Effect van rode bieten op hardloopprestaties en onderliggend mechanisme

Effect van rode bieten op hardloopprestaties en onderliggend mechanisme

beknopte samenvatting van de wetenschappelijke literatuur

Auteur: Young de Graaf

Nitraat is een stof die veel voorkomt in bladgroente en rode bietjes [1] en heeft een positief effect op de bloedcirculatie [2]. Vroeger dacht men dat hoge nitraat inname via groente slecht voor je was maar dat is inmiddels achterhaald [3, 4, 5, 6].

De afgelopen jaren zijn er in de media veel publicaties verschenen waarin werd gerapporteerd dat rode bietensap sportprestaties verbetert en dat dit effect kan worden toegeschreven aan nitraat, een stof die veel voorkomt in rode bieten. De wetenschappelijke basis voor deze uitspraken is nog dun maar neemt gestaag toe. Op dit moment zijn er circa 200 onderzoeken die aanwijzingen geven dat nitraat sportprestaties verbetert. Naar verwachting zullen er nog enkele tientallen onderzoeken op korte termijn worden gestart.

Het onderliggende mechanisme van de effecten zijn voor zover nu bekend tweeledig.

Verbeterde spierdoorbloeding

Nitraat wordt in het lichaam omgezet naar nitriet wat op zijn beurt weer wordt omgezet naar stikstofoxide (NO) [1]. NO is een stof die de bloedcirculatie laat toenemen doordat het je vaten laat uitzetten. Verder speelt NO een belangrijke rol bij de regulatie van bloeddruk [7]. Onder “normale condities” (zuurstofrijke condities) wordt NO voor het grootste deel geproduceerd uit het aminozuur L-arginine [8]. Wanneer de productie van NO uit L-arginine niet meer toereikend is en er een zuurstoftekort ontstaat in spieren, treedt er een ander mechanisme in werking, namelijk de productie van NO uit nitraat [9, 10, 11]. Nitraat zorgt er dus voor dat op plaatsen waar er een zuurstoftekort is NO wordt gevormd waardoor bloedtoevoer toeneemt en het zuurstof tekort wordt geneutraliseerd.

Efficiëntere energie productie

Nitraat zorgt voor een efficiëntere productie van ATP, de belangrijkste energie vorm voor spierarbeid. Voor de productie van ATP is zuurstof nodig. Verschillende studies hebben laten zien dat rode bieten en nitraat supplementen het zuurstof verbruik laat afnemen bij gelijkblijvende fysieke arbeid. Dit duidt erop dat zuurstof efficiënter wordt gebruikt voor de productie van ATP [12, 13, 14, 15, 16]. Er zijn echter ook onderzoeken onder zeer goed getrainde wielrenners waarbij dit effect niet kon worden aangetoond [12, 17]. Mogelijk is het NO producerende systeem bij topsporters zo goed dat er met een nitraat supplement geen verbetering meer te behalen valt.

In enkele onderzoeken is het effect van bietensap op loopprestaties onderzocht. Hoewel het aantal onderzoeken en het aantal vrijwilligers per onderzoek klein is, zijn er wel aanwijzingen dat nitraat inname via rode bieten, rode bietensap of nitraat supplementen de loopprestaties verbetert.

Murphy et al onderzocht het effect van gebakken rode bieten op de finishtijd van een 5km hardloopwedstrijd in 5 gezonde mannen en 6 gezonde vrouwen die matig tot intensief trainde. Na rode biet consumptie finishten de vrijwilligers 3% sneller, wat in dit geval betekende dat zij 41 seconden sneller waren. Dat verschil is statistisch gezien niet significant. Wel interessant is dat het effect van de rode biet inname sterker werd naarmate de wedstrijd vorderde en dat in de laatste 1,8 km de snelheid 0,6 km/h hoger was t.o.v. de placebo groep. Dit verschil was wèl significant [18]. In een ander onderzoek met 11 goed getrainde hardloopsters (finishtijd op 5km tussen: 0:15:09 en 0:35:05) werd 4 dagen en 2.5 uur voor een 5km wedstrijd 140 ml rode bieten sap gedronken.  De gemiddelde tijd die nodig was voor het afleggen van de 5km was na rode bietensap inname 2.4% lager t.o.v. de placebo groep. Dit resultaat was ook niet significant  maar er was wel een duidelijke trend zichtbaar [19].

Een ander onderzoek met zeer goed getrainde cross country skiërs die 2.5 uur voor een 5km hardloopwedstrijd een nitraat supplement kregen liet geen effect zien. Mogelijk was deze groep al zo goed in conditie (gemiddelde eindtijd was 0:16:40) dat er met een nitraat supplement geen positief effect meer te behalen was [20]. Een dergelijk effect was ook al gezien in zeer goed getrainde fietsers [12].

In 9 jonge gezonde en fysiek actieve mannen werd het effect van bietensap op de tijd die nodig is om uitputting te bereiken onderzocht. Deelnemers dronken  0,5 l bietensap per dag gedurende 6 dagen. De vrijwilligers liepen daarvoor op een loopband die onder een hoek van 1% stond. Men startte met 5 minuten op een beginsnelheid van 7km/u.. Daarna ging elke minuut de snelheid met 1km/h omhoog. Uit de resultaten bleek dat de tijd tot uitputting na bietensap inname 15% toenam en dat deze toename statistisch significant was [21]. Een ander onderzoek met vergelijkbare vrijwilligers die werden bloot gesteld aan een ergometertest liet vergelijkbare resultaten zien [16].

Samengevat; het lijkt erop dat rode bieten sap en nitraat de bloedcirculatie verbetert en ervoor zorgt dat zuurstof efficiënter wordt gebruikt voor de productie van ATP gedurende fysieke inspanning. Mogelijk kan dit resulteren in betere hardloopprestaties, vooral in minder getrainde sporters.

Literatuur

1. Hord NG, Tang Y, Bryan NS, Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits. Am J Clin Nutr. 2009 Jul;90(1):1-10.
2. Gilchrist M, Winyard PG, Aizawa K, Anning C, Shore A, Benjamin N Effect of dietary nitrate on blood pressure, endothelial function, and insulin sensitivity in type 2 diabetes. Free Radic Biol Med. 2013 Jul;60:89-97
3. Mark de Boer,Het risico versus de voordelen van inname van nitraat, RunningNu, https://www.running.nu/
4. Alexander. EFSA j, 689, 1-79, 2008
5. Milkowski A, HK Garg, JR Coughlin, NS Bryan. Nutritional epidemiology in the context of nitric oxide biology: a risk-benefit evaluation for dietary nitrite and nitrate. Nitric Oxide. 2010 Feb 15;22(2):110-9. (link)
6. Gilchrist M, PG Winyard, N Benjamin. Dietary nitrate — good or bad? Nitric Oxide. 15;22(2):104-9, 2010.
7. Haynes WG, Noon JP, Walker BR, Webb DJ. Inhibition of nitric oxide synthesis increases blood pressure in healthy humans. J Hypertens. 1993;11(12):1375–80.
8. Palmer RM, Ashton DS, Moncada S. Vascular endothelial cells synthesize nitric oxide from L-arginine. Nature. 1988;333(6174):664–6.
9. Vanhatalo A, Fulford J, Bailey SJ, Blackwell JR, Winyard PG, Jones AM. Dietary nitrate reduces muscle metabolic perturbation and improves exercise tolerance in hypoxia. J Physiol. 2011 Nov 15;589(Pt 22):5517-28
10. Doyle MP, Pickering RA, DeWeert TM, Hoekstra JW, Pater D. Kinetics and mechanism of the oxidation of human deoxyhemoglobin by nitrites. J Biol Chem 1981;256:12393–8.
11. Cosby K, Partovi KS, Crawford JH, Patel RP, Reiter CD, Martyr S, et al. Nitrite reduction to nitric oxide by deoxyhemoglobin vasodilates the human circulation. Nat Med 2003;9:1498–505.
12. Christensen PM, Nyberg M, Bangsbo J. Influence of nitrate supplementation on VO₂ kinetics and endurance of elite cyclists. Scand J Med Sci Sports. 2013 Feb;23(1):e21-31.
13. Larsen FJ, Schiffer TA, Borniquel S, Sahlin K, Ekblom B, Lundberg JO, Weitzberg E. Dietary inorganic nitrate improves mitochondrial efficiency in humans. Cell Metab. 2011 Feb 2;13(2):149-59.
14. Larsen FJ, Weitzberg E, Lundberg JO, Ekblom B. Effects of dietary nitrate on oxygen cost during exercise. Acta Physiol (Oxf). 2007 Sep;191(1):59-66
15. Jones AM, Bailey SJ, Vanhatalo A.Dietary nitrate and O₂ consumption during exercise. Med Sport Sci. 2012;59:29-35.
16. Bailey SJ, Winyard P, Vanhatalo A, Blackwell JR, Dimenna FJ, Wilkerson DP, Tarr J, Benjamin N, Jones AM. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. J Appl Physiol (1985). 2009 Oct;107(4):1144-55
17. Wilkerson DP, Hayward GM, Bailey SJ, Vanhatalo A, Blackwell JR, Jones AM. Influence of acute dietary nitrate supplementation on 50 mile time trial performance in well-trained cyclists. Eur J Appl Physiol. 2012 Dec;112(12):4127-34
18. Murphy M, Eliot K, Heuertz RM, Weiss E.Whole beetroot consumption acutely improves running performance. J Acad Nutr Diet. 2012 Apr;112(4):548-52
19. Lanceley R, Ranchordas M, Ruddock A. Effects of dietary nitrate supplementation on 5 km running time trial performance in trained female runners. . Br J Sports Med. 2013 Nov;47(17):e4
20. Peacock O, Tjønna AE, James P, Wisløff U, Welde B, Böhlke N, Smith A, Stokes K, Cook C, Sandbakk O. Dietary nitrate does not enhance running performance in elite cross-country skiers. Med Sci Sports Exerc. 2012 Nov;44(11):2213-9
21. Lansley KE, Winyard PG, Bailey SJ, Vanhatalo A, Wilkerson DP, Blackwell JR, Gilchrist M, Benjamin N, Jones AM. Acute dietary nitrate supplementation improves cycling time trial performance. Med Sci Sports Exerc. 2011 Jun;43(6):1125-31