Katarzyna Stachurska, Magdalena Zegan, Ewa Michota-Katulska
SOK Z BURAKA I SOK Z KWAŚNYCH WIŚNI W ŻYWIENIU OSÓB
O ZWIĘKSZONEJ AKTYWNOŚCI FIZYCZNEJ Zakład Żywienia Człowieka
Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego Kierownik: dr hab. I. Traczyk
Słowa kluczowe: sok z buraka, sok z kwaśnych wiśni, sport, suplementacja. Key words: beetroot juice, montmorency cherry, sport, supplementation. Sok z buraka
Buraki to surowce znane ze swoich prozdrowotnych właściwości. W polskiej diecie są spożywane zarówno jako dodatek do posiłku, ale także jako główny skład-nik dania np. tradycyjnego barszczu (1). Buraki zawierają błonskład-nik pokarmowy, antyoksydanty, składniki mineralne (magnez, potas, sód) i azotany (>250 mg/100 g świeżej masy) (2, 3).
Ryc. 1 Krążenie i powstawa-nie tlenku azotu w przewodzie pokarmowym (4).
Fig. 1. Circulation and for-mation of nitric oxide in the gastrointestinal tract (4).
W licznych badaniach (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) wykazano, że zwiększone spożycie azotanów nieorganicznych (pochodzących z diety), zwiększa ilość biologicznie aktywnego tlenku azotu (NO). NO3– dostarczany z pożywieniem jest wchłaniany w obrębie przewodu pokarmowego. Biodostępność na tym etapie wynosi 100%. Część z zaabsorbowanego NO3– jest wydalana z moczem. Pozostała ilość, czyli ok. 1/3 wchłoniętych, jest gromadzona przez ślinianki i ponownie wydzielane do jamy ustnej. Tu w wyniku działania bakterii, następuje redukcja NO3– do NO2–. Następnie NO2– są połykane i kumulowane w układzie krwionośnym. W żołądku, z NO2–, na skutek wzrastającego zakwaszania, dochodzi do powstania bioaktyw-nego tlenku azotu (NO). Konwersji NO2– do NO sprzyja kwaśne środowisko i hi-poksja (4).
Powstający endogennie NO ma korzystne działanie na układ sercowo-naczynio-wy przez regulację napięcia mięśniówki. Pozwala na poszerzenie światła naczyń, dzięki czemu zmniejsza opór obwodowy, co w konsekwencji skutkuje zwiększonym przepływem krwi (4). Wykazano, że spożywanie azotanów nieorganicznych: obniża ciśnienie krwi (skurczowe i rozkurczowe), poprawia funkcjonowanie endotelium, zmniejsza sztywność tętnic i agregację płytek krwi (4, 5, 6, 10, 11, 12, 13). Dzięki temu przyczynia się do zmniejszenia ryzyka chorób układu krążenia. U osób z cu-krzycą typu drugiego, spożywających buraki, obserwuje się niższą poposiłkową odpowiedź insulinową (do 60 min po spożyciu), a także niższe stężenie glukozy (3). Spożywanie soku z buraków wpływa także korzystnie na centralny układ ner-wowy poprzez poprawę krążenia mózgowego. Powoduje to zwiększenie wydolności funkcji wykonawczych, a także poprawę czasu reakcji (5, 6).
Spożywanie produktów bogatych w azotany jest korzystne także dla sportowców. Na skutek rozszerzenia naczyń, następuje zwiększenie ilości tlenu i składników odżywczych docierających do mięśni (5, 14, 15) i mózgu (5, 6). Waldron i współpr. (15) wykazali niższy poziom ciśnienia tętniczego po spożyciu soku z buraków, zarówno podczas odpoczynku, jak i w trakcie wysiłku fi zycznego. W tym badaniu, jak i w innych (5, 6) zauważono także niższy maksymalny pobór tlenu. W badaniu Eggebeen i współpr. (13) stwierdzono, że tygodniowe spożywanie soku z buraka o zawartości 6,1 mmol (0,38 g) azotanów (w porcji) umożliwiło zwiększenie sub-maksymalnej wytrzymałości aerobowej o 24%. W badaniu Thompsona i współpr. (8) stwierdzono, że czterotygodniowa suplementacja sokiem z buraków pozwoli-ła na obniżenie maksymalnego poboru tlenu, zmniejszoną kumulację mleczanów i zwiększenie wytrzymałości. W badaniu Domínguez i współpr. (16) wykazano, że suplementacja 70 cm3 koncentratu soku z buraków, podczas testu na ergonome-trze, wykonywanego z maksymalną intensywnością, pozwoliła na wzrost: mocy szczytowej (o 6%) i średniej mocy w pierwszej połowie wysiłku trwającego 30 s (o 6,7%).
Zgodnie z wynikami badań azotany podane pod postacią soku z buraków zwięk-szają wydolność sportowca, a także jego wytrzymałość (4, 5, 6, 7, 8, 13, 15). Dochodzi do obniżenia kosztu tlenowego ćwiczeń (5, 6, 7, 8, 15), dzięki czemu sportowcy są w stanie wykonywać wysiłek przez dłuższy czas (5, 6). Zauważo-no także, że spożywanie buraków pozwala na zmniejszone wykorzystanie gliko-genu (7).
Korzyści wynikające ze spożywania buraków są widocznie nie tylko w aspekcie zwiększonej wydolności, ale także ze względu na ich wpływ w okresie regeneracji. Buraki przyspieszają ten proces poprzez zmniejszenie kumulacji mleczanów we krwi (8, 16).
Biorąc pod uwagę dostępną literaturę naukowcy z Australijskiego Instytutu Spor-tu zdecydowali się przenieść sok z buraka jako suplement diety, z kategorii „B” do kategorii „A”. Co oznacza, że ofi cjalnie jest to produkt polecany dla sportowców, a jego korzystne działanie zostało już udowodnione w wystarczającej liczbie badań. Sok z buraków został zakwalifi kowany do kategorii suplementów zwiększających wydajność („performance supplements”). Są one polecane do stosowania, aby bez-pośrednio zwiększyć wydajność wysiłku. Użytkowanie soku powinno być dostoso-wane indywidualnie pod kontrolą specjalisty zajmującego się wysiłkiem fi zycznym/ dietetyką sportową (17).
Pomimo tak licznych badań wskazujących na korzystny wpływ buraków na zdrowie i wydolność, nadal w literaturze pojawiają się prace (9, 10), w których autorzy zgłaszają brak wpływu ich konsumpcji na organizm. W badaniu Cumpstey i współpr. (9) zauważono, że pomimo wzrostu poziomu i dostępności tlenku azo-tu, nie nastąpiła poprawa parametrów hemodynamicznych, saturacji tlenem. Nie zauważono także wpływu na rozwój górskiej choroby wysokościowej. Również Behnia i współpr. (10) wykazali, że u chorych na przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (stan stabliny) suplementacja sokiem z buraków powodowała minimalne ko-rzyści w zakresie wydolności wysiłkowej i wymiany gazowej.
Zwyczajowe dawki, wykorzystywane w badaniach dotyczą: 500 cm3 soku z bu-raków, 170/70 cm3 skoncentrowanego soku z buraków lub 200 g gotowanych bura-ków (równowartość 300 mg azotanów). Taka dawka jest rekomendowana wysiłkom trwającym od 4 do 30 min. Spożywanie buraków lub soku z nich zalecane jest codziennie przez tydzień lub na 1–2,5 h przed treningiem i zawodami (18).
Biorąc pod uwagę obecny stan wiedzy, nie są znane efekty uboczne spożywania nadmiernych ilości buraków i przygotowywanych z nich soków. Uważa się, że nawet ich częsta konsumpcja jest bezpieczna (11, 13).
Sok z kwaśnych wiśni
Kwaśne wiśnie, podobnie jak buraki, należą do produktów spożywczych boga-tych w składniki odżywcze. Stanowią one źródło antocyjanów (19, 20), które wy-stępują w warzywach i owocach nadając im różne zabarwienie (zależnie od budowy barwnika), od pomarańczowego poprzez czerwone i fi oletowe aż do niebieskiego. Oprócz antocyjanów w wiśniach znajdują się także związki o potencjalnie przeciw-utleniającym działaniu np. kw. chlorogenowy (20).
W literaturze (19) wskazuje się na szerokie prozdrowotne działanie antocyja-nów, do którego zalicza się: przeciwmiażdżycowe, przeciwnowotworowe, a także ochronne dla narządu wzroku. Korzystnie wpływają na funkcjonowanie nabłonka przez aktywację i uwalnianie tlenku azotu, co z kolei przekłada się na jego licz-ne korzystlicz-ne funkcje wymieniolicz-ne we wcześniejszej części pracy. Ze względu na skład chemiczny kwaśnych wiśni uważa się, że wykazują one cenny, prozdrowotny
wpływ na organizm ludzki regulując stężenie glukozy, poprawiając funkcje poznaw-cze, chroniąc przed stresem oksydacyjnym, zmniejszając stan zapalny (20), a także obniżanie poziomu ciśnienia tętniczego (21, 22, 23). W badaniu Keane i współpr. (22) wykazano spadek ciśnienia tętniczego po spożyciu 60 cm3 koncentratu soku z kwaśnych wiśni. Zaobserwowano także wzrost poziomu hemoglobiny ogółem i jej frakcji natlenowanej już w 1 h po spożyciu. Spadek ciśnienia zauważono w 3 h po konsumpcji, ze szczytową wartością 6 ± 2 mmHg po 1 h od przyjęcia koncentra-tu (22). Również u osób z rozpoznanym nadciśnieniem tętniczym suplementacja kwaśnymi wiśniami mogłaby być korzystna. W badaniu (23) przeprowadzonym na grupie mężczyzn cierpiących na NT, spożycie 60 cm3 koncentratu soku z wi-śni pozwoliło na obniżenie skurczowego ciwi-śnienia tętniczego przez 3 h po kon-sumpcji, ze szczytowym spadkiem na poziomie 7 ± 3 mmHg (2 h po spożyciu koncentratu).
Zgodnie z listą Australijskiego Instytutu Sportu wiśnie Montmorency (kwaśne wiśnie) znajdują się w grupie B suplementów diety dla sportowców. Produkty znaj-dujące się w tej kategorii są obecnie badane i mają liczne wskazania do tego, żeby uznać je za korzystne podczas uprawiania aktywności fi zycznej. Aktualnie wyniki są jednak niejednoznaczne (24).
W wielu badaniach (19, 20, 21) potwierdzono, że kwaśne wiśnie, dzięki du-żej zwartości substancji czynnych, mają zdolność do zwiększania wytrzymałości podczas wykonywania ćwiczeń. Zgodnie z badaniami Keane i współpr. (21) spo-życie 30 cm3 soku z kwaśnych wiśni spowodowało wzrost szczytowej siły (przez pierwsze 20 s.), a także wzrost całkowitej pracy (wykonanej podczas 60 s wysiłku) o 10%. Skurczowe ciśnie było niższe o 5 ± 2 mmHg (mierzone w 1,5 h po spożyciu soku z wiśni).
Cenny wpływ na wyniki sportowe dotyczy także okresu regeneracji występu-jącej zaraz po zakończeniu wysiłku fi zycznego (19, 20, 25, 26) lub podczas snu (25, 26). Kwaśne wiśnie umożliwiają obniżenie bólu (28), a także stanu zapalnego występującego po wysiłku (20, 27, 28, 29). Zgodnie z wynikami Bell i współpr. (27) spożycie koncentratu soku z kwaśnych wiśni (30 cm3) wypijanego dwa razy dziennie przez 7 dni pozwoliło na obniżenie stanu zapalnego u rowerzystów trenu-jących kolarstwo szosowe. U zawodników zauważono niższy poziom produktów utleniania tłuszczu, interleukiny – 6, hs – CRP (high – sensitivity CRP). Zdaniem badaczy kwaśne wiśnie mogą być pomocne w zwalczaniu kaskady reakcji proza-palnych występującej po wysiłku. W kolejnym badaniu (28) tych samych autorów wykazano, że spożywanie koncentratu z tych owoców było korzystne także dla zawodników piłki nożnej. Przyjmowali oni koncentrat soku z kwaśnych wiśni przez 8 dni (30 cm3 dziennie). Wskaźniki wydajności takie jak np. ilość skoków (counter movement jump), maksymalny skurcz izometryczny (maximal voluntary isometric contraction), zwinność i bolesność mięśni (agility and muscle soreness) pokazały szybszą regenerację po wysiłku. Poziom IL – 6 był również niższy.
Inne obserwacje zostały opublikowane w badaniu Dimitriou i współpr. (29), gdzie zauważono zmniejszoną częstość występowania infekcji górnych dróg odde-chowych. Zastosowana interwencja polegała na wypijania soku wiśniowo-jabłko-wego dwa razy dziennie (po 236 cm3, równowartość 50–60 wiśni Montmorency) w grupie sportowców biegających na długie dystanse. W badaniach biochemicznych
wykazano obniżenie wskaźnika stanu zapalnego (CRP), a także rzadsze symptomy przeziębienia takie, jak: łzawienie oczu, ból i/lub suchość gardła.
Zdaniem badaczy kwaśne wiśnie mogą być pomocne nie tylko w okresie re-generacji występującej bezpośrednio po wysiłku, ale także w dłuższym odstępnie czasu. Zgodnie z danymi literaturowymi (25, 26) wiśnie Montmorency są boga-te w związki polifenolowe, a jednym z nich jest właśnie melatonina. W badaniu Howatsona (25) wykazano, że konsumpcja koncentratu z kwaśnych wiśni przez siedem dni powodowała zwiększoną ilość melatoniny u uczestników badania, cze-go konsekwencją było wydłużenie czasu i poprawa jakości snu. Kolejne badanie, w którym wskazano na potencjał wiśni w aspekcie poprawy jakości snu zostało opublikowane przez Losso i współpr. (26). Grupa pacjentów po 50 roku życia wy-pijała 2 razy dziennie sok z wiśni po 240 cm3. Zgodnie z wynikami badań długość snu wzrosła o 84 min, a także poprawiła się jakość snu (oceniona w Pittsburgh Sle-ep Quality Index). Zauważono także zwiększoną dostępność tryptofanu i obniżony stan zapalny.
Biorąc pod uwagę wyniki z kilkudziesięciu dostępnych badań, za dawkę wyka-zującą korzystny efekt fi zjologiczny można przyjąć ilości stosowane w badaniach, czyli od 240 do 360 cm3 soku (lub ok. 30 cm3 koncentratu) przyjmowane jeden/dwa razy dziennie, na 4–5 dni przed np. zawodami, a także 2–3 dni po. Sok o objętości 240 cm3 powinien być przygotowany z ok. 50–60 wiśni (21, 22, 23, 26, 27, 29).
Tak, jak w przypadku buraków, tak w przypadku kwaśnych wiśni zdarzają się badania, w których naukowcy wykazują, że konsumpcja soku z kwaśnych wiśni lub ich koncentratu nie powoduje korzystnego działania. W badaniu McCormik i współpr. (30) dziewięciu zawodników Water Polo zostało poddanych sześciodnio-wej suplementacji sokiem z kwaśnych wiśni. Nie zauważono różnicy w markerach stanu zapalnego (IL – 6, CRP) czy stężeniu kwasu moczowego. Dawka wykorzy-stana w badaniu to 30 cm3 koncentratu, przygotowane z 90 sztuk kwaśnych wiśni. Również w badaniu Keane i współpr. (22) nie wykazano żadnych zmian po spoży-ciu koncentratu w zakresie funkcji kognitywnych i nastroju.
PODSUMOWANIE
Zastosowanie obu surowców roślinnych znajduje swoje uzasadnienie w bada-niach. Prozdrowotne działanie obniżające ryzyko chorób układu krążenia zosta-ło wielokrotnie potwierdzone dla buraków i ich przetworów. Wykazują one tak-że korzystne działanie w aspekcie wydolności i poprawy wyników sportowych. Odzwierciedleniem tego jest klasyfi kacja Australijskiego Instytutu Sportu, która zakwalifi kowała sok z buraka do kategorii „A” suplementów diety.
Kwaśne wiśnie są nowszym i mniej zbadanym surowcem. Jednak ze względu na dużą zawartość substancji o potencjale antyoksydacyjnym, wykazują cenny, prze-ciwzapalny i regeneracyjny wpływ na organizm. Ich potencjalne działanie może być korzystne nie tylko w aspekcie wysiłku fi zycznego, ale także w zaburzeniach snu i jednostkach chorobowych przebiegających z nasilonym stanem zapalnym. Oba omówione produkty mogą być wykorzystywane zarówno przed wysiłkiem fi zycz-nym w celu poprawy wydolności, jak i w okresie regeneracji.
K. S t a c h u r s k a, M. Z e g a n, E. M i c h o t a-K a t u l s k a BEET JUICE AND SOUR CHERRY JUICE IN NUTRITION FOR PEOPLE
WITH INCREASED PHYSICAL ACTIVITY
PIŚMIENNICTWO
1. Czapski J.: Regionalne produkty z owoców i warzyw w Polsce i na świecie – charakterystyka i technologia. Żywn-Nauk. Technol. Ja, 2003; 3(36): 41-49. – 2. Ormsbee M. J., Lox J., Arciero P. J.: Beetroot juice and exercise performance. Nutr. Diet Suppl., 2013; 5: 27-35. – 3. Wootton-Beard P. C.,
Brandt K., Fell D., Warner S., Ryan L.: Effects of a beetroot juice with high neobetanin content on the
early-phase insulin response in healthy volunteers. J. Nutr.Sci., 2014; 3: 1-9. – 4. Kapil V., Weitzberg
E., Lundberg J. O., Ahluwalia A.: Clinical evidence demonstrating the utility of inorganic nitrate in
cardiovascular health. Nitric Oxide, 2014; 38: 45-57. – 5. Thompson K. G., Turner L., Prichard J., Dodd
F., Kennedy D. O., Haskell C., Blackwell J. R., Jones A. M.: Infl uence of dietary nitrate supplementation
on physiological and cognitive responses to incremental cycle exercise. Respir. Physiol. Neurobiol., 2014; 193: 11-20. – 6. Rasica L. i współpr.: Ergogenic effects of beetroot juice supplementation during severe-intensity exercise in obese adolescents. Am. J. Physiol. Regul Integr. Comp. Physiol., 2018; 315(3): 453-460. – 7. Tan R., Wylie L. J., Thompson C., Blackwell J. R., Bailey S. J., Vanhatalo A., Jones
A. M.: Beetroot juice ingestion during prolonged moderate-intensity exercise attenuates progressive
rise in O2 uptake. J. Appl. Physiol., 2018; 124(5): 1254-1263. – 8. Thompson C. i współpr.: Discrete
physiological effects of beetroot juice and potassium nitrate supplementation following 4 weeks sprint interval training. J. Appl. Physiol., 2018; 124(6): 1519-1528. – 9. Cumpstey A. F. i współpr.: Effects of dietary nitrate on respiratory physiology at high altitude – Results from the Xtreme Alps study. Nitric Oxide, 2017; 71: 57-68. – 10. Behnia M. i współpr.: Infl uence of dietary nitrate supplementation on lung function and exercise gas exchange in COPD patients. Nitric Oxide, 2018; 76: 53-61.
11. Kerley C. P., Dolan E., James P. E., Cormican L.: Dietary nitrate lowers ambulatory blood pressure in treated, uncontrolled hypertension: a 7-d, double-blind, randomised, placebo-controlled, cross-over trial. Br. J. Nutr., 2018; 119(6): 658-663. – 12. Jackson K. J., Patterson A. J., MacDonald-Wicks L. K.,
Oldmeadow C., McEvoy M. A..: The role of inorganic nitrate and nitrite in cardiovascular disease risk
factors: a systematic review and meta-analysis of human evidence. Nutr. Rev., 2018; 76(5): 348-371. – 13. Eggebeen J. i współpr.: One Week of Daily Dosing with Beetroot Juice Improves Submaximal Endurance and Blood Pressure in Older Patients with Heart Failure and Preserved Ejection Fraction. JACC: Heart Fail, 2016; 4(6): 428-437. – 14. Richards J. C., Racine M. L., Hearon C. M. Jr, Kunkel
M., Luckasen G. J., Larson D. G., Allen J. D., Dinenno F.: Acute ingestion of dietary nitrate increases
muscle blood fl ow via local vasodilation during handgrip exercise in young adults. Physiol. Rep., 2018; 6(2): 1-12. – 15. Waldron M., Waldron L., Lawlor C., Gray A., Highton J.: Beetroot supplementation improves the physiological responses to incline walking. Eur. J. Appl. Physiol., 2018; 118(6): 1131-1141. – 16. Domínguez R. i współpr.: Effects of Beetroot Juice Supplementation on a 30-s High-Intensity Inertial Cycle Ergometer Test. Nutrients, 2017; 9(12): 1-14. – 17. Australian Sport Commission, dostęp: 05.05.2018, https://www.ausport.gov.au/ais/nutrition/supplements/groupa. – 18. Bean A.: Żywienie w sporcie. Zysk i S-ka, 2014; 103-104. – 19. Piątkowska E., Kopeć A, Leszczyńska T.: Antocyjany – charakterystyka, występowanie i oddziaływanie na organizm człowieka. Zywn-Nauk. Technol. Ja, 2011; 4(77): 24-35. – 20. Alba M. A. C., Daya M., Franck C.: Tart Cherries and health: Current knowledge and need for a better understanding of the fate of phytochemicals in the human gastrointestinal tract. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 2017.
21. Keane K. M., Bailey S. J., Vanhatalo A., Jones A. M., Howatson G.: Effects of montmorency tart cherry (Prunus cerasus Ł.) consumption on nitric oxide biomarkers and exercise performance. Scand. J. Med. Sci. Sports, 2018; 28(7): 1746-1756. – 22. Keane K. M., Haskell-Ramsay C. F., Veasey R. C.,
Howatson G.: Montmorency Tart cherries (Prunus cerasus L.) Modulate vascular function acutely, in
the absence of improvement in cognitive performance. Br. J. Nutr., 2016; 116(11): 1935-1944. – 23.
Keane K. M., George T. W., Constantinou C. L., Brown M. A., Clifford T., Howatson G.: Effects of
Montmorency tart cherry (Prunus cerasus L.) Consumption on vascular function in men with early hypertension. Am. J. Clin. Nutr., 2016; 103(6): 1531-1539. – 24. Australian Sport Commission, dostęp:
05.05.2018, https://www.ausport.gov.au/ais/nutrition/supplements/groupb. – 25. Howatson G., Bell P. G.,
Tallent J., Middleton B., McHugh M. P., Ellis J.: Effect of tart cherry juice (Prunus cerasus) on melatonin
levels and enhanced sleep quality. Eur. J. Nutr., 2012; 51(8): 909-916. – 26. Losso J. N. i współpr.: Pilot Study of the Tart Cherry Juice for the Treatment of Insomnia and Investigation of Mechanisms. Am. J. Ther., 2018; 25(2): 194-201. – 27. Bell P. G., Walshe I. H., Davison G. W., Stevenson E., Howatson
G.: Montmorency cherries reduce the oxidative stress and infl ammatory responses to repeated days
high-intensity stochastic cycling. Nutrients, 2014; 6: 829-843. – 28. Bell P. G., Stevenson E., Davison G.
W., Howatson G.: The Effects of Montmorency Tart Cherry Concentrate Supplementation on Recovery
Following Prolonged, Intermittent Exercise. Nutrients, 2016; 8(7): 1-11. – 29. Dimitriou L., Hill J. A.,
Jehnali A., Dunbar J., Brouner J., McHugh M. P., Howatson G.: Infl uence of a montmorency cherry juice
blend on indices of exercise-induced stress and upper respiratory tract symptoms following marathon running – a pilot investigation. J. Int. Soc. Sports Nutr., 2015; 12 (22): 1-7. – 30. McCormick R., Peeling
P., Binnie M., Dawson B, Sim M..: Effect of tart cherry juice on recovery and next day performance in
well-trained Water Polo players. J. Int. Soc. Sports Nutr, 2016; 13: 41: 2-8. Adres: katarzyna.stachurska.pl@gmail.com
