Cząsteczka roku warta Nobla

W 1978 roku dr Robert F. Furchgott, amerykański biochemik, odkrył substancję wytwarzaną w śródbłonku żył i tętnic (śródbłonek = warstwa komórek wyściełająca naczynia krwionośne), która sprawiała, że mięśnie gładkie w ścianach naczyń krwionośnych ulegały relaksacji, umożliwiając swobodniejszy przepływ krwi.

Ponieważ nie wiedział wtedy, czym dokładnie jest ta substancja, nazwał ją czynnikiem rozkurczowym pochodzenia śródbłonkowego, ERDF (endothelium-derived relaxing factor).

Dziś wiemy, że ERDF produkowany w śródbłonku żył i tętnic to gaz – tlenek azotu (NO).

O tym jak istotną rolę NO pełni w naszym organizmie świadczy fakt, że za swoje odkrycie Furchgott, a także dwaj inni naukowcy badający NO – Louis Ignarro i Ferid Murad, otrzymali nagrodę Nobla w 1998 roku, a w 1992 roku czasopismo Science ogłosiło tlenek azotu cząsteczką roku.

NO to silny wazodylatator, czyli substancja rozkurczająca naczynia krwionośne.

To właśnie na tej zasadzie działa nitrogliceryna – po podaniu ulega ona przemianie w tlenek azotu, powodując gwałtowny rozkurcz mięśni gładkich w żyłach i tętnicach wieńcowych i zwiększając przepływ krwi w tych naczyniach. Viagra również wykorzystuje szlak sygnałowy tlenku azotu, pozwalając na rozkurczenie tętnic prącia.

Oprócz działania rozkurczającego NO zapobiega adhezji (przyklejaniu się) płytek krwi do śródbłonka i pogrubieniu ścian tętnic. Pomaga utrzymać drożność oraz napięcie naczyń krwionośnych, dzięki czemu zachowujemy prawidłowe ciśnienie krwi. NO bierze także udział w odpowiedzi odpornościowej, wykazując działanie przeciwbakteryjne i przeciwpierwotniakowe. Przyczynia się też do apoptozy (śmierci komórki), niszcząc np. komórki piankowate, będące oznaką miażdżycy.

Upośledzenie funkcji śródbłonka skutkuje obniżoną produkcją NO.

Dysfunkcję śródbłonka powodują między innymi tłuszcze zawarte w produktach pochodzenia zwierzęcego oraz tłuszcze wyekstrahowane lub wytłoczone z produktów roślinnych: nasycone i trans. Nie ma znaczenia, czy są to tłuszcze zawarte w serach, mięsie, czy też margaryna, olej palmowy, lniany, rzepakowy lub oliwa z oliwek (rafinowana). Wszystkie one mogą upośledzać funkcję śródbłonka m.in. poprzez wywołanie stresu oksydacyjnego i hamowanie aktywności enzymu – syntazy tlenku azotu (NOS) – który bierze udział w produkcji NO, co w efekcie może prowadzić do rozwoju chorób układu krążenia.

Badania sugerują, że oliwa z oliwek extra virgin może być tu wyjątkiem, a to ze względu na dużą zawartość fenoli (fenole = związki organiczne wytwarzane przez rośliny i mikroorganizmy) o działaniu przeciwutleniającym i gdy spożywana jest w ramach w ramach tzw. diety śródziemnomorskiej bogatej w warzywa i owoce, które zawierają mnóstwo antyoksydantów.

JAK ZWIĘKSZYĆ PRODUKCJĘ NO?

NO wytwarzany jest w śródbłonku naczyń krwionośnych, ale również w naszym żołądku.

Gdy spożywamy warzywa liściaste (np. rukola, sałata, kapusta), buraki albo rabarbar, fakultatywne bakterie beztlenowe w naszej jamie ustnej przekształcają zawarty w nich azotan do azotynu. Ten  z kolei ulega redukcji do NO pod wpływem działania soków trawiennych w żołądku w obecności fitozwiązków i antyoksydantów zawartych w produktach roślinnych. Ten ostatni warunek jest bardzo ważny – przy braku tych substancji, azotyn może tworzyć rakotwórcze nitrozoaminy (więcej o nitrozoaminach przeczytacie tu).

Ponieważ „choroby układu krążenia są, obok nowotworów, jedną z najczęstszych przyczyn zgonów wśród mężczyzn i kobiet w wieku 45-59 lat, a dla osób powyżej 60 roku życia najczęstszą” (raport GUS z lipca 2020), warto pomóc naszemu organizmowi zwiększyć produkcję NO.

Można to zrobić spożywając warzywa bogate w azotany. Badania wskazują, że sok z buraka i zielone warzywa liściaste przyczyniają się do obniżenia rozkurczowego ciśnienia krwi, zmniejszenia ryzyka wystąpienia zawału serca i udaru mózgu oraz zwiększenia tolerancji na wysiłek fizyczny. To ostatnie może być istotne w przypadku osób cierpiących na choroby układu krążenia i takich, które szybko się męczą podczas codziennych aktywności (np. sprzątania, wchodzenia po schodach). Natomiast u osób zdrowych azotany z pokarmów mogą pomóc utrzymać prawidłową wydolność krążeniowo-oddechową.

Niektórzy badacze zaznaczają, że wielu ludzi cierpi na niedobór azotanów i azotynów i dlatego związki te powinny być zaliczane do niezbędnych składników odżywczych.

S. Lidder i A. Webb z King’s College London British Heart Foundation Centre opracowali bardzo poręczną tabelę zawartości azotanów w żywności w przeliczeniu na jednostki azotanów w gramach danego produktu (1 jednostka = 62 mg azotanów).

Oto produkty zawierające najwięcej azotanów (od największej do najmniejszej zawartości):

• rukola, szpinak, sałata, rzodkiew, buraki, kapusta pekińska, rzepa – 2 jednostki w 80 g
• kapusta, zielona fasolka szparagowa, por, cebula dymka, ogórek zielony, marchew, ziemniaki, czosnek, papryka – 0,5 jednostki w 80 g
• cebula i pomidory – 0,1 jednostki w 80 g

Autorzy publikacji podają, że dzienne dopuszczalne spożycie (ADI) azotanów dla dorosłej osoby ważącej:

50 kg to 3 jednostki,

60 kg – 3,6 jednostki

70 kg – 4,2 jednostki

Osoby, które mają problemy z nerkami, objawy kamicy nerkowej itp. powinny uważać na zawartość szczawianów w niektórych z powyższych produktów, np. w szpinaku. Lepiej skonsultować się wówczas z lekarzem.

TLENEK AZOTU JAKO SUPLEMENT DLA SPORTOWCÓW

Według klasyfikacji suplementów sportowych opracowanej przez Australijski Instytut Sportu (AIS) sok z buraka może pomóc sportowcom osiągać lepsze wyniki.

A to dlatego, że zawarte w nim azotany redukowane są do azotynów, a następnie do tlenku azotu. Z kolei tlenek azotu przyczynia się do:

• zwiększenia wydajności mitochondriów (czyli „elektrowni” w naszych komórkach)
• mniejszego zużycia ATP przez mięśnie w celu wytworzenia mocy (pamiętacie ATP – adenozyno-5′-trifosforan – z lekcji biologii? To nośnik energii w naszym organizmie)
• rozszerzenia naczyń krwionośnych i lepszego zaopatrzenia mięśni w glukozę oraz skuteczniejszych skurczy i rozkurczy mięśni.

A zatem suplementacja sokiem z buraka pozwala sportowcom generować więcej mocy przy tym samym poborze tlenu oraz wydłużyć czas do momentu wyczerpania.

AIS zaliczył sok z buraka oraz azotany do grupy A suplementów sportowych, co oznacza, że istnieją przekonujące dowody naukowe na to, że substancje te są skuteczne w określonych sytuacjach sportowych i przy odpowiednim dawkowaniu (najlepiej po konsultacji z dietetykiem sportowym).

Badania prowadzone wśród sportowców wytrzymałościowych pokazują, że najlepsze wyniki można osiągnąć spożywając sok z buraka zawierający 6–8 mmol azotanów (372-496 mg) na 2-3 godziny przed planowanym wysiłkiem (w wielu przypadkach badania dotyczyły regularnie trenujących sportowców amatorów; zawodowi sportowcy mogą potrzebować wyższej dawki).

Efekty suplementacji azotanami mogą różnić się w zależności od wieku, diety, kondycji fizycznej, rodzaju treningu, czynników środowiskowych oraz czasu trwania suplementacji.

Trzeba jednak pamiętać, że zbyt wysokie dawki tych związków mogą być szkodliwe.

Badanie z 2019 roku wykazało, że 70 ml skoncentrowanego soku z buraków, zawierającego 400 mg azotanów, zwiększało poziom rakotwórczych nitrozoamin w organizmie. Działo się tak nawet, gdy uczestnicy badania przyjmowali 1000 mg witaminy C, która przy niższych dawkach azotanów ze źródeł pokarmowych ogranicza lub całkowicie hamuje produkcję niektórych nitrozoamin (okazała się ona skuteczna tylko przy pierwszej dawce soku z buraka; uczestniczy spożywali go przez tydzień).

Dlatego sprawdźcie powyżej, jakie jest odpowiednie dla was dzienne dopuszczalne spożycie azotanów.

Podsumowując, tlenek azotu pełni bardzo ważną rolę w naszym organizmie – pomaga utrzymać prawidłowe funkcjonowanie układu krążenia i zwiększa wydajność naszych mięśni. Dlatego warto codziennie jeść odpowiednią ilość warzyw bogatych w azotany, z których powstaje NO.

LITERATURA

1. Beata Barszczewska i in. Rola tlenku azotu w układzie krążenia – regulacja przepływu krwi w narządzie rodnym.
2. Yasaman Pirahanchi et al. Physiology, Endothelial Derived Relaxation Factor.
3. Christian F Rueda-Clausen et al. Olive, soybean and palm oils intake have a similar acute detrimental effect over the endothelial function in healthy young subjects.
4. F. Fuentes et al. Chronic effects of a high-fat diet enriched with virgin olive oil and a low-fat diet enriched with α-linolenic acid on postprandial endothelial function in healthy men.
5. Elisabeth A. Lambert et al. Endothelial Function in Healthy Young Individuals Is Associated with Dietary Consumption of Saturated Fat.
6. Raúl Domínguez et al. Effects of Beetroot Juice Supplementation on Cardiorespiratory Endurance in Athletes. A Systematic Review.
7. Satnam Lidder and Andrew J. Webb. Vascular effects of dietary nitrate (as found in green leafy vegetables and beetroot) via the nitrate‐nitrite‐nitric oxide pathway.
8. Andrew J Webb et al. Acute blood pressure lowering, vasoprotective and anti-platelet properties of dietary nitrate via bioconversion to nitrite.
9. Lee J. Wylie. Beetroot juice and exercise: Pharmacodynamic and dose-response relationships.
10. Katherine E. Lansley et al. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of walking and running: a placebo-controlled study.
11. GUS. Trwanie życia w 2019 roku.