Если уровень прогестерона низкий, у женщины может развиться «доминирование эстрогена». Наряду со многими другими негативными последствиями такого состояния, чересчур активным может становиться и оксид азота. Многие врачи, которые ориентируются на баланс питательных веществ в организме, в общем порядке проводят анализы на определение гормонального баланса (анализ слюны или крови) и при необходимости могут прописывать прием натурального прогестерона, либо перорально, либо, что встречается чаще, трансдермально.

Прочие факторы

Было выявлено, что циркуляторную гипоксию (уже упомянутую ранее) вызывает отравление фтором, возможно, из-за огромного повышения (в 8-9 раз) уровня гистамина (Sumina 78). Поэтому есть вероятность, что и малые дозы фтора могут немного снижать способность переносить кислород. Снизить эту вероятность можно, исключив потребление фторированной воды или промышленно приготовленных напитков, так как при изготовлении многих из них используется фторированная вода.

И, наконец, некоторое повышение уровня оксида азота может быть индуцировано фармакологическим путем . В качестве примера ранее уже обсуждалось влияние бета-блокирующих агентов. В рамках одной статьи невозможно рассмотреть все лекарственные средства, под действием которых возможно повышение уровня оксида азота, однако врачи-клиницисты и пациенты должны знать, что приём любого лекарственного препарата может иметь непреднамеренные и нежелательные последствия.

Возможные опасности супрессии оксида азота

Любой лекарственный препарат, разработанный для подавления выработки оксида азота в надежде на излечение ХОГ или любого другого патологического состояния, может иметь побочные действия , в силу многофункциональности этого нейромедиатора.

Например, оксид азота играет важную роль в регулировании фетоплацентарной циркуляции во время беременности (Izumi 96), что делает приём таких препаратов будущими мамами потенциально опасным. Теоретически, супрессия оксида азота может приводить и к другим проблемам, таким как импотенция или половая дисфункция, повышенное артериальное давление, нарушения пищеварения, повышенная подверженность инфекциям и даже повышенный риск развития рака.

Выводы

Оксид азота играет жизненно важную роль в нормальной физиологической функции. Однако, помимо того, что он является антиоксидантом, это еще и свободный радикал, который может оказывать нежелательное неблагоприятное воздействие, когда его уровень аномально высок.

Установить и устранить причину повышения оксида азота до опасных значений можно разными способами, лишь часть из которых была затронута в этой статье. По мере того, как об оксиде азота становится известно всё больше, помимо ХОГ, могут быть выявлены и другие патологические состояния, проявление или обострение которых вызвано чрезвычайно высоким уровнем оксида азота. При этом открываются новые методы лечения, и многие люди, страдающие от хронических проблем со здоровьем, обретают надежду.

Оксид азота представляет собой важную составляющую процессов биохимической регуляции. Понимание и контролирование его образования может оказать важное влияние на наше здоровье. Благодарим Кори за предоставление такой полезной исследовательской информации.

Оксидом азота называется инертный газ, который не обладает ароматическими качествами и цветом. Есть несколько соединений:

• Оксид (I) несолеобразующий. При условии высокой концентрации может спровоцировать возбуждение нервной системы. По-другому его называют веселящим газом. Свое применение оксид азота нашел как наркоз слабого действия в медицине;
• Монооксид азота – это газ, не обладающий цветом. Свойством оксида азота (II) является слабая степень растворимости в воде;
• Оксид (III) – это жидкость, обладающая темно-синим цветом. В нормальных условиях проявляет неустойчивость. При условии взаимодействия с водой способен образовывать азотистую кислоту;
• Оксид (IV) обладает газообразной формой, его окрас – бурый. В таком состоянии вещество тяжелее воздуха, поэтому способно легко сжиматься. Одним из свойств оксида азота является способность взаимодействовать с водой и щелочными растворами;
• Оксид (V) является веществом в кристаллической форме без цвета. Проявляет свойства сильного окислителя.

Оксид азота как пищевая добавка обладает свойствами антифламинга и глазирователя. Данное соединение также известно под наименованиями азотистый ангидрид, несолеобразующий оксид, диоксид азота, азотный ангидрид, триоксид диазота, монооксид азота, пентаоксид диазота, тетраоксид диазота, нитрозилазид, тринитрамид.

Применение оксида азота

Соединение в качестве добавки к продуктам питания практически не используется. Свое применение оксид азота нашел при упаковке продуктов, используется с целью приготовления аэрозольных масел, для взбивания сливок.

Благодаря своим особым свойствам соединение используется как газ-спрей в медицинских флаконах. Благодаря способности проявлять наркозный эффект оксид применяется в хирургической практике.

Оксид азота в организме

Как было установлено за последние годы, молекула оксида азота имеет широкий спектр биологического влияния. Данное действие можно поделить на защитное, регуляторное и вредное.

Оксид принимает участие в регуляции систем межклеточной и внутриклеточной сигнализации. Кроме того, соединение ответственно за эндотелиальное расслабление гладкой мускулатуры, принимает участие в процессах репродуктивной, иммунной, нервной системах. Показывает цитостатические и цитотоксические свойства.

Оксид клетками иммунной системы используется для уничтожения клеток злокачественных опухолей и бактерий. В случае нарушения метаболизма и биосинтеза оксида азота развивается бронхиальная астма, ишемическая болезнь сердца, первичная легочная гипертензия, инфаркт миокарда, невротическая депрессия, сахарный диабет, нейродегенеративные заболевания, импотенция, эссенциальная артериальная гипертензия.

Оксид азота в спорте

Наверное, многие слышали о продуктах, которые способны активизировать выработку оксида азота. Данные продукты в сфере пищевых добавок стали весьма популярными. Считается, что за счет усиления выработки оксида увеличивается приток крови к мышцам скелета, что положительно сказывается на организме атлета.

Согласно данным ученых Техасского университета, стадия, которая ограничивает скорость ткани аминокислот, отвечает за транспорт через межклеточную жидкость и кровь. Это означает, что усиление притока крови к мышцам скелета совместно с увеличением концентрации аминокислот обеспечивает более интенсивное поглощение мышечными клетками аминокислот.

Вред оксида азота

Несмотря ни на что, оксиды азота вредны и опасны для человеческого здоровья. Вследствие этого пищевая добавка относится к третьему классу опасности. Например, NO считается сильным ядом, который оказывает влияние на центральную нервную систему, может привести к поражению крови за счет связывания гемоглобина. NO2 также проявляет высокую токсичность, может спровоцировать раздражение дыхательных органов.

Популярные статьи Читать больше статей

02.12.2013

Все мы много ходим в течение дня. Даже если у нас малоподвижный образ жизни, мы все равно ходим – ведь у нас н...

607513 65 Подробнее

10.10.2013

Пятьдесят лет для представительниц прекрасного пола – это своеобразный рубеж, перешагнув который каждая вторая...

447015 117 Подробнее

02.12.2013

В наше время бег уже не вызывает массу восторженных отзывов, как это было лет тридцать назад. Тогда общество б...

12.12.2013

Melvin H. Williams, PhD, FACSM Eminent Scholar Emeritus Department of Human Movement Sciences Old Dominion University Norfolk, VA

По материалам: easacademy.org
Перевод С. Струков

Введение Ежегодно растёт количество исследований относительно здорового образа жизни для укрепления здоровья, в частности, для предотвращения различных хронических заболеваний, таких как коронарная болезнь сердца, рак и диабет. Называются два ключевых принципа здорового образа жизни для профилактики заболеваний - здоровое питание и достаточная физическая активность. Учитывая важность спорта в жизни современного общества, существенные силы исследователей уходят также на разработку способов повышения работоспособности. И снова, адекватное питание и программа упражнений выступают основными факторами, ответственными за улучшение спортивных результатов.

Обновлено 16.03.2015 16:03

Питание и тренировки могут улучшить здоровье и спортивные результаты различными способами. Например, здоровое питание содержит природные вещества, такие как омега-3 жирные кислоты, антиоксиданты и множество фитонутриентов, которые могут оказать помощь в предотвращении некоторых патологических процессов (Williams, 2010), в то время как упражнения приводят к высвобождению различных цитокинов (миокинов), уменьшающих риски хронических заболеваний (Brandt and Pedersen, 2010).

Один из факторов, оказывающий положительное влияние на здоровье и спортивные результаты, включает в себя побочные продукты метаболизма азота, в частности, нитраты, которые поступают с питанием и образующийся при выполнении упражнений в организме оксид азота.

Азот, нитраты и нитриты

Азот (N2) - это газ, который нас постоянно окружает, составляя около 79% газов атмосферы. Азот инертный газ, но бактерии накапливают его в почве, а в корнях растений азот может преобразовываться в нитрат (NO3) или аммоний (NH4). Вспышки молнии также могут преобразовывать азот в нитраты и нитриты, которые отложатся в почве. Кроме того, сельскохозяйственная промышленность преобразовывает азот в удобрения, содержащие нитраты и аммоний для обогащения почвы. Нитраты способны выщелачиваться из почвы и попадать в реки и озёра, которые используются в качестве источников питьевой воды (Provin and Hossner, 2001). Растения во время роста накапливают азот в виде нитратов. Кроме того, растения накапливают азот в составе аминокислот, которые синтезируются в растениях из азотсодержащих источников.

Азот – незаменимый элемент для людей. Например, аминокислоты необходимые для синтеза белков, определяющие строение и функции тела, содержат азот, так же, как и ДНК наших генов. Люди получают азот из разных источников, включая нитраты овощей и питьевой воды, а также аминокислоты из растительных и животных продуктов. Значительная исследовательская работа проводится в отношении применения аминокислот для укрепления здоровья и улучшения работоспособности. С этой же целью изучаются другие соединения азота, в частности нитраты и нитриты (NO2).

Как отмечено выше, нитраты являются естественной неорганической составляющей растительных продуктов. Hord et al. (2009), отметили, что около 80% нитратов потребляется человеком при поедании овощей, но также показали, что общее количество потребляемых нитратов определяется видом овощей, уровнем содержания нитратов и количеством овощей. В таблице 1 приводится классификация овощей в зависимости от содержания нитратов на 100г массы продукта. Другие источники нитратов в питании: нитрат натрия - консервант при обработке мяса и некоторое количество в питьевой воде.

Таблица 1.

* - Количество нитратов указано из расчёта на 100г веса свежего продукта.
Santamaria P. Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. J Sci Food Agric 2006; 86: 10–7.

Нитриты (NO2) также обнаруживаются в необработанных природных продуктах, но в гораздо меньших количествах, чем нитраты, обычно менее миллиграмма в 100г свежего продукта. Тем не менее, соли нитритов, например нитрит натрия (NaNO2) применяют в качестве пищевых консервантов, в частности при обработке мяса: бекон, ветчина и хотдоги. В свежем мясе нитритов не содержится. Более подробное обсуждение содержания нитратов и нитритов в пище предпринимается в работе Hord et al. (2009).
В естественных условиях нитраты легко конвертируются в нитриты и наоборот (Argonne, 2005). В человеческом организме одна из функций нитратов и нитритов – формирование газа оксида азота.

Оксид азота

Оксид азота (NO), или моно оксид азота – важная молекула в физиологии человека. Она работает передатчиком сигнала между клетками и может производиться в разных частях тела, включая кровеносные сосуды, сердце, скелет и другие ткани. Один из основных механизмов формирования оксида азота – метаболизм аминокислоты L-аргинина и возможно других аминокислот при помощи фермента NOS (nitric oxide synthase) - синтеза оксида азота (Bescos et al. 2012). Могут использоваться и другие источники оксида азота, например, лекарства нитроглицерин и амилнитрит.

Учёными обнаружено, что пищевые нитраты и нитриты также могут быть источником для производства различных групп метаболитов азота, включая оксид азота, при помощи тканевых нитрат/нитрит редуктаз (Hord, 2011). Неорганические нитраты, получаемые из пищи, преобразовываются in vivo в нитриты, которые совместно с нитритами продуктов и других источников восстанавливаются in vivo до оксида азота и других биологически активных азотных оксидов (Hord et al. 2009; Carlström et al. 2011). После потребления нитраты быстро абсорбируются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, попадают с кровотоком в слюнные железы и преобразуется в нитриты при помощи бактерий; поглощённые нитриты попадают в большой круг кровообращения, где могут быть дополнительно окислены в кровеносных сосудах, сердце, скелете и других тканях, образуя биоактивный NO (Larsen et al. 2012).

Оксид азота может влиять на многие физиологические функции, важные для здоровья и спортивных результатов. В частности, оксид азота – мощный вазодилататор. Stamler и Meissner (2001) показали, что оксид азота регулирует некоторые функции скелетных мышц, такие как производство усилия, кровоток, клеточное дыхание и обмен глюкозы. Оксид азота быстро окисляется до нитратов и нитритов, таким образом, его определение в биологических системах затруднено. Концентрация нитритов в венозной плазме отражает продукцию NO в предплечье (Allen et al. 2005). Используя подобную методику, изучают возможное положительное влияние оксида азота на здоровье последние три десятилетия, а ранее изучали возможное положительное влияние на физическую работоспособность.

Влияние пищевых нитратов и нитритов на здоровье

Существующие сведения относительно влияния нитратов и нитритов на состояние здоровья противоречивы. Есть доказательства негативного влияния на здоровье. На их основании содержание азота в воде и пищи может регулироваться государством. С другой стороны, доказано положительное влияние нитратов на здоровье, и эти рекомендации могут быть предложены для регулирования плана питания.

Возможные негативные влияния

В Бюллетене о здоровье человека Аргоннской национальной лаборатории (2005) указано, что нитраты – нормальный компонент питания человека, и сами по себе относительно нетоксичны. Тем не менее, после потребления большая часть нитратов преобразуется в нитриты, которые могут представлять некоторую угрозу для здоровья. Желудок ребёнка конвертирует больше нитратов в нитриты, что может привести к преобразованию гемоглобина крови в метгемоглобин. Метгемоглобин не способен связываться с кислородом и это приводит к состоянию, известному как метгемоглобинемия. Ранним признаком отравления нитритами является голубоватый оттенок кожи и губ, который называют «синий малыш». Дальнейшее увеличение уровней метгемоглобина может привести к слабости, потере сознания, коме и смерти. Все отравления нитратами/нитритами, вызвавшие смерть детей, связаны в основном с использованием загрязнённой воды для приготовления детского питания (Argonne National Laboratory, 2005).

Нитриты в желудке также могут реагировать с белками пищи, образуя N-нитрозо- соединения или нитрозамины. В частности, нитрозамины образуются при обработке мяса, которое может быть богатым источником дополнительных нитратов и нитритов, когда его готовят, особенно при высокой температуре. Обнаруживаются канцерогенные свойства нитрозаминов для животных, особенно в отношении рака желудка, но данные относительно способности вызывать рак у людей противоречивы (Argonne National Laboratory, 2005; Gilchrist et al. 2010).

Различные управляющие организации разработали токсикологические нормы потребления нитратов и нитритов в пищу, включая воду и продукты, в частности, из добавок к пище при обработке мяса и рыб. Разработкой занимались следующие группы: Агентство по охране окружающей среды США (U.S. Environmental Protection Agency - EPA), Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (U. S. Food and Drug Administration – FDA), Министерство сельского хозяйства США (U. S. Department of Agriculture - USDA), Европейское региональное бюро и Всемирная организация здравоохранения – ВОЗ (European Union (EU) and the World Health Organization - WHO). Например, ВОЗ рекомендует допустимый уровень суточного потребления (Acceptable Daily Intake – ADI) для нитратов 3,7 мг/кг массы тела, а для нитрит ионов – 0,06 мг/кг массы тела (Hord et al. 2009).

Предполагаемое негативное влияние высокого потребления нитратов было поставлено под сомнение некоторыми учёными. Hord et al (2009) отметили, что несмотря на то, что нитраты и нитриты могут быть токсичны, реальные риски для здоровья проявляются только для отдельных подгрупп населения, в частности детей. Hord (2011) обращает внимание на то, что современные ограничения потребления нитратов основаны на мнении об их способности вызывать рак и метгемоглобинемию, тогда как чрезмерное потребление с отдельными продуктами, например шпинатом, полезно для здоровья. Он призывает регулирующие организации рассмотреть данные о благотворном физиологическом действии нитратов и нитритов с целью рационализации существующих рекомендаций.

Возможное положительное влияние на здоровье

Наряду с сообщениями о негативном влиянии, многие учёные утверждают, что потребление нитратов с пищей, когда они преобразуются в оксид азота, может оказывать благоприятное влияние на состояние здоровья, такое как: предотвращение инфекции, защита желудка, и профилактика заболеваний сосудов (Gilchrist et al. 2010), а также служить незаменимым нутриентом для оптимизации здоровья сердечно-сосудистой системы (Bryan et al. 2007).

Большинство исследований относительно здоровья и потребления нитратов рассматривает нитрат натрия или диетические источники, когда речь заходит о сосудах. Исследования показывают, что питание согласно Диетологическим методам по предотвращению повышения давления (Dietary Approaches to Stop Hypertension- DASH), что предусматривает высокое потребление овощей и нитратов – эффективный способ снижения давления (Frisoli et al. 2011). Тем не менее, механизм, лежащий в основе этого процесса, связан с другими аспектами питания, например, с высоким содержанием калия. В эксперименте, помогающем обнаружить причины, Larsen et al (2006) показали, что потребление нитрата натрия в количестве, аналогичном 150 – 250г овощей с высоким содержанием нитратов, как рекомендует диета DASH, существенно понижает диастолическое давление крови у молодых людей с нормальным давлением. Они сделали вывод, что понижение давления связано с потреблением нитратов и сходно наблюдаемым в исследованиях DASH. Содержание нитратов в питании, возможно, обуславливает пользу для здоровья Средиземноморской диеты. Несмотря на сосудорасширяющий эффект пищевых нитратов через повышение оксида азота, что предположительно лежит в основе снижения давления, Larsen et al (2006) отмечают, что для выяснения точного механизма гипотензивного воздействия нитратов необходимы дополнительные исследования.

Тренировки и оксид азота

Возможность тренировки повышать выработку оксида азота одновременно связывают с улучшением здоровья и физической работоспособности.

Вопросы здоровья

Правильно организованная физическая тренировка связана с множеством оздоровительных эффектов, в частности, с предотвращением заболеваний сердечно-сосудистой системы. Одним из преимуществ тренировки является снижение давления крови. Высокое кровяное давление - один из основных факторов риска коронарной болезни сердца. Обзор научных публикаций показывает снижение давления в результате аэробных упражнений (Kelley and Kelley, 2008) или динамических упражнений с отягощениями (Cornelissen et al. 2011).
Один из вероятных механизмов снижения давления – вызванная упражнением продукция оксида азота. Например, несколько исследований показали, что у спортсменов в видах спорта на выносливость, включая бегунов на марафонские дистанции, продукция и базальный уровень оксида азота выше, чем у малоподвижных людей (Rodriguez‐Plaza et al. 1997; Vassalle et al. 2003). Несколько экспериментальных исследований показали, что тренировки на аэробную выносливость и кратковременные тренировки с отягощениями могут повышать продукцию NO у прежде малоподвижных здоровых пожилых людей, чем исследователи и объясняют антигипертензивный эффект и положительное влияние на здоровье сердечно-сосудистой системы (Maeda et al. 2006; Maeda et al. 2004). Продукция оксида азота тканями понижается с возрастом, что может быть одним из факторов повышения риска сердечно-сосудистых заболеваний у пожилых людей. Calvert продемонстрировал, что упражнения способны увеличивать активность эндотелиального синтеза оксида азота, приводя к повышению уровней оксида азота (Calvert, 2011), а также отметил, что несмотря на неясность способа, посредством которого упражнения защищают сердце, по-видимому, эндотелиальный синтез оксида азота вносит свой вклад (Calvert et al. 2011).

Аспекты физической работоспособности

Хорошо организованный тренировочный процесс необходим для улучшения спортивных результатов и связанных с ним физиологических, психологических и биомеханических механизмов, ответственных за эти улучшения. Один из этих механизмов связан с выделением оксида азота. Исследования показывают, что упражнения повышают продукцию оксида азота. В экспериментах с умеренной аэробной тренировкой в течение 8-ми недель фиксировали увеличение плазменных маркеров продукции оксида азота у молодых и пожилых людей, но уровни возвращались к исходным после 8-ми недель детренировки (Maeda et al., 2004; Maeda et al. 2001; Wang, 2005). Кратковременные тренировки с отягощениями также могут способствовать повышению производства оксида азота у здоровых пожилых людей (Maeda et al. 2006).

Некоторые исследователи полагают, что оксид азота, вероятно, основной фактор, обеспечивающий физическую работоспособность (Gilchrist et al. 2010). Эффект расширения сосудов и увеличения обеспечения кровью работающих мышц сопровождается повышением количества маркеров оксида азота. Это улучшает физическую работоспособность у пациентов с заболеваниями периферических артерий. При поражении периферических артерий недостаточность кровоснабжения и кислорода в активных мышцах проявляется в виде хромоты от боли во время простых двигательных задач, например ходьбы (Allen et al. 2010; Kenjale et al. 2011). В других исследованиях со здоровыми людьми (1) отмечается увеличение маркеров синтеза оксида азота во время упражнений, имеющее положительную корреляцию с работоспособностью, а отсутствие увеличения нитритов в плазме может ограничить способность выполнять упражнение (Rassaf et al. 2007), (2) положительное влияние концентрации нитритов в плазме во время интенсивных упражнений на выносливость (Dreissigacker et al. 2010), (3) испытуемые, выполняющие упражнения с самой высокой интенсивностью, в тесте для определения МПК на беговой дорожке также производили наибольшее количество оксида азота (Allen et al. 2005). Несмотря на то, что интенсивные тренировки могут быть очень эффективным способом увеличения продукции оксида азота, некоторые спортсмены могут добиваться аналогичного увеличения другими способами, не прибегая к тренировке, а также для получения преимущества в соревнованиях.

Протоколы, позволяющие увеличить продукцию оксида азота и физическую работоспособность

Как будет отмечено ниже, множество исследований оценивали эффективность воздействия различных средств, повышающих продукцию оксида азота, и, соответственно, улучшая физическую работоспособность и спортивные результаты. Большинство приведённых исследований использовали хорошо продуманные экспериментальные методики, включая соответствующие дозировки, двойной слепой контроль с плацебо и перекрёстные протоколы.

Принимая во внимание потенциальный эффект оксида азота в виде повышения работоспособности, его производство во время соревнований может принести пользу многим спортсменам. Несмотря на то, что роль оксида азота остаётся не выясненной, различные источники указывают на интенсивное использование эргогенных добавок спортсменами, включая лекарство нитроглицерин, стимулирующее выработку оксида азота, в конце 19-го века (Ferro, 2007; Mayes, 2010). В начале 21-го века последние доклады показывают популярность добавок, способствующих выработке оксида азота, среди спортсменов и культуристов (Bloomer et al. 2011; Bloomer et al. 2010). Maughan et al (2011) недавно сообщили об увеличении использования нитратов и аргинина.

Для увеличения продукции оксида азота в организме человека используются различные субстанции. Лекарственные препараты, такие как нитроглицерин и амилнитрит, обладают выраженным сосудорасширяющим действием вследствие продукции оксида азота. Несмотря на то, что эти лекарства доступны для приобретения в Интернете, их использование может вызвать некоторые серьёзные проблемы со здоровьем и не рассматривается в отношении эргогенных свойств. Вдыхание препаратов азота также способно увеличить производство оксида азота, но подобный метод не будет обсуждаться. Соли неорганических нитратов и нитритов могут повышать уровни оксида азота. Соли используются как добавки к пище, и обе группы классифицируются как лекарства или пища - в зависимости от особенностей потребления (Allen, 2011). Несколько исследований применили нитрат натрия для оценки влияния оксида азота на физическую работоспособность и их результаты будут представлены ниже. Тем не менее, как отмечено в следующем разделе, необходима осторожность при использовании веществ, стимулирующих выработку оксида азота, употребление солей не рекомендуется. Пищевые добавки, в частности L-аргинин, и пищевые источники нитратов также изучались на предмет возможности стимуляции выработки оксида азота и увеличения работоспособности, и эти эксперименты составляют большую часть современной научной работы.

Соли нитратов

Изучался эргогенный потенциал потребления солей нитратов в качестве новых пищевых добавок для рынка. В одном исследовании велосипедисты принимали нитрат натрия (10мг/кг массы тела) перед выполнением теста на эргометре – четыре 6-ти минутных субмаксимальных нагрузок с повышением интенсивности, после чего делали короткий отдых, за которым следовала ступенчато повышающаяся нагрузка до изнеможения. Потребление добавки увеличило количество нитратов и нитритов в плазме, но существенно понизило значения потребления кислорода и соотношение между потреблением кислорода и мощностью при максимальной интенсивности. Это уменьшение потребления кислорода происходило без изменений во времени работы до изнеможения (Bescós et al. 2011). В другом исследовании субъекты получали нитрат натрия в виде добавки, перед прохождением теста с максимальной нагрузкой, который включал выполнение ступенчато повышающейся нагрузки до изнеможения, состоявшую из сочетания вращения педалей рукой и ногой на двух раздельных эргометрах. Подобно предыдущему эксперименту, приём добавки привел к уменьшению потребления кислорода с тенденцией в сторону увеличения времени до утомления (Larsen et al. 2010). Как отмечается в последующем обсуждении, результаты этих исследований можно рассматривать как увеличение работоспособности.

Добавки L -аргинина

Как отмечалось выше, L-аргинин и другие аминокислоты могут использоваться в качестве субстратов для продукции оксида азота в организме. Большинство пищевых добавок, способствующих производству азотной кислоты, содержат L- аргинин (Bloomer et a. 2010). Цитруллин – другая аминокислота, которая, попадая в почки, преобразуется в аргинин. Hickner et al (2006) отметили, что потребление цитруллина повышает уровни аргинина в большей степени, чем потребление самого аргинина.

Положительное влияние на работоспособность . В ранних работах Cheng and Baldwin (2001) сообщили, что оральное потребление аргинина, описанное в нескольких небольших исследованиях, показало улучшение способности выполнять упражнения у пациентов с коронарной болезнью сердца, но отмечалось, что большие и хорошо спланированные исследования необходимо провести для подтверждения влияния перед началом применения в лечении. Более поздние исследования показали, что потребление L-аргинина в качестве добавки могут повышать работоспособность у пациентов со стабильной хронической сердечной недостаточностью (Doutreleau et al. 2006) и пациентов после трансплантации сердца (Doutreleau et al. 2010).

Относительно повышения работоспособности у здоровых людей данные ограничены. Bailey et al (2010А) сообщили, что потребление L-аргинина (6 г) за час до серии упражнений на велоэргометре средней и высокой интенсивности уменьшает потребление кислорода и увеличивает время до утомления в высокоинтенсивном тесте. Они пришли к выводу, что добавки L-аргинина оказывают положительное влияние на физическую работоспособность, подобно потреблению нитратов с обычным питанием, как обсуждается ниже.

Не оказывают влияния на работоспособность. Большинство исследований не выявили эргогенного эффекта от потребления L-аргинина в виде добавки на показатели аэробной выносливости, анаэробной работоспособности или упражнения с отягощениями у пациентов и здоровых людей.

Относительно аэробных упражнений Wilson et al (2007) сообщили, что потребление добавки L-аргинина 3 г в день в течение 6 месяцев не улучшило показателей в ходьбе и продукцию NO у пациентов с болезнью периферических артерий. McConell et al (2006) вводили аргинин велосипедистам, тренирующимся на выносливость, во время выполнения упражнений и не обнаружили влияния на 15-минутную максимальную нагрузку после двух часов педалирования с интенсивностью 72% МПК. В другом эксперименте на выносливость с велосипедистами Abel et al (2005) сообщили, что потребление добавки аспартата аргинина не оказало влияние на выносливость при работе на велоэргометре до изнеможения.

Несколько исследований не обнаружили влияния на результаты тестов, оценивающих аэробную работоспособность. Olek et al (2010) изучали влияние потребления 2 г добавки аргинина перед 30-секундным субмаксимальным анаэробным тестом Вингейта и не обнаружили различий в результатах по сравнению с приёмом плацебо. Liu et al (2009) оценивали влияние на работоспособность в интервальном тесте на велоэргометре приёма добавки L-аргинина по 6 г 3 раза в день у хорошо тренированных дзюдоистов. Несмотря на повышение уровней L-аргинина в плазме, не выявлено влияние на проявление нитритов и нитратов в плазме или среднюю мощность в тесте.

Также в исследованиях не обнаружено эргогенного эффекта от приёма добавки L-аргинина на тестовые упражнения с отягощениями. Altars et al (2012) оценивали срочный эффект потребления 6 г аргинина за 80 минут до теста на силу двуглавой мышцы плеча. Несмотря на то, что кровоток в упражняемой мышце увеличился, не обнаружено влияние добавки на оксид азота или силовые показатели, такие, как максимальный крутящий момент и выполненная работа.

Большинство исследований показывают, что потребление добавок L-аргинина не улучшает физическую работоспособность, а основным следствием приёма L- аргинина является повышение уровня L-аргинина в плазме, в то время как увеличения кровотока или оксида азота в мышцах не выявляется (Bescós et al. 2009; Tang et al. 2011; Willoughby et al. 2011).

Отрицательное влияние на работоспособность В некоторых исследованиях обнаружено, что приём добавки L-аргинина или цитруллина может ухудшать физическую работоспособность. Buchman et al (1999) предлагал аргинин или плацебо бегунам-марафонцам и сделал вывод об эрголитических свойствах аргинина, так как бегуны, принимавшие добавку, показали худшее время, чем те, кто принимал плацебо. Hickner et al (2006) сообщили, что приём добавок цитруллина не оказал влияния на время бега до истощения на тредмиле, а результаты их исследования показывают, что потребление добавки может уменьшать время бега до изнеможения.

Пищевые источники нитратов

Как обсуждалось выше, различные овощи могут быть прекрасным источником пищевых нитратов. В частности, свекольный сок изучается на предмет его использования для увеличения работоспособности. Дозы, используемые в экспериментах, составляют 300 – 500 мг нитратов, что соответствует 500 мл свекольного сока, причём нет подтверждений об увеличении эффективности при повышении дозы (Lundberg et al. 2011). Дозы, которые используются для исследований, измеряются миллиграммами или миллимолями. Один миллимоль нитратов эквивалентен 62 мг, таким образом, 5 – 8 миллимолей – это приблизительно 300 – 500 миллиграммов нитратов. В некоторых экспериментах свекольный сок, очищенный от нитратов, используют как плацебо.
Применяются различные протоколы нагрузки для оценки эргогенных свойств потребления нитратов, включая острое (несколько часов) и хроническое (несколько дней) потребление перед тестированием, изменение доз и многих сопутствующих условий, варьирование интенсивности и направленность упражнений.

Повышение оксида азота. Множество исследований показали, что потребление нитратов с пищей, обычно в виде свекольного сока, повышает концентрацию нитритов в плазме, маркеров оксида азота (Bailey et al. 2009; Lansley et al. 2011A; Lansley et al. 2011B; Vanhatalo et al. 2010). Подобное повышение отмечается после острого и хронического потребления.

Уменьшение потребления кислорода при упражнении. Одним из наиболее частых выводов исследований является понижение «кислородной стоимости» или увеличение кислородной эффективности, вследствие острого или хронического потребления пищевых нитратов. Относительно однократного приёма Kenjale et al (2011) сообщили, что потребление свеклы за три часа до тестирования понижает фракционную экстракцию кислорода икроножной мышцей при выполнении субмаксимального теста с ходьбой у пациентов с заболеванием периферических артерий. Vanhatalo et al (2010) доложили о существенном уменьшении, почти на 4% кислородной стоимости упражнений на велоэргометре средней интенсивности в результате однократного (за 2,5 часа до теста) и хронического (ежедневно 5 и 15 дней) потребления. Эти исследователи пришли к выводу, что потребление нитратов с пищей однократно понижает кислородную стоимость субмаксимальных упражнений, а эффект поддерживается по крайней мере 15 дней, если приём нитратов продолжается. В других экспериментах показан аналогичный эффект от хронического потребления свекольного сока. Lansley et al (2011В) обнаружили уменьшение кислородной стоимости ходьбы на тредмиле, бега средней и высокой интенсивности после 4,5 дней потребления нитратов. Cermak et al (2012) сообщили о существенном уменьшении потребления кислорода у велосипедистов во время 60-минутной субмаксимальной нагрузки после 6 дней потребления нитратов. В двух исследованиях Bailey et al (2010В; 2009) обнаружили также снижение кислородной стоимости упражнений низкой, средней и высокой интенсивности, включающих велоэргометрию или разгибания голени, после 4 – 6 дней потребления. В эксперименте со спортсменами велосипедистами Lansley et al (2011А) не обнаружили различий в потреблении кислорода между потреблявшими нитраты и плацебо ни в одной из стадий эксперимента, но мощность увеличилась, подтверждая улучшение кислородной эффективности. В другом подобном исследовании Lansley et al (2011В) сделали заключение о позитивном влиянии потребления свекольного сока на физиологические реакции, вызванные упражнением, преимущественно, снижение кислородной стоимости ходьбы и бега, которое может быть отнесено к высокому потреблению нитратов.

Увеличение работоспособности. Как отмечалось выше, потребление соли нитрата натрия, аналогичное содержащемуся в 100 – 300 г овощей, богатых нитритами, проявило тенденцию к увеличению времени выполнения упражнения до изнеможения (Larsen et al. 2010). Исследования с применением свекольного сока, богатого нитратами, подтверждает эти выводы.

Время до изнеможения. При измерении работоспособности во многих исследованиях используются тесты, включающие упражнения до изнеможения, где субъекты не могут больше продолжать выполнение упражнения с заданным уровнем нагрузки или прекращают выполнение вследствие глубокого утомления. При использовании подобных протоколов, исследователи сообщают о существенном улучшении в тесте до изнеможения после употребления свекольного сока. Kenjale et al (2011) обнаружили, что пациенты с болезнью периферических артерий улучшают максимальное время ходьбы на 17% в сердечно-лёгочном тесте спустя три часа после потребления. Lansley et al (2011B) сообщили об увеличении времени бега до изнеможения на тредмиле после 4 и 5 дней приёма нитратов. Bailey et al (2010В; 2009), используя различные протоколы, включающие разгибания голени высокой интенсивности до отказа и тесты на велоэргометре, обнаружили, что потребление нитратов в течение 4-6 дней увеличивает время до изнеможения. Vanhatalo et al (2011), изучали влияние потребления пищевых нитратов в условиях гипоксии и обнаружили, что спустя день после употребления работоспособность в тесте разгибание голени, ограниченная под влиянием гипоксии, восстанавливается до уровней, которые наблюдаются при нормоксии. В эксперименте с однократным и хроническим потреблением Vanhatalo et al (2010) зафиксировали увеличение выполненной работы и максимальной мощности в ступенчатом тесте с повышением нагрузки на велоэргометре.

Исследования влияния на спортивные результаты . Когда проводятся специфичные к виду упражнения или спорта исследования, учёные обычно рекомендуют рассматривать два фактора. Первый - упражнение должно отражать как можно полнее реальную спортивную деятельность. Второй - субъекты должны быть тренированными в этом упражнении или спортивной дисциплине. Несмотря на то, что тесты до изнеможения могут быть полезны для изучения влияния субстанций, повышающих работоспособность, они не воспроизводят реальные спортивные условия. Более приемлемым вариантом является моделирование условий соревнования, н-р, время нагрузки, в лабораторных условиях, как попытка скопировать реальную обстановку. Принимая во внимание уровень тренированности субъектов исследования потребления пищевых нитратов Bescós et al (2012) отметили, что большинство исследований показали увеличение работоспособности, когда тестировали нетренированных мужчин.

Между тем, в двух исследованиях, использующих протокол, сходный со спортивными соревнованиями и тренированных велосипедистов, сообщили об увеличении работоспособности при однократном и многократном потреблении свекольного сока. В одном из экспериментов девять соревнующихся велосипедистов- мужчин из клубных команд потребляли свекольный сок за 2,5 часа до тестирования. По сравнению с плацебо, велосипедисты существенно увеличили мощность и результаты на отрезках 4 и 16,1 километров. Потребление кислорода было аналогичным на различных временных отрезках, подтверждая улучшение экономичности педалирования от свекольного сока (Lansley et al. 2011A). Во втором эксперименте тренированные мужчины-велосипедисты потребляли свекольный сок 6 дней, а тест состоял из 60 минут субмаксимального педалирования и 10 км гонки на время. Подобно исследованию с однократным потреблением, в результате потребления свекольного сока увеличились мощность и результаты на отрезке, несмотря на то, что различия результатов между отрезками были относительно невелики (Cermak et al. 2012).
Подводя итог этих экспериментов, данные подтверждают, что потребление пищевых нитратов способно улучшать спортивные результаты.

Предположительный механизм влияния потребления нитратов на улучшение работоспособности

Потребление нитратов с пищей, как отмечалось, может оказывать положительное влияние на здоровье сердечно-сосудистой системы и работоспособность. Machha и Schechter (2011) отметили несколько механизмов, которые могут лежать в основе этих положительных эффектов. Применительно к физической работоспособности Bescós et al (2012) полагают, что улучшение вследствие потребления нитратов с питанием может быть связано с увеличением продукции оксида азота и последующем улучшении доставки кислорода к работающим мышцам. Как отмечается ниже, улучшение доставки кислорода может быть одним из ключевых механизмов, но исследования, касающиеся положительных влияний на работоспособность от доставки нутриентов, чрезвычайно ограничены, а те, что доступны, нельзя принять для подтверждения. Например, Cermak et al (2012) не обнаружили влияния потребления нитратов на выбор субстрата организмом, а также на концентрацию глюкозы и лактата в плазме во время 10 км гонки на время. Тем не менее, Baily et al (2010В) сообщили о небольшом сдвиге при использовании субстратов в сторону большего использования углеводов, возможно обусловленного увеличением поглощения глюкозы, опосредованное оксидом азота, которое может снижать потребление кислорода. Они рекомендовали дополнительные исследования для оценки этой возможности.

Larsen et al (2010), отметили, что потребление нитратов с пищей способно снижать кислородную стоимость упражнений при максимальных нагрузках, связывая это с двумя механизмами: первый – уменьшение потребления кислорода, второй – улучшение энергетических функций работающих мышц.
Сосудорасширяющий эффект пищевых нитратов, - по-видимому, основной фактор, ответственный за уменьшение потребления кислорода при выполнении упражнений. У этого явления может быть несколько объяснений. Jones et al (2011) отмечают замедление развития медленного компонента потребления кислорода во время работы с постоянным уровнем нагрузки, выполняемой выше лактатного порога, что постепенно уменьшает сократительную эффективность скелетных мышц и связано с развитием утомления. Они также отмечают, что потребление нитратов с пищей может уменьшать размеры медленного компонента потребления кислорода и замедлять развитие мышечного утомления путём улучшения окислительных способностей мышц или повышения внутримышечной доставки кислорода. Увеличение поступления кислорода способно повышать его распределение в работающей мышце. Kenjale et al (2011) сообщили о снижении фракционной экстракции кислорода тканями икроножной мышцы во время ходьбы после потребления свеклы у людей с заболеванием периферических артерий. Это, вероятно, обусловлено увеличением доставки кислорода к медленно сокращающимся волокнам икроножной мышцы, вместо быстро сокращающихся. Медленно сокращающиеся волокна способны использовать кислород более эффективно, чем волокна с быстрым сокращением. Другим объяснением может быть уменьшение потребления кислорода сердечной мышцей. Drechsler-Parks (1995) обнаружили, что вдыхание нитритов вызывает понижение сердечного выброса во время упражнений, которое может означать снижение работы сердца и потребления кислорода.

Увеличение эффективности производства энергии при выполнении упражнения может приводить к снижению потребления кислорода. Несмотря на то, что Lasley et al (2011В) не выявили изменений в окислительной способности митохондрий во время выполнения упражнений после нескольких дней приёма нитратов с пищей, Larsen et al (2011) сообщили об улучшении эффективности окислительного фосфорилирования митохондрий скелетных мышц, которое коррелировало со снижением кислородной стоимости упражнений. Они отметили, что после приёма нитратов митохондрии скелетных мышц проявляют улучшение эффективности окислительного фосфорилирования (соотношения P/О), которое коррелирует с понижением кислородной стоимости упражнения. Эти наблюдения подтверждают повышение эффективности продукции АТФ для сокращений мышц при неизменном количестве кислорода. Они также подтвердили, что потребление нитратов оказывает глубокое воздействие на основные функции митохондрий. Тем не менее, хоть Bailey et al (2010В) и не исключали возможности положительного влияния потребления нитратов на соотношение Р/О, они показали, что пониженная кислородная стоимость упражнений – следствие улучшения связи между гидролизом АТФ и производством усилия скелетными мышцами, которое может уменьшать количество необходимого АТФ при том же производимом усилии. Общий уровень обмена АТФ был ниже при упражнениях низкой и высокой интенсивности после потребления пищевых нитратов. Кроме того, Vanhatalo et al (2011) отметили, что по сравнению с плацебо, в гипоксических условиях, потребление нитратов оказывает положительное влияние на восстановление креатинфосфата и мышечного рН – факторов, которые вносят вклад в увеличение физической работоспособности. Авторы заметили, что приём нитратов при гипоксии восстанавливает устойчивость к упражнениям и окислительные способности до величин, которые наблюдаются при нормоксии. В общем, эти находки подтверждают способность приёма нитратов повышать энергетику мышц при упражнениях, что может приводить к уменьшению потребления кислорода.
Другие факторы также могут влиять на ситуацию. Гипотеза центрального утомления предполагает, что причиной утомления являются процессы, происходящие (преимущественно) в мозге. Presley et al (2011) измеряли кровоснабжение мозга у пожилых людей и наблюдали положительное действие нитратов пищи на региональное кровообращение в регионах мозга, ответственных за исполнительные функции. Таким образом, влияние может происходить через уменьшение центрального утомления, что и приводит к повышению работоспособности.

Чтобы разобраться с механизмом, лежащим в основе понижения кислородной стоимости упражнений вследствие потребления нитратов, необходимо провести дополнительные исследования, в частности, со свекольным соком. Bailey et al (2011B) отметили, что свекольный сок богат антиоксидантами и фенолами, что указывает на возможность независимого или синергетического действия этих веществ и нитратов.

Обсуждение использования нитратов для улучшения спортивных результатов

Lundberg et al (2011) заметили, что несмотря на зафиксированное положительное влияние нитратов для повышения работоспособности, это необходимо подтвердить в реальных условиях соревнований. Как известно из Интернет-форумов, статей и обсуждений в рамках спортивных сообществ, использование нитратов быстро распространяется среди спортсменов. Учёные рекомендуют с осторожностью относиться к использованию различных форм нитратов и нитритов.

Лекарства и соли

Lundberg et al (2011) отметили, что лекарства, которые содержат органические нитраты и нитриты, такие как нитроглицерин и амилнитрит, имеют чрезвычайно сильное сосудорасширяющее действие, и непреднамеренная передозировка может привести к фатальному сосудистому коллапсу. В то же время они рекомендуют спортсменам избегать бесконтрольного применения солей нитратов и нитритов в качестве пищевых добавок, указывая на то, что несмотря на низкий/отсутствие риска острого отравления нитратами, любая путаница, приводящая к высокому непреднамеренному потреблению нитритов или органических нитратов, является потенциально опасной для жизни. Например, потребление различных доз нитритов, обнаруженных в пищевых добавках совместно с вазодилататорами для лечения эректильной дисфункции, таких как Виагра и Сиалис, могут вызвать проблемы со здоровьем (Allen, 2011). Если вы используете какие-либо лекарства, посетите вашего лечащего врача перед употреблением пищевых добавок. Люди, имеющие проблемы со здоровьем, такие, как болезнь периферических артерий, могут получить пользу от применения солей нитритов и нитратов, но также должны проконсультироваться со своим лечащим врачом относительно их использования при упражнениях.

Пищевые добавки

Как отмечалось выше, большинство пищевых добавок «оксида азота», находящиеся в продаже для спортсменов, содержат L-аргинин в качестве активного ингредиента, несмотря на ограниченные научные подтверждения способности L-аргинина повышать физическую работоспособность. Другие добавки могут включать различные составляющие, рекламируемые как «реально повышающие оксид азота» в кровообращении, но исследования подобных добавок в настоящее время ограничены. В одном исследовании с мужчинами, тренирующимися с отягощениями, сообщается о небольшом, но статистически несущественном положительном влиянии подобных добавок на уровень нитратов/нитритов в кровообращении в течение часа после потребления, но без влияния на показатели гемодинамики (Bloomer et al. 2010). Требуются дополнительные исследования подобных пищевых добавок «оксида азота».

Пищевые источники нитратов

Большинство исследователей показало, что потребление здоровой пищи, в частности овощей и овощных соков, богатых нитратами, практически безвредно и может представлять некоторую пользу для здоровья (Allen, 2011; Lundberg et al. 2011; Machha and Schechter, 2011). Одним из ключевых моментов является доза нитратов, которая эффективна для снижения кислородной стоимости нагрузки: 300 – 500 мг, при этом нет подтверждений увеличения эффекта от повышения дозы (Lundberg et al. 2011). Тем не менее, учёные отмечают существования потенциального риска, который появляется в случае неправильного хранения овощных соков, содержащих нитраты. Со временем, при загрязнении напитка снижающими содержание нитратов бактериями, накапливаются нитриты.

Возможные противопоказания при потреблении нитратов

Потребление нитратов с пищей может (преимущественно, только теоретически) быть связано с несколькими негативными моментами для спортсменов. Низкий уровень железа, доходящий иногда до железодефицитной анемии, представляется более вероятным у спортсменов, чем у обычных людей, особенно у юных спортсменок; несмотря на то, что неправильный выбор продуктов питания объясняет большинство нарушений баланса железа, существуют также доказательства повышения уровня железа эритроцитов и общего обмена железа в организме (Beard and Tobin, 2000). Повышение продукции оксида азота также может быть одним из факторов. Например, люди, живущие на больших высотах, имеют концентрацию биологически активных продуктов оксида азота в крови, которая превышает в 10 раз уровень, наблюдаемый у людей на уровне моря, но красные клетки крови содержат меньшее количество комплексов железа (Erzurum et al, 2007). При исследовании крыс, которые выполняли тренировки в течение 12 месяцев, Xiao and Qain (2000) отметили, что интенсивные упражнения могут вызывать увеличение концентрации оксида азота в плазме, также как и низкий уровень железа, подтверждая вероятную связь увеличения продукции оксида азота с развитием дефицита железа при упражнениях. Продолжительные исследования с участием людей могут представлять интерес.

Увеличение оксида азота вследствие питания нитратами может быть особенно важно в состояниях ограничения доступности кислорода (Jones, 2011). Таким образом, потребление нитратов может быть полезным при гипоксии, что важно для спортсменов, которые тренируются и соревнуются в горах. Тем не менее, необходима осторожность. В ситуационном исследовании альпинистов высокого уровня сообщается о тяжёлых случаях острой горной болезни и атаксии при упражнениях на высоте. Альпинисты использовали трансдермальное введение нитроглицерина с целью предотвращения обморожения. Не существует рекомендаций по использованию нитроглицерина в подобных случаях и безопасность его применения не оценивалась. Авторы отметили связь между вызванной нитратами церебральной вазодилатацией и тяжёлым отёком мозга – вероятным патофизиологическим объяснением причины заболевания (Mazzuero et al. 2008). Этот случай произошёл на высоте 8000 метров, которая не характерна для проведения большинства спортивных соревнований и описывает применение лекарства, а не пищевой добавки. Несмотря на это, рекомендуется соблюдать осторожность при использовании нитратов спортсменами в горных условиях.

Andrew M. Jones, эксперт по исследованию потребления нитратов, предлагает несколько практических советов для спортсменов, которые суммируют ключевые аспекты применения (Jones, 2011).

• Доступные данные позволяют сделать вывод, что 300 – 450 миллиграммов нитратов приводят к существенному повышению концентрации нитритов в плазме и вызывают физиологические эффекты.
• Подобная доза может быть получена от потребления 0,5 литров свекольного сока или эквивалентного количества пищи с высоким содержанием нитратов.
• После приёма концентрация нитритов в плазме обычно достигает максимального значения через 2 – 3 часа и остаётся повышенной следующие 6 – 9 часов перед возвращением к исходному значению. Таким образом, спортсменам необходимо потреблять нитраты за 3 – 9 часов до тренировки или соревнований.
• Потребление продуктов с высоким содержанием нитратов в течение дня необходимо для поддержания уровня в крови, но влияние поддержания уровня нитратов на адаптацию к тренировке не выяснялось.
• Есть вероятность, что бесконтрольное потребление высоких доз солей нитратов может представлять опасность для здоровья
• Естественные источники нитратов вероятно полезны для здоровья
• Спортсменам, которые хотят получить эргогенный эффект от приёма нитратов, рекомендуется использовать естественные, а не фармакологические методы.

Источники пищевых нитратов

В таблице 1 было указано несколько овощей с высоким содержанием нитратов. Свекольный сок в обычной и концентрированной форме использовался в большинстве исследований. …

Один из вариантов – сделать свекольный сок самому. Используйте блендер для измельчения свежей свеклы и смешайте с морковью или соком сельдерея на свой вкус. Смешивайте напитки из других богатых нитратами овощей, которые относятся к данной категории. В статье журнала Parade от 5 февраля 2012, др Mehmet Oz предложил формулу для напитка, богатого волокнами, антиоксидантами и витаминами, а также с низким содержанием калорий; напиток также богат нитратами. Для получения 3 – 4 порций смешайте следующие ингредиенты. Вы можете поэкспериментировать, добавив свёклу:
2 чашки шпината
2 чашки очищенных огурцов
6 стеблей сельдерея
1 пучок петрушки
1 чайная ложка имбиря
2 очищенных яблока
Сок одного лайма
Сок половинки лимона.

Направления дальнейших исследований

Доступные в настоящее время сведения поддерживают точку зрения об эргогенном эффекте потребления нитратов. Данные лабораторных исследований ясно свидетельствуют о повышении оксида азота и понижении кислородной стоимости упражнений, так же, как и об улучшении результатов различных тестовых упражнений. Несмотря на то, что истинное увеличение спортивных результатов в условиях соревнований ещё предстоит доказать (Lundberg et al, 2011), два исследования, моделирующих соревновательную деятельность (Cermak et al. 2012; Lansley et al. 2011A), обнаружили положительное влияние на тренированных велосипедистов. Тем не менее, дополнительные эксперименты со спортсменами силовых видов и видов спорта на выносливость необходимы в поддержку этих предварительных результатов.

Некоторые исследователи (Allen, 2011; Bescós et al., 2012; Jones et al. 2011) отмечают необходимость разработки протокола, который позволит получить спортсменам максимальные преимущества от потребления нитратов, а также определить переносимость для женщин и пожилых людей, у которых на метаболизм оксида азота оказывается воздействие от нарушения статуса эстрогенов/или возраста. Кроме того, нужны данные относительно людей, имеющих проблемы со здоровьем.

Здоровье, Научные исследования, Питание, Специализированные пищевые добавки

В последнее время заметен лавинообразный рост числа научных публикаций по исследованию роли оксида азота. Три американских ученых Роберт Фурхготт (Robert F. Furchgott), Луис Игнарро (Louis J. Ignarro) и Ферид Мурад (Ferid Murad) получили в 1998 году Нобелевскую премию. Целью ученых было изучение т.н. эндотелиального фактора расслабления сосудов (EDRF, Endothelium-derived relaxing factor). Неожиданным и важным открытием оказался факт, что EDRF и есть оксид азота (NO).Две важнейшие роли NO – регулирование тонуса кровеносных сосудов и являться в мозге передающим веществом.

История

1628 William Harvey открыл систему кровообращения.

1733 Stephen Hales измерил давление.

1846 Ascanio Sobrero изготовил нитроглицерин.

1854 Karl von Vierordt первым измерил давление косвенным путем.

1879 William Murrell открыл, что нитроглицерин можно использовать для лечения коронарных артерий.

1977 Ferid Murad открыл, что оксид азота расширяет кровеносные сосуды и вызывает расслабление гладких мышц.

1978 Louis Ignarro ввел вблизи вен жидкость оксида азота и получил в результате расслабление кровеносных сосудов.

1980 Robert Furchgott открыл, что эндотелий освобождает фактор (EDRF), который расслабляет кровеносные сосуды.

1981 Ignarro открыл, что NO препятствует накоплению кровяных телец и не дает им слипаться и собираться в комки, добавляя гуанозин монофосфат (GMP), который расслабляет гладкие мышцы кровеносных сосудов.

1981 Steven Tannenbaum открыл, что млекопитающие вырабатывают нитраты.

1983 Murad и позднее другие исследователи открыли, что расслабление кровеносных сосудов связано с увеличением числа GMP.

1985 Michael Marletta отрывает, что макрофаги мышей вырабатывают нитраты и нитриты.

1986 Ignarro ja Furchgott сообщают на одном собрании независимо друг от друга о том, что EDRF идентичен NO.

1987 John Hibbs и Michael Marletta открыли, что аргинин увеличивает образование нитратов и нитритов макрофагов.

1988 Moncada открыл, что L-аргинин образовывает оксид азота.

1988 John Garthwaite открыл, что оксид азота высвобождается из нервных окончаний.

1998 Furchgott, Murad и Ignarro получают Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Образование оксида азота в организме

В организме человека примерно 20 аминокислот. Из них l-аргинин и молекулярный кислород образовывают no. L-аргинин является единственным донором no. Получение питательных веществ очень важно. L-аргинин получают например из орехов или риса. Дополнительно к этому нам необходимы фолиевая кислота, магнезий и вещество по имени тетрагидро-биоптерин. Для образования no также необходима синтаза оксида азота (nos).

В 1988 году открыли, что эндотелиальный фактор расслабления сосудов (edrf, endotheloum-derived relaxing factor) и есть оксид азота. В результате этого многократно изучали оксид азота в течение следующих десятилетий. Открыли, что оксид азота образуется в мозге, нервных окончаниях, мышцах, кровеносных сосудах, лимфатических сосудах, костях, макрофагах, эпидермисе и красных кровяных клетках.

No свободно присутствует в организме только 1-2 секунды и быстро связывает себя с протеинами и пептидами. Таким образом "активизированные" протеины могут действовать до 6 часов. Лишний оксид азота быстро преобразовывается в нитраты и нитриты.

Оксид азота и здоровье

Кровеносные сосуды

NO регулирует расширение кровеносных сосудов т.е. вазодилацию. У оксида азота в этом важнейшая роль - регулирование систольного давления и кровеносных сосудов. NO также регулирует гломерулярное и медуллярное кровоснабжение и снимает напряжение с нижних мочевых путей. При помощи NO в организме образуются новые кровеносные сосуды (ангиогенез). С помощью NO улучшенное кровоснабжение действует следующим образом:

Заживляет раны

Восстанавливает потерянную чувствительность

Помогает смягчить боль

Ускоряет сращение переломов

Нормализует давление

Улучшает кровоснабжение капилляров (питание тканей)

Усиливает действие антибиотикумов

Укрепляет имунную систему(увеличивает количество T-клеток)

Холестерин

Увеличение количества оксида азота уменьшает вредное влияние холестерина. Нехватка NO вызывает неспособность кровеносных сосудов к расширению в напряженных ситуациях. Такое же явление наблюдается у людей, у кого заметно превышен уровень холестерина.

Центральная нервная система

Увеличение количества оксида азота в клетках приводит к продлению жизни клетки. Это можно использовать при неодегенеративных болезнях, когда клетки преждевременно умирают. Такими болезнями являются болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.

Опухоли и рак

Антиоксиданты защищают клетки. Если пропадает защита антиоксидантов, то жизнь клетки зависит от NO. Если NO покидает клетку, то клетка умирает. Уход NO из клеток приветствуется патогенными и опухолевыми клетками. Если из опухолевых клеток уходит много NO, то макрофаги уничтожают опухолевые клетки. Созданный от iNOS оксид азота может помешать росту опухоли. (Weiming Xu, Lizhi Liu, and Ian G. Charles, Microencapsulated iNOS-expressing cells cause tumor suppression in mice, FASEB J, 16, 213-215(2002))

Оксид азота может препятствовать неоплазии и раку желудка. (Chinthalapally V. Rao, Nitric oxide signaling in colon cancer chemoprevention,Mutation Research 2004 555: 107-119 Review).

Деятельность клеток костной ткани – остеобластов – стимулирует оксид азота и тем самам создает новую костную ткань. С другой стороны NO препятствует активности остеокластов, которые разрушают костную ткань. NO заботится об обмене веществ кости так, чтоб создание кости было быстрее ее разрушения. Таким образом достаточное наличие оксида азота ведет к быстрому выздоровлению.

Бодрость

Кровообращение и нервные импульсы быстрые. Добавление маленького количества NO улучшает расширение кровеносных сосудов (регулирует тонус кровеносных сосудов) и приподнимает чувствительность (NO является невротрансмиттером).

NO и ни одно другое вещество не могут остановить старение. Оксид азота может эффективно препятствовать тромбозу кровеносных сосудов. Кроме этого NO ускоряет заживление ран и восстановление после хирургических операций. Было получено убедительное доказательство того, что NO защищает печень и эффективно укрепляет иммунную систему. Все это указывает на то, что NO влияет на продление жизни. Необходимость в оксиде азота растет с возрастом, т.к. естественное производство NO в организме уменьшается.

Метаболический синдром

Исследователь диабета Gerald Raven в 1988 году дал общее название факторам риска инфаркта. Он пробовал показать, что особенно у мужчин присутствующая мясистость в области живота, низкий HDL-холестерин, повышение уровня инсулина в крови и повышенное давление связаны с одним и тем же основным заболеванием. Позже это стали называть метаболическим синдромом. По Reaven главным фактором инфаркта является ресистентность к инсулину. Многие исследования указывают на то, что нехватка оксида азота служит причиной таких заболеваний, как ресистентность к инсулину, сахарная болезнь у взрослых, проблемы с давлением и синдром хронической усталости.

Давление

Повышенное давление часто является сигналом, что нарушен процесс обмена веществ, и часто основной причиной этого является уменьшение производства количества оксида азота в организме.

Оксид азота уменьшает или препятствует размножению вируса HIV (Torre D, Pugliese A, Speranza F., Role of nitric oxide in HIV-1 infection: friend or foe?,Lancet Infect Dis. 2003 Mar;3(3):128-9; author reply 129-30).

Под влиянием оксида азота половой член становится упругим (A.L. Burnett et al, "Nitric oxide: a physiologic mediator of penile erection," Science, July 17, 1992). Свежее исследование показывает, что оксид азота является газом, удерживающим эрекцию (K.J. Hurt et al., "Alternatively spliced neuronal nitric oxide synthase mediates penile erection," PNAS,

Необходимость в оксиде азота

Необходимость в оксиде азота растет в следующих случаях:

Повышенное давление (гипертония)

Лишний вес

Нарушения в обмене веществ (гиперхолестеролемия, гипертриглицеридемия)

Сахарная болезнь (диабет, первого и второго типа)

Сердечные заболевания

Образование тромбов в кровеносных сосудах (атеросклероз)

Курение

Старение

Болезни кровеносных сосудов

Если эндотельные клетки кровеносных сосудов повреждены и не функционируют исправно, то это может послужить возникновению следующих проблем и заболеваний:

a) Вазоконстрикция (например: вазоспазм коронарных артерий, повышенное давление)

b) Собрание кровяных телец и их укрепление на стенках кровеносных сосудов – это ведет к тромбозу.

c) Перепроизводство лейкоцитов и присоединение молекул к клеткам ведет к воспалительному процессу.

d) Сужение кровеносных сосудов (стеноз) или расширениеили новое сужение.

e) Увеличение воспалений и повреждение тканей, причиной которых являются реактивные частицы кислорода – супероксиданионы и гидроксил-радикалы.

Растения создают оксид азота:

Identification of a plant nitric oxide synthase gene involved in hormonal signaling, Guo FQ, Okamoto M, Crawford NM, 302(5642):100-3, Oct 3, 2003, Science

Nitric oxide and nitric oxide synthase activity in plants.del Rio LA, Corpas FJ, Barroso JB.,65(7):783-92, Apr, 2004, Phytochemistry.

Оксид азота регулирует рост кровеносных сосудов:

Nitric oxide synthase lies downstream from vascular endothelial growth factor-induced but not basic fibroblast growth factor-induced angiogenesis, M. Ziche, L. Morbidelli,R. ChoudhuriDagger, H. ZhangDagger, S. Donnini, H. J. Granger, R. BicknellDagger, Volume 99, Number 11, June 1997, 2625-2634, J. Clin. Invest.

Оксид азота ускоряет сращение переломов:

Nitric oxide modulates fracture healing, Diwan AD, Wang MX, Jang D, Zhu W, Murrell GA, 15(2):342-51, Feb 2000, J Bone Miner Res.

Оксид азота и заживление ран:

Role of nitric oxide in wound healing, DEfron DT, Most D, Barbul A. 3(3):197-204, May 2000, Curr Opin Clin Nutr Metab Care

Подробности на моем сайте:

http://www.corp-enliven.narod.ru