Wiemy, iż duże znaczenie dla sportowców mogą mieć warzywa, których wiele osób nie dostrzega, np. marchew czy buraki. Podobnie wartościowe są owoce aronii. Aronia, czarna porzeczka, truskawka, winogrona, wiśnie, bez czarny, borówka czernica, jeżyny, malina, poziomka, owoc granatu, żurawina, zawierają antocyjany, cyjanidynę, delfinidynę.

Aronia jest szczególnie bogata w polifenole, w szczególności antocyjany, a także procyjanidyny i flawonoidy (Kokotkiewicz i in. 2010). Wcześniej wykazano, że przyjmowanie ekstraktu z aronii poprawia funkcje naczyniowe, aktywność metaboliczną oraz wykazuje działanie przeciwutleniające i przeciwzapalne (Broncel i in. 2010; Qin i in. 2012; Zapolska-Downar i in. 2012). Wskutek tego podawanie aronii może przyczynić się do poprawy termogenezy i krążenia obwodowego.

Aronia a osiągi sportowe

Wydaje się to nieprawdopodobne, ale mieszanka aronii i buraka zwiększa osiągi w treningu wytrzymałościowym. W badaniach Barbary Pospiesznej i wsp. opublikowanym w 2016 roku [1] wykazano, iż u 11 pływaczek 8-dniowa suplementacja 0.5 l dziennie mieszanki soku z buraków i aronii zwiększyła osiągi w trakcie 6 powtarzanych sprintów na 50 m w wodzie oraz końcowego pływackiego testu wytrzymałościowego na 800 m. Zawodniczki codziennie piły 0.5 l soku (5.1 mmol azotanów na porcję) w proporcjach 7:3 (buraki:aronia) lub soku z marchwi. Należy dodać, iż obie mieszanki zawierały dokładnie tyle samo azotanów, więc sok z marchwi również może mieć działanie ergogeniczne!

aronia

Wyniki:

  • odnotowano kilkuprocentową poprawę wyników w kolejnych powtórzeniach sprintów (od 3 do 6 powtórzenia po 50 m) w grupie buraka i aronii,
  • grupa soku z marchwi poprawiła swoje osiągi w sprintach na 50 m, jednakże wyniki były słabsze, w porównaniu do picia buraka i aronii (w 5. powtórzeniu sprintu na 50 m w wodzie poprawa w grupie buraka i aronii wynosiła 4.39%, w grupie marchwi 3.1%). Wyjątek to ostatni sprint na 50 m, gdzie w grupie buraka i aronii odnotowano poprawę o 5.79%, zaś w grupie marchwi o 4.28%,
  • w grupie soku z buraka i aronii czas na 800 m poprawił się o kilka sekund, zaś w grupie marchwi prawie o 15 sekund,
  • dodatkowo, w grupie soku z buraka i aronii odnotowano spadek tętna w trakcie próby wysiłkowej na 800 m (tyle co nic, bo ok. 1 uderzenia serca mniej), tymczasem w grupie soku z marchwi tętno wzrosło średnio o ~ 11 uderzeń serca na minutę (a to już bardzo dużo).

Co prawda, badanie było prowadzone na bardzo niewielkiej grupie pań, ale pokazało, iż zarówno sok z buraka, aronii, jak i nawet zwykły sok marchwiowy, mogą mieć znaczenie przy wysiłkach submaksymalnych. Maksymalne tętno u pań w trakcie próby wysiłkowej wynosiło aż 180.91 ± 11.5 (w grupie marchwi), a więc była to praca na ~ 90% tętna roboczego. Bardzo ciężka praca. Dodatkowo z badań wiemy, iż dodatek polifenoli w produktach, takich jak: czerwone wino, truskawki, porzeczki, jagody, może stymulować szlak metaboliczny NO3– NO2–NO. Stwierdzono także, iż buraki poprawiają wydolność u chorych na POChP.

Aronia a termoregulacja

Obwodowe odczuwanie zimna często występuje u kobiet i jest związane z zaburzeniami zdrowotnymi, takimi jak sztywność ramion, ból głowy, obrzęk, bezsenność, częste oddawanie moczu, drętwienie obwodowe, bóle kończyn, odmrożenia i fioletowe paznokcie (Melby 2007; Masuda i in. 2011). Temperatura ciała jest utrzymywana przez termogenezę i promieniowanie termiczne. Tak więc zmniejszenie termogenezy prowadzi do odczuwania uczucia zimna. Ponadto uważa się, że zaburzenia krążenia obwodowego, wywołane skurczem naczyń obwodowych, odgrywają rolę w rozregulowaniu temperatury. Skurcz naczyń obwodowych może być spowodowany aktywacją nerwu współczulnego, zmniejszeniem czynnika zwiotczającego pochodzącego ze śródbłonka lub wzrostem poziomu czynników wazokonstrykcyjnych (Matz i in. 2000; Shepherd 1990). Dlatego, jeśli można poprawić termogenezę i krążenie obwodowe, można złagodzić uczucie zimna. [2]

Antocyjany są największą w królestwie roślin grupą rozpuszczalnych w wodzie barwników, a obfitują w nie owoce, warzywa, fasola i czerwone wino. Wykazano, że antocyjany dostarczane z pożywieniem odgrywają ważną rolę w zapobieganiu współczesnym chorobom cywilizacyjnym, głównie ze względu na ich silne działanie przeciwutleniające i przeciwzapalne (Desjardins i in. 2012; Cuevas-Rodríguez i in. 2010). Antocyjany poprawiają funkcjonowanie obwodowego układu krążenia, obniżając ciśnienie krwi, utrzymując właściwą przepuszczalność i elastyczność naczyń tętniczych. Ponadto aktywują tlenek azotu (NO), co wpływa na rozszerzenie naczyń śródbłonkowych (Jennings i in. 2012; Ojeda i in. 2010; Côrtes i in. 2002 ). Także kilka badań na zwierzętach wykazało, że specyficzne antocyjany poprawiają termogenezę związaną z metabolizmem w narządach obwodowych (DeFuria i in. 2009; Takikawa i in. 2010). Dlatego takie substancje mogą być skuteczne w leczeniu odczuwania zimna u ludzi.

Japońscy naukowcy sprawdzili [2], jaki wpływ aronia będzie miała u 11 kobiet, które skarżyły się na odczuwanie uczucia zimna. Otrzymywały 150 mg ekstraktu z aronii codziennie przez cztery tygodnie. Naukowcy sami opracowali ekstrakty, stosując wodę i etanol.

Przed i po okresie suplementacji naukowcy poprosili kobiety o ocenę, jak zimne / ciepłe są poszczególne części ciała, oceniano też sztywność kończyn. Poniższa grafika pokazuje, że suplementacja ekstraktem z aronii zmniejszyła odczuwanie zimna w rękach, stopach, biodrach (w sposób istotnie statystyczny) i plecach (w sposób nieistotnie statystyczny).

Grafika:

Naukowcy umieścili kobiety w chłodnym pomieszczeniu i zmierzyli przepływ krwi oraz temperaturę skóry. Aronia znacząco podwyższyła temperaturę skóry o okresie 20-minutowego schładzania.

Grafika, która obrazuje temperaturę ciała po 20 minutach w chłodnym pomieszczeniu (rysunek A) i temperaturę prawej ręki po zanurzeniu jej na 20 minut w zimnej wodzie (rysunek B) :

Maksymalna wartość temperatury ciała po 20 minutach spędzonych w klimatyzowanym pomieszczeniu była znacznie wyższa po 4-tygodniowym stosowaniu ekstraktu aronii, w porównaniu z pomiarem temperatury wykonanym przed interwencją. Obliczono średnią wartość przepływu krwi w rękach badanych po zanurzeniu kończyn na 20 minut w zimnej wodzie. Wartości były znacznie zmniejszone przez zanurzenie w zimnej wodzie w czasie, zarówno w próbach przed badaniem, jak i po (Rysunek 1B). Aronia miała pewien wpływ na przepływ krwi w rękach, jednak wg naukowców nieistotny statystycznie.

Ponadto analiza wskaźników biochemicznych wykazała, iż aronia ma wpływ na system hormonalny.

Jak widać, podawanie aronii ma wpływ (wg naukowców nieistotny statystycznie; wzrost 24%) na stężenie adrenaliny, za to istotny na stężenie noradrenaliny (wzrost stężenia o 34.2%). Z kolei stężenie dopaminy wzrosło nieznacznie.

Co to może oznaczać w praktyce?

To, iż aronia jest termogenikiem! Zarówno epinefryna, jak i norepineferyna mają wpływ na receptory β1 i β2-adrenergiczne. 

Receptory beta-1 (β1 adrenergiczne) – ich pobudzenie zwiększa częstotliwość pracy serca, siłę skurczu (kurczliwość mięśni przedsionków oraz komór) i prędkość przewodzenia impulsów. Typowi agoniści beta1 to: prenalterol, ksamoterol, izaprenalina, dobutamina. Jeśli chodzi o endogennych agonistów, to noradrenalina > adrenalina. Częściowym agonistą receptorów β1 jest efedryna. Pośrednio i nieselektywnie na te receptory działają amfetamina, metamfetamina, dopamina. [3,4] Dodatkowo pobudzenie β1 receptorów ma wpływ na przewód pokarmowy (aktywację amylazy) oraz wydzielanie reniny w nerkach.

Receptory beta2 – ich pobudzenie powoduje rozkurcz naczyń wieńcowych, oskrzeli (zwiotczenie mięśniówki oskrzeli) i macicy, jak również prowadzi do rozszerzenia naczyń krwionośnych np. w mięśniach oraz zwiotczenia dróg żółciowych. Pod względem metabolicznym, pobudzenie receptorów beta-2 prowadzi do zwiększonej lipolizy komórek tłuszczowych, rozpadu glikogenu w mięśniach (glikogenolizy), także pobudzenia glikogenolizy w wątrobie oraz glukoneogenezy w wątrobie. Typowi agoniści receptorów β2 to: salbutamol, clenbuterol, bametan, reproterol, salmeterol, terbutalina, fenoterol, prokaterol, izoprenalina. Jeśli chodzi o endogennych agonistów, to adrenalina > noradrenalina. Częściowym agonistą receptorów β2 jest efedryna. Pośrednio i nieselektywnie na te receptory działa amfetamina, metamfetamina. Adrenalina działa na „spalanie” tkanki tłuszczowej, ponieważ ma większe powinowactwo do receptorów β2, odwrotnie jest z noradrenaliną – ma większe powinowactwo do receptorów β1 (a więc większa szansa, iż będzie oddziaływać na częstotliwość pracy serca, siłę skurczu (kurczliwość mięśni przedsionków oraz komór) i prędkość przewodzenia impulsów. Co nie zmienia faktu, iż oba związki w dużym stopniu działają z różną siłą, zarówno na receptory α, jak i β-adrenergiczne.

Receptory beta 3 – rozmieszczone, np. w tkance tłuszczowej, ich pobudzenie aktywuje lipolizę. Agoniści β3 to: noradrenalina oraz adrenalina, dodatkowo: mirabegron, BRL 37344, cyjanopindolol, SR 58611, CL 316243, CGP 12177, ZD 2079. Takie działanie wykazuje również sibutramina. Uwaga: prawdopodobnie receptory β3 są kluczowe dla spalania tkanki tłuszczowej; na powierzchni brązowej i białej tkanki tłuszczowej zidentyfikowano właśnie receptory beta3! (ponadto w pęcherzu, być może są także w innych tkankach).

Cykl przemian w uproszczeniu wygląda następująco:

tyrozyna -> dopa -> dopamina -> noradrenalina -> adrenalina

Noradrenalina w ustroju: [3,4]

  • hamuje głód, [5]
  • prowadzi do skurczu naczyń krwionośnych, poza naczyniami wieńcowymi,
  • podwyższa skurczowe i rozkurczowe ciśnienie krwi,
  • zwiększa kurczliwość serca,
  • może prowadzić do bradykardii (odwrotnie, niż w przypadku badania na izolowanym sercu),
  • wywiera silniejszy wpływ, niż adrenalina na receptory β1-adrenergiczne,
  • noradrenalina wywiera słabe działanie na receptory β2-adrenergiczne,
  • wywiera silniejszy wpływ, niż adrenalina na receptory β3-adrenergiczne (wg Mutschlera), z kolei niektóre źródła podają, iż porównywalny.

Naukowcy z ZSRR wykazali, [6] iż mikrodawki noradrenaliny zwiększają temperaturę ciała szczurów przez wywołanie drżenia. Z kolei Graham AD, Christopherson RJ [7] wykazali, iż adrenalina silniej wpływa na temperaturę ciała u ogolonych owiec.

Przez 2.5 h w okolicę szyi podawano adrenalinę (A) i noradrenalinę (NA) w dawkach:

  • 0,00 μg na kg na minutę,
  • 0,15 μg na kg na minutę,
  • 0,30 μg na kg na minutę,
  • 0,60 μg na kg na minutę,
  • 0,90 mikrograma (μg) na kg na minutę.

Wytwarzanie ciepła wzrosło o 40-45% dla wszystkich dawek adrenaliny, a efekt nasilił się w wyniku wcześniejszej, długotrwałej ekspozycji zwierząt na zimno. Z kolei tylko wyższe dawki dawki norepineferyny spowodowały wzrost wytwarzania ciepła w ustroju. [7] Maksymalny wzrost wytwarzania ciepła wskutek podawania noradrenaliny wyniósł 30%. Na ten efekt nie miała wpływu wcześniejsza ekspozycja zwierząt na zimno. Wytwarzanie ciepła było większe o 16-19% w neutralnej temperaturze u zwierząt zaklimatyzowanych do zimna, w porównaniu z owcami aklimatyzowanymi do ciepła.Odpowiednio do wytwarzania ciepła wszystkie dawki adrenaliny i najwyższa dawka noradrenaliny spowodowałynieznaczny wzrost temperatury. Częstość oddechów wzrastała nieznacznie wraz ze wzrostem dawki noradrenaliny, ale tylko najwyższa dawka a powodowała wyraźny wzrost częstości oddechów.

Inni naukowcy [Johnson DG i wsp.] wykazali, iż stres związany z zanurzeniem w zimnej wodzie stymuluje uwalnianie noradrenaliny z układu współczulnego. Szybkość i wzór tej odpowiedzi badano u 6 zdrowych mężczyzn poprzez seryjne pomiary stężeń norepinefryny w osoczu przed, podczas i po 60 minutach zanurzenia w wodzie o temperaturze 10°C. Po zanurzeniu na 2 minuty średnie stężenie norepinefryny zwiększyło się z 359 ±  32 (wyjściowe) do 642 ±  138 pg / ml i wzrastało stopniowo do maksimum 1,171 ±  226 pg / ml po 45 minutach zanurzenia. Czyli zanurzenie na 2 minuty w zimnej wodzie spowodowało zwiększenie u mężczyzn ilości noradrenaliny o 78.8%, a pozostawanie w zimnej wodzie przez 45 minut spowodowało wzrost stężenia noradrenaliny o kolejne 82.4%! Tempo metabolizmu wzrosło około trzykrotnie w okresie zanurzenia. Po ogrzaniu w ciepłej wodzie (40°C), pacjenci wykazali przejściowy skok stężenia noradrenaliny w osoczu, a następnie szybki spadek jej stężenia do poziomów podstawowych po 30 minutach. Spadek stężenia norepinefryny w osoczu po około 8 minutach ponownego nagrzewania, wystąpił pomimo utrzymującego się obniżenia temperatury wewnętrznej i zbiegł się z nagłym spadkiem tempa metabolizmu i ustaniem drżenia ciała. Wyniki te sugerują, że współczulna odpowiedź nerwowa na zimno może być aktywowana lub tłumiona bardzo szybko i zależy od temperatury skóry.

Na koniec ważna informacja – niektóre badania [Claudio Nieto Jimenez i wsp.] wskazują, iż ekspozycja na zimno mobilizuje system odpornościowy (ale może też mieć negatywny wpływ na cały ustrój). [9] Żołnierze w samej bieliźnie byli wystawieni na wodę o temperaturze 10.6° (minimalnie od 13 do maksymalnie 75 minut – ile kto dał radę). W kontakcie z zimnem silnie rośnie tętno (z 63 do 101 uderzeń na minutę), ciśnienie krwi (skurczowe ze średniego 107.5 wzrosło na 127,2), zaś spada nasycenie krwi tlenem.

Pozostałe dane:

  • kolosalnie wzrosła ilość ACTH (ponad 40%),
  • odnotowano znaczną zwyżkę kortyzolu (~36%!),
  • spadła ilość testosteronu całkowitego,
  • znacznie spadła ilość testosteronu wolnego (o 39%!),
  • znacznie wzrosła aktywność tarczycy (TSH),
  • nieznacznie wzrosła ilość T4 i T3,
  • znacznie wzrosła ilość hematokrytu, hemoglobiny,
  • znacznie wzrosła ilość leukocytów, neutrofili, bazofili, monocytów, płytek krwi.

Wnioski – taka przedłużona ekspozycja na zimną wodę może sprzyjać rozpadowi mięśni, spadkom siły i mocy mięśniowej (spadek ilości testosteronu, wzrost kortyzolu) oraz incydentom zakrzepowo-zatorowym (wzrost hematokrytu oraz płytek krwi).

Podsumowanie: czy aronia okaże się skutecznym termogenikiem? Tego nie wiemy, gdyż badana grupa kobiet była niewielka i specyficzna. Ponadto doustne podawanie np. noradrenaliny, jest nieskuteczne, w związku z efektem pierwszego przejścia. Jednak aronia bez wątpienia ma wpływ na osiągi sportowe, działa prozdrowotnie na układ sercowo-naczyniowy, wykazuje oddziaływanie przeciwzapalne. Jeśli okaże się, iż ma także wpływ na wydzielanie adrenaliny i noradrenaliny, tym lepiej - przyda się, jako dodatek do „termogeników”.

Aronia w badaniach in vitro wykazała największy wpływ na „wymiatanie” wolnych rodników (stres oksydacyjny), co obrazuje ta grafika: 

 

Ma to kolosalne znaczenie dla utrzymania zdrowia (kancerogenezę, choroby układu sercowo-naczyniowego itd.).

Referencje:

BARBARA POSPIESZNA I wsp.  “Ergogenic effects of dietary nitrates in female swimmers”http://www.wbc.poznan.pl/dlibra/docmetadata?id=383206&from=publication

Keisuke Sonoda, Wataru Aoi,corresponding author Tomoaki Iwata, and Yanmei Li “Anthocyanin-rich Aronia melanocarpa extract improves body temperature maintenance in healthy women with a cold constitution”https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3843504/

E. Mutschler "Farmakologia i toksykologia", WYDANIE III

Barbara Malinowska, Hanna Kozłowska, Agnieszka Zakrzeska, Grzegorz Kwolek „Receptory β-adrenergiczne w układzie krążenia.Udział niewrażliwych na propranolol receptorówβ-adrenergicznych w regulacji układu krążenia“.

Farmakoterapia otyłości http://www.farmakologia.ump.edu.pl/attachments/article/7/Leki_otylosc.pdf

Trusova VK, Davydov AF. [The relationship between temperature adaptation and the effect of noradrenaline on central control of thermoregulation]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1201798

Graham AD, Christopherson RJ. „Effects of adrenaline and noradrenaline on the heat production of warm- and cold-acclimated sheep.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7296400

Johnson DG, Hayward JS, Jacobs TP, Collis ML, Eckerson JD, Williams RH. „Plasma norepinephrine responses of man in cold water.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/911386

Nieto Jimenez C1, Cajigal Vargas J2, Triantafilo Vladilo VS3, Naranjo Orellana J4. “Impact of Hypothermic Stress During Special Operations Training of Chilean Military Forces”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29425375