Nitratrik mat kan förbättra musklernas funktion. Däremot bör man undvika kosttillskott med höga halter av antioxidanter. Antioxidanter gynnar knappast muskelfunktionen och kan försämra effekten av uthållighetsträning.

Populära kosttillskott med antioxidanter påstås bland annat snabba på musklernas återhämtning efter träning. I våra studier ser vi däremot inga positiva effekter av antioxidanter på återhämtningen. Tvärtom ändras mekanismerna bakom musklernas långsamma återhämtning, vilket kan motverka positiva träningseffekter.

Skelettmusklernas förmåga att återhämta sig efter ett hårt muskelarbete har stor betydelse i en mängd idrottsliga sammanhang. Återhämtningen är avgörande i tävlingar som pågår under flera dagar, till exempel cykellopp som Tour de France eller orienteringens O-Ringen. Snabb återhämtning är också betydelsefull under högsäsong i fotboll och ishockey med 2-3 matcher per vecka.

Under perioder av hård träning leder en långsam återhämtning till att idrottare måste begränsa mängden eller intensiteten i träningen. Man hamnar lätt i en svår balansgång mellan hur mycket man törs träna för att nå önskad effekt utan att gå över gränsen för överträning.

Långvarig kraftminskning

En långsam återhämtning visar sig ofta som en kvardröjande känsla av allmän svaghet i de muskler som använts – man känner sig till exempel tung i benen. Den maximala muskelstyrkan är inte påtagligt nedsatt men normala rörelser kräver en ökad viljemässig ansträngning.

I försökssituationer med elektrisk stimulering av muskler ser man en minskad kraftutveckling framför allt vid låga stimuleringsfrekvenser. Denna typ av långsam återhämtning påvisades första gången för nästan 40 år sedan av Richard Edwards och medarbetare.¹ Forskarna följde kraften i försökspersoners hand- och lårmuskler efter uttröttning och visade att kraften vid låg stimuleringsfrekvens (20 Hz) fortfarande kunde vara sänkt ett dygn efter ansträngningen.

Noterbart är att vid de flesta vanliga rörelser aktiverar nervsystemet våra muskler med låga frekvenser där förhållandet mellan kraft och frekvens är brant.² Detta innebär att man kan kompensera kraftminskningen genom att öka frekvensen, men det kräver en större viljemässig ansträngning.

Fria radikaler är viktiga

Intresset för att hitta metoder för att snabba på återhämtningen är stort. Ett ökat intag av antioxidanter påstås vara ett effektivt sätt att optimera muskelfunktionen och påskynda återhämtningen, men det vetenskapliga stödet för detta påstående är svagt och många studier visar att det faktiskt kan vara precis tvärtom.³

Antioxidanter neutraliserar fria syre- och kväveradikaler. Dessa radikaler är högreaktiva ämnen som reagerar med viktiga komponenter i celler, bland annat proteiner och fettet i cellmembranen. En långvarig ökning av fria radikaler skadar celler och kan till och med leda till celldöd. Kortvariga ökningar av fria radikaler är däremot en viktig signaleringsväg i celler och stimulerar till anpassning för att möta ändrade krav.

Träning ökar fria radikaler

Uthållighetsträning går bland annat ut på att man med energimässigt ansträngande muskelarbete ökar muskelcellernas energimetabola kapacitet. Under denna typ av träning ökar muskelcellernas produktion av fria syreradikaler. Cellernas kraftverk, mitokondrierna, har länge betraktats som de viktigaste producenterna av fria syreradikaler i arbetande muskler, men resultat från senare tid visar att även andra källor kan vara betydelsefulla.⁴

Under energimässigt ansträngande arbete ökar även produktionen av kväveoxid, en fri kväveradikal som framför allt produceras från aminosyran arginin via enzymet kväveoxidsyntas. Kväveoxid kan reagera med den primära fria syreradikalen, superoxid, varvid den mycket reaktiva radikalen peroxynitrit bildas.

Andra mekanismer vid styrketräning

Ren styrketräning innebär inte lika stora energimässiga påfrestningar på muskelcellerna som uthållighetsträning. Vid styrketräning dominerar istället mekanisk påfrestning och syftet är att musklerna ska bli starkare. På muskelnivå innebär anpassningen till styrketräning att muskelcellernas tvärsnittsyta ökar genom att man får fler parallella kraftproducerande trådar, myofibriller.

Styrketräning med ett stort inslag av ovana excentriska kontraktioner (muskelsammandragningar) orsakar en långvarig kraftsänkning framför allt vid låga stimuleringsfrekvenser. Denna typ av långsam återhämtning verkar framför allt bero på små skador i myofibrillerna.

En ökad produktion av fria syreradikaler kan förekomma vid ren styrketräning men hur detta sker och vad det har för konsekvenser är mer osäkert än vid uthållighetsträning.

Orsaker till långsam återhämtning

Som nämndes i inledningen har vi studerat mekanismerna bakom den långsamma återhämtningen efter en energimässigt hård ansträngning. Studierna är framför allt gjorda på isolerade muskelceller som tröttats med upprepade maximala kontraktioner. Kalciumjoner (Ca²⁺) frisätts inne i våra muskelceller när dessa aktiveras av en nervimpuls. Kalciumjonerna binder sedan till reglerprotein och kontraktionen inleds. Anledningen till att vi använder isolerade muskelceller i våra försök är att vi samtidigt kan mäta både förändringar i Ca²⁺-koncentrationen och kraftutvecklingen.

Våra resultat visar att den långsamma återhämtningen vid låga stimuleringsfrekvenser kan orsakas av två olika problem: minskad Ca²⁺-frisättning eller nedsatt Ca²⁺-känslighet.⁵ Vilket problem som dominerar beror på cellernas hantering av fria syreradikaler. I vanliga muskelceller är den dominerande orsaken en försämrad Ca²⁺-frisättning.⁶

Ett ökat försvar mot fria radikaler har alltså inga positiva effekter på kraftåterhämtningen efter uttröttning. Det enda som händer är att man flyttar från ett problem till ett annat.

Problemet är istället nedsatt känslighet för kalciumjoner i genetiskt modifierade muskelceller där mitokondrierna har en ökad kapacitet att omvandla den primära fria syreradikalen superoxid till den mindre reaktiva molekylen väteperoxid.⁷ I försök där vanliga muskelceller badades i en lösning med antioxidanter flyttades problemet med långsam återhämtning också från försämrad Ca²⁺-frisättning till nedsatt Ca²⁺-känslighet.⁸

Skapar nya problem

Ett ökat försvar mot fria radikaler, vare sig det beror på förändringar inne i muskelcellerna eller utifrån tillförda antioxidanter, har alltså inga positiva effekter på kraftåterhämtningen efter uttröttning. Det enda som händer är att man flyttar från ett problem till ett annat.

En omedelbar fråga är då: Spelar det någon roll vad problemet är? Svaret är sannolikt: Ja, det gör det. En försämrad Ca²⁺-frisättning vid kontraktion är ofta kopplad till ökat Ca²⁺-läckage i vila. En långvarig ökning av kalciumjoner i vila stimulerar till mitokondrienybildning och ökad uthållighet.⁹ Däremot leder en nedsatt Ca²⁺-känslighet sannolikt inte till några betydelsefulla anpassningar i muskelcellerna.

Ett flertal studier har visat att effektiv behandling med antioxidanter till stor del tar bort positiva effekter av uthållighetsträning.^10-12 Mekanismen kan vara att antioxidanterna motverkar läckaget av kalciumjoner och därmed förhindrar positiva anpassningar i muskelcellerna.

Nitrat ökar muskelkraften

Ett tillskott av nitrat ger istället motsatt effekt. Vi har nyligen visat att det ökar kraftutvecklingen vid låga stimuleringsfrekvenser. Orsaken är en ökad frisättning av kalciumjoner i muskelcellerna.¹³ Stora mängder nitrat finns naturligt i ett flertal grönsaker, till exempel spenat, rödbetor och grönsallad.

I vår studie använde vi möss som fick vatten med ökad nitrathalt. Våra resultat bekräftades i en nyligen publicerad studie där försökspersoner fick ett tillskott med rödbetsjuice. Efter sju dagar uppmätte forskarna en ökad kraftproduktion, framför allt vid låga stimuleringsfrekvenser.¹⁴

I vår kropp kan nitrat omvandlas till den fria radikalen kväveoxid och effekten av ett ökat nitratintag beror sannolikt på en ökning av kväveoxid.¹⁵ Detta är alltså ytterligare en situation där fria radikaler kan leda till förbättrad muskelfunktion.