NITRATE ZUR VERBESSERUNG DER KOGNITIVEN LEISTUNG

Neben der traditionellen Beliebtheit einiger Nahrungsergänzungsmittel wie Proteinen, Kreatin oder Koffein gibt es andere, die trotz ihrer erwiesenen Wirksamkeit weniger bekannt sind (zumindest noch). Dies ist der Fall bei Nitraten, einem Nahrungsergänzungsmittel, das seit über einem Jahrzehnt im wissenschaftlichen Bereich seine Vorteile zeigt, aber erst vor einigen Jahren bei den Endverbrauchern im Sportbereich stark in den Vordergrund getreten ist.

Wie wir bereits in einem früheren Beitrag erwähnt haben, basieren Nitrat-Nahrungsergänzungsmittel ihre Wirksamkeit auf der Fähigkeit, Stickstoffmonoxid zu stimulieren, eine Substanz, deren Hauptwirkung die Vasodilatation ist (d.h. die Förderung des Blutflusses und damit die Sauerstoffversorgung des Gewebes).¹ Diese Wirkung hat wichtige Effekte auf Muskellevel, und tatsächlich hat die Nitrat-Supplementation gezeigt, die Leistung zu verbessern bei verschiedenen Arten von Übungen, sowohl Ausdauer als auch Kraft oder Leistung.^{2 3}

Nitrate und kognitive Leistung in der Allgemeinbevölkerung

Diese Vasodilatation könnte jedoch nicht nur auf muskulärer Ebene, sondern auch auf zerebraler Ebene auftreten und so den zerebralen Blutfluss und die Sauerstoffversorgung von Geweben, die an kognitiven Aktionen beteiligt sind, wie z.B. der frontale Kortex, verbessern. Dies ist die Grundlage, auf der zahlreiche Studien durchgeführt wurden, um die potenziellen Vorteile der Nitrat-Supplementation auf die kognitive Leistung zu bestätigen, wobei vielversprechende Ergebnisse erzielt wurden. Zum Beispiel zeigte eine Studie vor fast zehn Jahren an 30 Teilnehmern mit einem Durchschnittsalter von 60 Jahren, dass eine Langzeit-Supplementation (10 Wochen) mit zwei verschiedenen Nitratdosen (80 oder 160 mg pro Tag) nicht nur einige körperliche Funktionstests wie die Handgriffkraft oder die Zeit bis zur Ermüdung in einem inkrementellen Test verbesserte, sondern auch die Zeit reduzierte, die zur Durchführung verschiedener kognitiver Funktionstests benötigt wurde (Abbildung 1).⁴

Abbildung 1. Die für die Durchführung eines kognitiven Funktionstests benötigte Zeit nimmt nach 10 Wochen Supplementation mit 80 oder 160 mg Nitraten pro Tag ab. Abbildung entnommen aus Justice et al.⁴

In einer ähnlichen Studie, die in diesem Fall an 40 jungen Menschen (18-27 Jahre) durchgeführt wurde, zeigten andere Autoren, dass eine Einzeldosis von 450 ml Rote-Bete-Saft (die 5,5 mmol Nitrate enthielt), die 90 Minuten vor kognitiven Tests eingenommen wurde, den zerebralen Blutfluss und die kognitive Leistung in einem der drei durchgeführten kognitiven Tests verbesserte. Genauer gesagt, in einem Test, bei dem ausgehend von einer Zufallszahl zwischen 800 und 999, zwei Minuten lang um jeweils 3 reduziert werden musste (Abbildung 2).⁵

Abbildung 2. Die akute Nitrat-Supplementation scheint die Anzahl der richtigen Antworten in einem Test der kognitiven Leistung zu verbessern. Abbildung entnommen aus Weightman et al.⁵

Nitrate und kognitive Leistung im Sport

Obwohl die oben genannten Studien an der Allgemeinbevölkerung durchgeführt wurden, könnten diese vielversprechenden Ergebnisse auch im Sport von großer Relevanz sein. Während in einigen Sportarten die kognitiven Anforderungen nicht übermäßig hoch sind, kann in anderen, wie Mannschafts-, Kampf- oder Racketsportarten, die kognitive Komponente ebenso entscheidend sein wie die körperliche. Die schnellstmögliche richtige Entscheidung trotz hoher Ermüdungsniveaus kann in zahlreichen Aktionen zum Erfolg führen, und angesichts der oben genannten Ergebnisse könnten Nitrate in dieser Hinsicht viel zu sagen haben.

Diese Hypothese bestätigend, zeigte eine Studie an 16 Mannschaftssportlern, dass die akute Supplementation mit 12,8 mmol Nitraten über 7 Tage nicht nur die Leistung während eines intermittierenden Sprinttests verbesserte, sondern auch kognitive Marker wie die Reaktionszeit während dieses Tests verbesserte, insbesondere in der zweiten Hälfte, wenn bereits Ermüdung vorhanden war (Abbildung 3).³ Es ist jedoch wichtig zu erwähnen, dass nicht alle Studien Vorteile gefunden haben. Zum Beispiel zeigte eine Studie an 15 Frauen, die an Mannschaftssportarten teilnahmen, dass die Supplementation mit einer Einzeldosis Nitrate (12 mmol) weder die körperliche noch die kognitive Leistung vor oder nach einem intermittierenden inkrementellen Test (dem Yo-Yo-Test) verbesserte,⁶ obwohl die Tatsache, dass sie mit einer Einzeldosis supplementierten, diese Ergebnisse teilweise erklären kann.

Abbildung 3. Die Nitrat-Supplementation (schwarze Balken) verringert die Reaktionszeit im Vergleich zur Placebo-Supplementation (graue Balken) während eines intermittierenden Sprinttests, insbesondere in der zweiten Hälfte des Tests. Abbildung entnommen aus Thompson et al.³

Fazit

Die gefäßerweiternde Wirkung von Nitraten könnte nicht nur den Blutfluss zu den Muskeln, sondern auch zum Gehirn erhöhen. Obwohl die Evidenz nicht einheitlich ist,⁷ zeigen verschiedene Studien, dass die Nitrat-Supplementation die kognitive Leistungsfähigkeit sowohl in der Allgemeinbevölkerung als auch bei Sportlern verbessern kann. Bei letzteren kann die Fähigkeit, schnell die richtigen Entscheidungen zu treffen, der Schlüssel zum Erfolg sein. Es bedarf noch weiterer Studien, um die effektivste Form der Supplementation zu bestätigen, obwohl im Allgemeinen zu beobachten ist, dass langfristige Supplementierungen (z. B. 7 Tage) größere Vorteile bringen können als die akute Supplementation mit einer Einzeldosis.

Clifford (2018) Insgesamt kein Effekt, aber Zusammenhang zwischen Interventionsdauer und Verbesserung des zerebralen Blutflusses. Umfasste 18 Studien (13 zur kognitiven Funktion und 8 zum Blutfluss). Teilnehmer im Alter von 21 bis 73 Jahren. Gaben 3 bis 13 mmol/Tag (Durchschnitt 7). Verwendeten sehr unterschiedliche Methoden (von Reaktionszeiten bis zu Gedächtnisübungen).

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Referenzen

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2. Gao C, Gupta S, Adli T, et al. The effects of dietary nitrate supplementation on endurance exercise performance and cardiorespiratory measures in healthy adults: a systematic review and meta-analysis. J Int Soc Sports Nutr. 2021;18(1):1-11. doi:10.1186/s12970-021-00450-4
3. Thompson C, Wylie LJ, Fulford J, et al. Dietary nitrate improves sprint performance and cognitive function during prolonged intermittent exercise. Eur J Appl Physiol. 2015;115(9):1825-1834. doi:10.1007/s00421-015-3166-0
4. Justice JN, Johnson LC, DeVan AE, et al. Improved motor and cognitive performance with sodium nitrite supplementation is related to small metabolite signatures: A pilot trial in middle-aged and older adults. Aging (Albany NY). 2015;7(11):1004-1021. doi:10.18632/aging.100842
5. Wightman EL, Haskell-Ramsay CF, Thompson KG, et al. Dietary nitrate modulates cerebral blood flow parameters and cognitive performance in humans: A double-blind, placebo-controlled, crossover investigation. Physiol Behav. 2015;149:149-158. doi:10.1016/j.physbeh.2015.05.035
6. Tan R, Merrill C, Riley CF, et al. Acute inorganic nitrate ingestion does not impact oral microbial composition , cognitive function , or high ‑ intensity exercise performance in female team ‑ sport athletes. Eur J Appl Physiol. 2024;(3). doi:10.1007/s00421-024-05552-w
7. Clifford T, Babateen A, Shannon OM, et al. Effects of inorganic nitrate and nitrite consumption on cognitive function and cerebral blood flow: A systematic review and meta-analysis of randomized clinical trials. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019;59(15):2400-2410. doi:10.1080/10408398.2018.1453779