Ovaltine voor uithoudingsvermogen, bietensap voor kracht

Bietenwortelsap als bron van spierkracht? Het zou mooi zijn als het zo makkelijk was, toch? Hoewel het niet zo eenvoudig is, hebben recente onderzoeken hoop gegeven dat het drinken van rode bietensap je trainingsprestaties zou kunnen verbeteren en krachttraining efficiënter zou kunnen maken. Dat gezegd hebbende, je moet nog steeds gewichten heffen. Maar laten we het van bovenaf bekijken.

Bietenwortel (latijn Beta vulgaris) is een wortelgewas dat behoort tot de amarantenfamilie. Als familielid van de suikerbiet en de snijbiet is de biet waarschijnlijk door de Romeinen als gecultiveerde plant naar Centraal-Europa gebracht. Het is echter waarschijnlijk dat de plant oorspronkelijk uit Noord-Afrika komt. In de 19e en 20e eeuw werd het gewas verder verfijnd en kreeg het een egaal rode kleur door een hoge concentratie aan betalaïnen. In het midden van de 19e eeuw werd bietensap vaak gebruikt om wijn te kleuren.

De donkerpaarse wortels van de groente worden meestal gekookt, gebakken of rauw gegeten. Een portie rauwe bieten van 100 gram bevat iets minder dan 88 gram water, 9,6 gram koolhydraten, 1,6 gram eiwit en 0,8 gram vet, en levert 43 kcal energie. Bieten hebben ook een hoge concentratie biologisch actieve stoffen, waaronder anorganisch nitraat (NO3-). In commercieel verkrijgbare rode bietensappen zit gemiddeld 1.275 g/L [4].

Nitraatstofwisseling

Nadat je voedsel hebt gegeten dat nitraten bevat, komt de verbinding in de maag terecht. In de dunne darm wordt het bijna volledig opgenomen in het bloed. Dit verhoogt de plasma nitraatconcentratie in het bloed. Ongeveer 60 procent van het nitraat dat door voeding wordt geleverd, wordt weer uitgescheiden via de urine. Ongeveer een kwart van het nitraat wordt echter actief opgenomen door de speekselklieren in de mond en gereduceerd tot nitriet (NO2-) door bacteriën op het oppervlak van de tong.
Het nitriet dat nu in het speeksel zit, komt vervolgens in de maag terecht, waar het in het zure milieu wordt gereduceerd tot stikstofmonoxide (NO). Een deel van het nitriet komt echter in de bloedbaan terecht, waar het verschillende weefsels kan bereiken voordat het door chemische reacties wordt gereduceerd tot NO [5]. NO is een essentieel signaalmolecuul dat verschillende fysiologische functies reguleert [6,7]. NO speelt onder andere een belangrijke rol bij vaatverwijding [8], mitochondriale ademhaling [9], glucose- en calciumhomeostase [10,11], spiercontractiliteit [12] en de ontwikkeling van vermoeidheid [13]. Simpel gezegd beïnvloedt het je energieniveau en spierfunctie.

NO is heel belangrijk voor ons lichaam, ondanks het feit dat het maar een korte halfwaardetijd heeft, variërend van een paar milliseconden tot een paar seconden. Dit betekent dat ons lichaam voortdurend NO moet produceren, wat het op twee verschillende manieren kan doen [14]. Dit kan met behulp van het enzym stikstofoxidesynthase (NOS), [15] of zonder NOS door continu nitraat uit de voeding of endogeen nitraat te reduceren tot nitriet en uiteindelijk tot NO [16,17].

Hoe wordt NO geproduceerd?

Hoe een toename van NO de prestaties verhoogt

De energievaluta van het lichaam is adenosinetrifosfaat, kortweg ATP. Adenosine bestaat uit de nucleobase adenine en de suiker ribose. Dit betekent dat het volledige ATP-molecuul bestaat uit adenine, ribose en drie fosfaten. ATP wordt gebruikt om energie te produceren door de individuele fosfaten af te breken in een biochemische reactie die hydrolyse wordt genoemd.

Ons lichaam heeft ATP nodig om spieren te laten samentrekken. Omdat het de mogelijkheid heeft om deze energie te recyclen, kan het ATP-niveaus in de spieren gedurende lange perioden op peil houden - afhankelijk van de intensiteit van de training. Tijdens een sprinttraining wordt de ATP-omzet tot het honderdvoudige verhoogd ten opzichte van de stofwisseling in rust. Dit overschaduwt het metabolisme in alle andere weefsels. Het stelt echter de hoogste eisen aan de energie in de spieren. Omdat de intramusculaire ATP-voorraden relatief laag zijn, wordt elke stofwisselingsroute die ATP kan recyclen geactiveerd. Tijdens een korte sprint (30-60 seconden) op maximale snelheid verbruiken de samentrekkende spieren veel energie. Deze energie is afkomstig van metabolische routes die snel ATP kunnen leveren. ATP kan op verschillende manieren worden geproduceerd, zowel met als zonder zuurstof. Oxidatieve fosforylering, waarvoor zuurstof nodig is en die plaatsvindt in onze mitochondriën, maakt veel ATP aan. Het proces is echter relatief langzaam in vergelijking met substraatketenfosforylering, dat ATP kan genereren zonder zuurstof.

Bailey et al. [18] onderzochten de effecten van rode bietensap op stofwisselingsprocessen tijdens lage en hoge intensiteit inspanning. De experimentele groep die bietensap kreeg, onderscheidde zich doordat ze minder ATP omzetten tijdens lage en hoge intensiteit inspanning. De zuurstofopname was significant lager aan het einde van de training met lage intensiteit (placebo: 870 ± 42 vs. bietensap: 778 ± 38 ml/min; P < 0,05). Tijdens hoge intensiteit inspanning was dit daarentegen alleen het geval 360 seconden na de sessie (placebo: 1692 ± 70 vs. rode bietensap: 1460 ± 54 ml/min; P < 0,05), en niet aan het einde (placebo: 1726 ± 65 ml/minvs. rode bietensap: 1647 ± 100 ml/min, P > 0,05).

De resultaten suggereren dat nitraatrijk eten en drinken (zoals bieten en hun sap) het samenspel tussen spierkracht en het verbruik van ATP verbetert. Dit vertaalt zich in een lagere zuurstofopname tijdens inspanning. Het is ook goed om te weten dat een hoog ATP-verbruik de beperkte intramusculaire energievoorraden zoals fosfocreatine snel uitput en een aanzienlijke invloed heeft op spiervermoeidheid [19]. In een later onderzoek toonden Larsen en zijn team [20] aan dat nitraatrijke diëten de ATP-productie van mitochondriale oxidatieve fosforylering efficiënter maakten. Hierdoor kunnen mitochondriën meer ATP produceren per eenheid verbruikte zuurstof.

Nieuwe onderzoeksresultaten

In een gerandomiseerde cross-overstudie onderzochten Kadach et al. [21] het effect van nitraat op de kracht van de quadriceps tijdens 60 maximale contracties van het kniegewricht. Ze rekruteerden 10 gezonde deelnemers van 23 ± 4 jaar. Drie uur voor de test kreeg iedereen een nitraatrijke drank of een drank zonder extra nitraat. De test bestond uit een serie van 60 maximale vrijwillige contracties met één been op een dynamometer, waarbij het onbelaste been als controle diende.

Een enkele maximale contractie duurde drie seconden en er was een pauze van twee seconden tussen elke contractie. Hierdoor duurde de test ongeveer vijf minuten. Daarnaast werd de quadriceps elektrisch gestimuleerd tijdens de eerste, 15e, 30e, 45e en 60e contracties om de rol van centrale en perifere factoren bij spiervermoeidheid te beoordelen. Er werden spierbiopten genomen en speeksel, bloed en urine werden geanalyseerd.

Binnen een uur na inname van een nitraatrijke drank steeg de nitraatconcentratie in de spieren. Vergeleken met de groep die geen nitraatrijke drank kreeg, waren het piekkoppel en het gemiddelde koppel significant hoger in de eerste 90 seconden van de vijf-minutentest. De ontwikkeling van centrale en perifere vermoeidheid was vergelijkbaar tussen de twee condities.

Conclusie

Dit betekent dat het innemen van nitraatrijke voedingsmiddelen zoals bietensap ongeveer een uur voor je training de samentrekkingsprestaties van de spieren kan verbeteren - een boost waar je je voordeel mee kunt doen. Studieresultaten tonen aan dat slechts 5-8,5 mmol of 310-527 mg nitraat de intracellulaire metabolische processen verbetert. Om de prestaties te verhogen is echter een nitraatdosis nodig van meer dan 8,5 mmol of meer dan 527 mg [14].

Zoals de reclame zegt, Ovaltine houdt je langer op de been. Bietensap maakt je echter sterker. Wil je het zelf zien? Probeer het eens!

Sapjes + smoothies

Biotta Bieten

1 x 50 cl

15

Sapjes + smoothies

Biotta Bieten

1 x 50 cl

15

Referenties

1. Polito MD, Souza DB, Casonatto J, Farinatti P. Acute effecten van cafeïneconsumptie op isotonische spierkracht en uithoudingsvermogen: een systematische review en meta-analyse. Sci Sport. Elsevier Masson SAS; 2016;31: 119-128. doi:10.1016/j.scispo.2016.01.006
2. Guimarães-Ferreira L, Trexler ET, Jaffe DA, Cholewa JM. De rol van cafeïne in sportvoeding [Internet]. Duurzame energie voor verbeterde menselijke functies en activiteit. Elsevier Inc.; 2017. doi:10.1016/B978-0-12-805413-0.00019-3
3. Kreider RB, Kalman DS, Antonio J, Ziegenfuss TN, Wildman R, Collins R, et al. International Society of Sports Nutrition position stand: safety and efficacy of creatine supplementation in exercise, sport, and medicine. J Int Soc Sport Nutr 2017 141. BioMed Central; 2017;14: 1-18. doi:10.1186/S12970-017-0173-Z
4. Wruss J, Waldenberger G, Huemer S, Uygun P, Lanzerstorfer P, Müller U, et al. Samenstellingskenmerken van commerciële bietenproducten en bietensap bereid uit zeven bietenvariëteiten geteeld in Opper-Oostenrijk. J Food Compos Anal. Academic Press; 2015;42: 46-55. doi:10.1016/j.JFCA.2015.03.005
5. Shannon OM, Easton C, Shepherd AI, Siervo M, Bailey SJ, Clifford T. Dietary nitrate and population health: a narrative review of the translational potential of existing laboratory studies. BMC Sport Sci Med Rehabil 2021 131. BioMed Central; 2021;13: 1-17. doi:10.1186/S13102-021-00292-2
6. Lundberg JO, Weitzberg E, Gladwin MT. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. Nat Rev Drug Discov 2008 72. Nature Publishing Group; 2008;7: 156-167. doi:10.1038/nrd2466
7. Moncada S, Palmer RM, Higgs EA. Stikstofmonoxide: fysiologie, pathofysiologie en farmacologie. Pharmacol Rev. 1991;43.
8. Epstein FH, Moncada S, Higgs A. The L-Arginine-Nitric Oxide Pathway. https://doi.org/101056/NEJM199312303292706. Massachusetts Medical Society ; 1993;329: 2002-2012. doi:10.1056/NEJM199312303292706
9. Brown GC, Cooper CE. Nanomolaire concentraties stikstofmonoxide remmen reversibel synaptosomale respiratie door te concurreren met zuurstof bij cytochroomoxidase. FEBS Lett. John Wiley & Sons, Ltd; 1994;356: 295-298. doi:10.1016/0014-5793(94)01290-3
10. Merry TL, Lynch GS, McConell GK. Downstream mechanisms of nitric oxide-mediated skeletal muscle glucose uptake during contraction. Am J Physiol - Regul Integr Comp Physiol. American Physiological Society Bethesda, MD; 2010;299: 1656-1665. doi:10.1152/AJPREGU.00433.2010/ASSET/IMAGES/LARGE/ZH60011174310007.JPEG
11. Viner RI, Williams TD, Schöneich C. Nitric oxide-dependent modification of the sarcoplasmic reticulum Ca-ATPase: localization of cysteine target sites. Free Radic Biol Med. Pergamon; 2000;29: 489-496. doi:10.1016/S0891-5849(00)00325-7
12. Stamler JS, Meissner G. Physiology of nitric oxide in skeletal muscle. Physiol Rev. American Physiological Society; 2001;81: 209-237. doi:10.1152/PHYSREV.2001.81.1.209/ASSET/IMAGES/LARGE/9J0110119008.JPEG
13. Percival JM, Anderson KNE, Huang P, Adams ME, Froehner SC. Golgi and sarcolemmal neuronal NOS differentially regulate contraction-induced fatigue and vasoconstriction in exercising mouse skeletal muscle. J Clin Invest. American Society for Clinical Investigation; 2010;120: 816-826. doi:10.1172/JCI40736
14. Jones AM, Thompson C, Wylie LJ, Vanhatalo A. Dietary Nitrate and Physical Performance. https://doi.org/101146/annurev-nutr-082117-051622. Annual Reviews ; 2018;38: 303-328. doi:10.1146/ANNUREV-NUTR-082117-051622
15. Moncada S, Palmer RMJ, Higgs EA. Biosynthese van stikstofmonoxide uit l-arginine. Een route voor de regulatie van celfunctie en communicatie. Biochem Pharmacol. Elsevier; 1989;38: 1709-1715. doi:10.1016/0006-2952(89)90403-6
16. Smith SM, Benjamin N, Drlscoll FO, Dougall H, Duncan C, Smith L, et al. Stomach NO synthesis. Nature. 1994;368: 1994.
17. Lundberg JON, Weitzberg E, Lundberg JM, Alving K. Intragastric nitric oxide production in humans: measurements in expelled air. Gut. BMJ Publishing Group; 1994;35: 1543-1546. doi:10.1136/good.35.11.1543
18. Bailey SJ, Fulford J, Vanhatalo A, Winyard PG, Blackwell JR, DiMenna FJ, et al. Suppletie met nitraat uit de voeding verbetert de spiercontractiele efficiëntie tijdens knie-extensoroefeningen bij mensen. J Appl Physiol. American Physiological Society Bethesda, MD; 2010;109: 135-148. doi:10.1152/JAPPLPHYSIOL.00046.2010/ASSET/IMAGES/LARGE/ZDG0071091430007.JPEG
19. Allen DG, Lamb GD, Westerblad H. Vermoeidheid van skeletspieren: cellulaire mechanismen. Physiol Rev. 2008;88: 287-332. doi:10.1152/physrev.00015.2007
20. Larsen FJ, Schiffer TA, Borniquel S, Sahlin K, Ekblom B, Lundberg JO, et al. Dietary Inorganic Nitrate improves Mitochondrial Efficiency in Humans. Cell Metab. Cell Press; 2011;13: 149-159. doi:10.1016/j.CMET.2011.01.004
21. Kadach S, Park JW, Stoyanov Z, Black MI, Vanhatalo A, Burnley M, et al. Suppletie met 15N-gelabeld nitraat uit voeding verhoogt de nitraatconcentratie in de skeletspieren van de mens en verbetert de productie van spierkoppel. Acta Physiol. John Wiley & Sons, Ltd; 2023; e13924.