Stikstofmonoxide (NO) is een fysiologisch belangrijk signaalmolecuul dat de verwijding van bloedvaten bevordert en zo het transport van zuurstof (O2) en energiesubstraten naar de spieren vergemakkelijkt. Onderzoek toont aan dat stikstofmonoxide (NO) ook de effectiviteit van mitochondriale ademhaling verbetert, wat zich manifesteert in een verminderd zuurstofverbruik tijdens inspanning. Tot voor kort werd gedacht dat stikstofmonoxide (NO) alleen kon worden gevormd als gevolg van de endogene route van oxidatieve omzettingen van L-arginine. Recente onderzoeksresultaten wijzen er echter op dat een alternatief voor de endogene route van stikstofmonoxide (NO)-vorming de exogene toevoer van anorganische nitraten (NO3-) via voeding zou kunnen zijn. Het doel van de studie was om de huidige literatuur over de eigenschappen van bietensap als een belangrijke bron van nitraten (NO3-) en de effectiviteit ervan bij het verbeteren van het inspanningsvermogen van fysiek actieve mensen te evalueren. Een systematische review van het onderzoek, gepubliceerd van 2005 tot 31 januari 2021, werd uitgevoerd op basis van het doorzoeken van bibliografische databases zoals PubMed, Elsevier en Web of Science. De volgende trefwoorden werden gebruikt: "bieten", "bietensap", "nitraten", "nitrieten", "stikstofmonoxide", "suppletie", "ergogene stoffen", "sportvoeding". Hoewel er tegenstrijdige gegevens zijn, lijkt het erop dat het aanbieden van bietensap een goedkope, natuurlijke en veelbelovende voedingsstrategie kan zijn voor het verbeteren van sportprestaties bij zowel duurtraining als intermitterende hoge intensiteit (start-stop). Meer gedetailleerde studies die het effect van de nitraatvoorziening (NO3-) in de voeding analyseren bij anaërobe training - met name bij krachttraining met een hoog volume - zijn nodig. Er wordt ook benadrukt dat verder onderzoek nodig is om de effecten van specifieke factoren op de variabiliteit van ergogene effecten na consumptie van bietensap te verduidelijken, wat van het grootste belang kan zijn voor de effectiviteit van deze voedingsinterventie.

bietensap, ergogene verbindingen, sport, nitraten, nitrieten

De introductie van nieuwe trainingsstimuli stelt atleten in staat optimale prestaties te leveren tijdens het sporten (Campbell, Winiewski, 2017). Steeds vaker wordt waargenomen dat de door fysieke activiteit geïnitieerde aanpassingen kunnen worden versterkt door goed gekozen voedingsstrategieën, waaronder richtlijnen voor het type, de hoeveelheid en het tijdstip van maaltijden of vochtinname, en in specifieke situaties het gebruik van supplementen en sportvoeding (Jeukendrup, 2017). Deze strategieën hebben onder andere tot doel om te voorzien in de individuele energiebehoefte, rekening houdend met de trainingsperiodisering, om de beschikbaarheid van koolhydraten te behouden, met name tijdens duurtraining, om de glycogeenresynthese na de training te verhogen en om de spiereiwitsynthese en de vochthuishouding in het lichaam te reguleren (Belval et al., 2019; Thomas, Erdman, Burke, 2016; Vitale, Gatzin, 2019). Volgens het American College of Sports (ACSM), de Academy of Nutrition and Dietetics (AND) en de Dietitians of Canada (DC) is een goede aanpassing van de voedingsinname in relatie tot de uitgevoerde training essentieel voor betere sportprestaties (Thomas et al., 2016). Veel van het huidige onderzoek richt zich dan ook op de effecten van de inname van specifieke voedingsmiddelen, waaronder het gebruik van geïsoleerde voedingsingrediënten en voedingssupplementen om niet alleen de gezondheid, maar ook het uithoudingsvermogen te verbeteren (Clements, Lee, Bloomer, 2014). Op basis van recent onderzoek heeft het Australian Institute of Sport (AIS) voedingsingrediënten en voedingssupplementen voor atleten ingedeeld in vier groepen, waarbij is vastgesteld of ze veilig, legaal en effectief zijn in het verbeteren van de sportprestaties. In categorie A, die voedingsingrediënten en voedingssupplementen omvat met bewezen effecten op het verbeteren van het uithoudingsvermogen, heeft het AIS bietensap opgenomen (Australian Institute of Sport [AIS], 2020; Maughan et al., 2018). Het gebruik ervan heeft de laatste jaren ongetwijfeld aan populariteit gewonnen onder fysiek actieve mensen en lijkt een goedkope, natuurlijke en veelbelovende voedingsinterventie te zijn voor het verbeteren van fysieke prestaties. Het ergogene effect van bietensap hangt samen met het hoge gehalte aan anorganische nitraten (NO3–), die in het lichaam worden omgezet in stikstofmonoxide (NO), een fysiologisch belangrijk signaalmolecuul dat de bloedvaten verwijdt en zo de bloedtoevoer naar de spieren kan verhogen, wat het zuurstoftransport (O2) vergemakkelijkt. Bovendien hebben studies aangetoond dat stikstofmonoxide (NO) de efficiëntie van de mitochondriale ademhaling verbetert, waardoor de zuurstofkosten van inspanning aanzienlijk worden verlaagd (Dominguez et al., 2017). Verbeterd door goed gekozen voedingsstrategieën, waaronder richtlijnen voor het type, de hoeveelheid en het tijdstip van maaltijden of vochtinname, en in specifieke situaties het gebruik van supplementen en sportvoeding (Jeukendrup, 2017). Deze strategieën hebben onder andere tot doel om de individuele energiebehoefte te dekken, rekening houdend met de trainingsperiode, om de beschikbaarheid van koolhydraten te behouden, vooral tijdens duurtrainingen, om de glycogeenresynthese na de training te verhogen, om de spiereiwitsynthese en het lichaamswaterbeheer te reguleren (Belval et al., 2019; Thomas, Erdman, Burke, 2016; Vitale, Gatzin, 2019).

Volgens het American College of Sports (ACSM), de Academy of Nutrition and Dietetics (AND) en de Dietitians of Canada (DC) is een goede aanpassing van de voedingsinname in relatie tot de uitgevoerde training essentieel voor betere sportprestaties (Thomas et al., 2016). Veel van het huidige onderzoek richt zich dan ook op de effecten van de inname van specifieke voedingsmiddelen, waaronder het gebruik van geïsoleerde voedingsingrediënten en voedingssupplementen om niet alleen de gezondheid, maar ook het uithoudingsvermogen te verbeteren (Clements, Lee, Bloomer, 2014). Op basis van recent onderzoek heeft het Australian Institute of Sport (AIS) voedingsingrediënten en voedingssupplementen voor atleten ingedeeld in vier groepen, waarbij is vastgesteld of ze veilig, legaal en effectief zijn in het verbeteren van de sportprestaties. In categorie A, die voedingsingrediënten en voedingssupplementen omvat met bewezen effecten op het verbeteren van het uithoudingsvermogen, heeft het AIS bietensap opgenomen (Australian Institute of Sport [AIS], 2020; Maughan et al., 2018). Het gebruik ervan is ongetwijfeld de laatste jaren enorm populair geworden onder fysiek actieve mensen en het lijkt een goedkope, natuurlijke en veelbelovende voedingsinterventie te zijn om fysieke prestaties te verbeteren.

Het ergogene effect van bietensapconsumptie hangt samen met het hoge gehalte aan anorganische nitraten (NO3–), die in het lichaam worden omgezet in stikstofmonoxide (NO), een fysiologisch belangrijk signaalmolecuul dat de bloedvaten verwijdt en zo de bloedtoevoer naar de spieren kan verhogen, wat het zuurstoftransport (O2) bevordert. Bovendien hebben studies aangetoond dat stikstofmonoxide (NO) de efficiëntie van de mitochondriale ademhaling verbetert, waardoor de zuurstofkosten van inspanning aanzienlijk worden verlaagd (Dominguez et al., 2017).

Het doel van de studie was om de huidige literatuur over de eigenschappen van bietensap als belangrijke bron van nitraten (NO3–) en de effectiviteit ervan bij het verbeteren van het uithoudingsvermogen van fysiek actieve mensen, te inventariseren.

Er werd een systematische review uitgevoerd van studies gepubliceerd tussen 1 januari 2005 en 31 januari 2021. Hiervoor werden bibliografische databases zoals PubMed, Elsevier en Web of Science doorzocht. De volgende trefwoorden werden gebruikt: "bieten", "bietensap", "nitraten", "nitrieten", "stikstofmonoxide", "supplementen", "ergogene stoffen", "sportvoeding". De relevant geachte informatie werd in deze review opgenomen.

Bietensap wordt gebruikt als een ergogene substantie vanwege het hoge gehalte aan anorganisch nitraat (NO3), de voorloper van stikstofmonoxide (NO) in het menselijk lichaam (Lundberg, Weitzberg, Gladwin, 2008). Tot voor kort werd gedacht dat stikstofmonoxide (NO) alleen kon worden gevormd via de endogene oxidatieroute van L-arginine, gekatalyseerd door verschillende isovormen van stikstofmonoxidesynthase (NOS), in aanwezigheid van moleculaire zuurstof en chemische reactiecofactoren zoals NADPH, FAD en BH4 (Ignarro, Fukuto, Griscavage, Rogers, Byrns, 1993). Recente bevindingen wijzen er echter op dat een alternatief voor de endogene route van stikstofmonoxidevorming (NO) de exogene toevoer van anorganisch nitraat (NO3–) via de voeding zou kunnen zijn. Dit betekent dat grote hoeveelheden nitraat (NO3–) aanwezig in bietensap de stikstofmonoxide (NO)-niveaus in het menselijk lichaam kunnen verhogen (Bailey et al., 2009; DeMartino, Kim-Shapiro, Patel, Gladwin, 2019). Andere voedingsmiddelen die rijk zijn aan anorganische nitraten (NO3–) zijn onder andere groene bladgroenten, zoals savooiekool, Chinese kool, andijvie, venkel, sla, spinazie, rucola, evenals groente- en vruchtensappen, bijvoorbeeld wortelsap of granaatappelsap, en drinkwater. Geschat wordt dat het nitraatgehalte in de bovengenoemde groenten in het geval van kool, Chinese kool, venkel en andijvie 500–2500 mg (9–40 mmol)/1 kg verse groenten bedraagt, terwijl dit in het geval van sla, spinazie, rucola en bieten (inclusief bietensap) respectievelijk 2500 mg (40 mmol)/1 kg verse groenten bedraagt. Opgemerkt moet worden dat het nitraatgehalte in plantaardige producten varieert afhankelijk van het type en grotendeels afhangt van omgevingsfactoren zoals klimaat, bodemgesteldheid of de tijd die verstreken is na de oogst (Hord, Tang, Bryan, 2009; Santamaria, 2005). Ook moet vermeld worden dat de bron van nitraten in de voeding vleesproducten kan zijn waarin nitraten als conserveermiddel worden gebruikt (Murphy, Eliot, Heuertz, Weiss, 2012). De gemiddelde voedselinname van nitraten onder volwassenen in de Verenigde Staten, Europa en Australië bedraagt ​​60-120 mg/dag (1-2 mmol/dag). Op basis van de verkregen gegevens wordt geschat dat groenten de belangrijkste bron van deze stof in de voeding van volwassenen zijn (80-85%). Onderzoekers suggereren ook dat vegetariërs en mensen die voedingsmodellen volgen zoals het DASH-dieet (Dietary Approaches to Stop Hypertension), waarschijnlijk een hogere inname van nitraten via voedsel bereiken (AIS, 2020; Clements et al., 2014).

Bij het initiëren van de exogene route van het "nitraat-nitriet-NO"-metabolisme speelt het orale microbioom een ​​belangrijke rol, met name commensale, anaërobe bacteriën die zich in crypten bevinden die verspreid liggen op het oppervlak van de tong. Deze bacteriën breken 25% van het met voedsel ingenomen nitraat (NO3–) af tot nitriet (NO2–) via nitraatreductase-enzymen (Qu, Wu, Pang, Jin, Qin, Wang, 2016). Vervolgens wordt een deel van het nitriet (NO2–) in de maag omgezet in stikstofmonoxide (NO) door een niet-enzymatisch mechanisme dat afhankelijk is van een lage pH (Lundberg, Carlström, Larsen, Weitzberg,
2011), en de rest wordt opgenomen vanuit de dunne darm, vanwaar het in de systemische circulatie terechtkomt, waar het in het bloed of in andere lichaamsweefsels kan worden omgezet in stikstofmonoxide (NO), onder andere met de betrokkenheid van deoxyhemoglobine, onder omstandigheden van lage zuurstofbeschikbaarheid (hypoxie) (Lundberg et al., 2008). Belangrijk is dat onderzoekers hebben vastgesteld dat skeletspieren waarschijnlijk de grootste voorraad nitraat (NO3–) in het lichaam bevatten. Nitraat
(NO3–) dat in spierweefsel wordt opgeslagen onder hypoxische en zure omstandigheden als gevolg van de ophoping van melkzuur dat tijdens het sporten ontstaat, wordt gebruikt om nitriet (NO2–) te produceren en vervolgens stikstofoxide (NO) te vormen, wat de potentiële voordelen voor atleten in termen van verbeterde trainingscapaciteit kan verklaren (Piknova et al., 2015; Piknova, Park, Kwan, Lam, Schechter, 2016).
Stikstofoxide (NO) is een fysiologisch relevante signaalmolecule met belangrijke hemodynamische en metabolische functies (Dominguez et al., 2018; Ferguson et al., 2013; Jones et al., 2021; Larsen, Weitzberg, Lundberg, Eklbom, 2007). Studies hebben aangetoond dat het een essentiële rol speelt bij de regulering van de bloedstroom en, meer specifiek, vaatverwijding bevordert (Furchgott, Jothianandan, 1991), wat resulteert in een verhoogd transport van zuurstof en, onder andere, energiesubstraten zoals glucose en lipiden naar de spieren, wat de sportprestaties en het herstel na de training ondersteunt.
snelheid (Puype, Ramaekers, Thienen, Deldicque, Hespel, 2015). Bovendien is gebleken dat stikstofmonoxide (NO) genexpressie induceert, wat de biogenese en mitochondriale efficiëntie verbetert via een cGMP-afhankelijk mechanisme, waardoor de mitochondriale efficiëntie in skeletspieren verbetert (Dejam, Hunter, Schechter, Gladwin, 2004; Pinna et al., 2014). Deze effecten profiteren van een verhoogde efficiëntie van het oxidatieve metabolisme, wat zich manifesteert in een verminderd zuurstofverbruik tijdens inspanning, of een productievere fosfocreatine-resynthese (Ahluwalia et al., 2016; Allen et al., 2010; Larsen et al., 2007; Larsen, Schiffer,
Weitzberg, Lundberg, 2012). De efficiëntie van mitochondriale oxidatieve fosforylering wordt klassiek gemeten als de hoeveelheid zuurstof die wordt verbruikt per hoeveelheid geproduceerde ATP, de zogenaamde P/O-ratio (Hinkle, 2005). De onderzoeksresultaten wijzen op een verbetering van de mitochondriale P/O-ratio als gevolg van de exogene toevoer van nitraten (NO3–). Er zijn verschillende mogelijke interacties tussen nitraat (NO3–), nitriet (NO2–), stikstofmonoxide (NO) en het mitochondrion. Het best gekarakteriseerde effect van NO is misschien wel de binding ervan aan cytochroom C-oxidase (COX) en de terminale elektronenacceptor in het elektronentransportsysteem (ETS) (Brown, Cooper, 1994). Onderzoeksresultaten wijzen erop dat nitraten mechanisch bijdragen aan de (NO3–) reductie van de expressie van de ATP/ADP-translocator, een eiwit dat betrokken is bij protongeleiding.
wat een grote impact heeft op de basisfunctie van mitochondriën in skeletspieren (Larsen et al., 2011).