硝酸塩サプリで筋力アップ 〜ついにサプリの効果が直接的に示された〜

最新の研究は衝撃的だ。

ビーツは運動能力を高めるエルゴジェニックエイドとして数々の研究対象となってきた。

今回標識硝酸カリウム（K15NO3）を用いて初めて経口で摂取した硝酸塩（いわゆるNO系サプリ）が筋肉中にしっかり取り込まれ、筋力も7％アップすることが確認されたのだ。

経口サプリ　→　筋肉　→　パフォーマンスアップ

という機序が分子的に疑う余地なく観察されたことの意義は非常に大きい。

下に研究本文のみの翻訳を貼っておく。CC BY 4.0

Reference

Kadach, Stefan, Ji Won Park, Zdravko Stoyanov, Matthew I. Black, Anni Vanhatalo, Mark Burnley, Peter J. Walter et al. "15N‐labelled dietary nitrate supplementation increases human skeletal muscle nitrate concentration and improves muscle torque production." Acta Physiologica (2023): e13924.

『15N標識食事性硝酸塩の補給は、ヒト骨格筋の硝酸塩濃度を高め、筋トルク産生を向上させる』

1 イントロダクション

シグナル伝達分子である一酸化窒素（NO）は、正常な生理機能の維持に不可欠である。1, 2 NOは反応性が高く、半減期が比較的短いため、継続的に合成されないと、この分子の持続的供給が損なわれる可能性がある。1 一酸化窒素合成酵素（NOS）が触媒となってL-アルギニンから生成した後、酸化されてより安定な代謝物の亜硝酸（NO2）と硝酸（NO3-）になりうる。NO2-とNO3-は、適切な生理的条件下（すなわち、低PO2）で還元されてNOを形成することができるため、現在ではNOの貯蔵形態と考えられている3。組織および全身のNOホメオスタシスは、これらの酸化（L-アルギニン-NO）と還元（O3-NO2-NO）の相補経路間の相乗関係によって調節されている。食事性NO3-摂取またはサプリメント摂取後、唾液、4-6血漿、7-9尿5、10、11、そして最近では骨格筋などの生体組織において[NO3-]と[NO2-]が上昇することがいくつかの研究で報告されています12-16 食事性NO3-摂取後の身体NOバイオ利用能増強は、生理学的にも治療的にも重要な効果が期待できる。17、18

骨格筋のNO3-は、NO3-から他の窒素含有種への代謝、NOSで生成されたNOのNO3-への酸化、筋と血液間のNO3-とNO2-交換（後者はシアリン15、19と塩化物チャネルによって促進）のバランスを常に反映している20。食餌性NO3-補給により筋の[NO3-]が上昇することが示されているが12, 14-16, 循環からの取り込みにより、外因的に供給されたNO3-がどの程度付加された結果であるかは不明である。食事性NO3-補給後の筋肉および他の組織における総[NO3-]に対する外因性NO3-と内因性生成NO3-の寄与率を決定することは、摂取されたNO3-の分布に関する重要な洞察を提供するだろう。急性食餌性NO3-摂取後にNOS活性が変化することは考えにくいが、摂取したNO3-が骨格筋や他の組織に取り込まれることを裏付ける決定的な証拠は、今のところない。

最近、齧歯類（大殿筋12、13）とヒト（外側広筋14、15）の両方で、筋[NO3-]が血中[NO3-]より高いという観察結果があり、この比較的高い筋[NO3-]が機能的に重要であるかもしれないという推測につながりました3）。骨格筋はNO3-の「貯蔵庫」として機能し、食餌性NO3-へのアクセスが制限された場合に、循環を介して他の組織でのNOバイオアベイラビリティを高めるために利用される可能性が示唆されている12、18、21 さらに、骨格筋はNO3-およびNO2-をNOに還元するために必要な酵素機構（すなわち, したがって、筋のNO3-および/またはNO2-貯蔵量は、収縮活性、血流分布、ミトコンドリア呼吸の調節を含む筋機能において重要であり、特に運動中はPO2およびpHの低下によりNO3-およびNO2-が還元されNO産生が促される可能性があります3,22。 3 筋肉 [NO3-] は、少なくとも事前の食事による NO3- 補給によって上昇した場合、運動中に低下することが報告されているが、筋 [NO3-] の上昇自体が運動パフォーマンスに及ぼす影響については、これまで明らかにされていなかった。

本研究の目的は、安定同位体トレーサー（K15NO3）を用いて、摂取した食事性NO3-の安静時および運動後の分布および代謝の運命を明らかにすることである。骨格筋およびその他の組織における[NO3-]および[NO2-]に対する外因性供給と内因性生成NO3-の相対的寄与を明らかにするため、化学発光を用いてNO3-およびNO2-の絶対濃度を、高速液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析（UPLC-MS/MS）によって15Nラベル化NO3-およびNO2-比率を測定しました。我々は、K15NO3トレーサーの摂取により、骨格筋[NO3-]が著しく増加し、この増加は、変化しない基礎[NO3-]に標識NO3-が付加された結果であると仮定した。また、筋[NO3-]の上昇は、最大運動課題中の骨格筋のパフォーマンスを促進し、相関があると仮定した。

2 結果
2.1 安静時の摂取したNO3-の分布状況
2.1.1 骨格筋の［NO3-］と［NO2-］について

全骨格筋[NO3-]は、1時間後にベースラインより上昇し（35±9から147±71nmol/g、p<0.001）、その後わずかに低下したがNO3-摂取後3時間ではベースラインに比べて上昇したままだった（105±41nmol/g、p < 0.001）（ 図 1A）．15N標識筋[NO3-]は、1時間後（100±63nmol/g、p<0.001）および3時間後（50±25nmol/g、p<0.001）ともにベースラインより上昇し、1時間後の値は3時間後の値より高かった（p<0.05）。内因性（すなわち非標識）筋[NO3-]は、1時間ではベースラインより増加しなかったが（47±16nmol/g）、3時間ではベースラインより高くなった（55±21nmol/g、p<0.05）。NO3-摂取後の総筋肉[NO2-]には変化がなかった（図1B）。15N標識筋[NO2-]は1時間でベースラインより大きく（0.12 ± 0.14 nmol/g、p < 0.05）、3時間で高くなる傾向があったが（0.40 ± 0.54 nmol/g、p = 0.05）、非標識筋[NO2-]には変化が見られなかった。

詳細は画像に続くキャプションに記載

平均±SD骨格筋［NO3-］（パネルA）及び［NO2-］（パネルB）、血漿［NO3-］（パネルC）及び［NO2-］（パネルD）、唾液［NO3-］（パネルE）及び［NO2-］（パネルF）並びに尿［NO3-］（パネルG）及び［NO2-］（パネルH）、K15NO3摂取以前（0時間）と摂取後1時間と3時間において（12． 8 mmol NO3-; ~1300mg）を摂取する前（0-h）と摂取後1-hと3-hに、[NO2-]（パネルH）を表示した。バーの高さは総濃度を表し、非標識NO3-と15N標識NO2-の割合はそれぞれ青色と赤色で示されている。a：0時間後に比べて有意な差（p < 0.05）。b：1時間後と3時間後に比べて有意な差（p < 0.05）。黒文字、青文字、赤文字はそれぞれ、全反応、非反応、15N標識のデータ間の比較を示す。


2.1.2 血漿 [NO3-] と [NO2-] の比較

総血漿[NO3-]は、NO3-摂取後1-時間および3-時間の両方でベースラインより上昇し（29±6から451±46および431±48nmol/gへ、それぞれp＜0.001）、1-時間および3-時間の間に差はなかった（図1C）。15N標識血漿［NO3-］は、1時間（423±45nmol/g；p＜0.001）および3時間（405±45nmol/g；p＜0.001）でベースラインよりも増加した。非標識血漿［NO3-］は、1時間ではベースラインと差がなかったが（28±6から28±5nmol/g）、3時間ではベースラインより低かった（27±6nmol/g；p＜0.05）。血漿中の総[NO2-]は、1時間後（0.13 ± 0.02 から 0.29 ± 0.07 nmol/g; p < 0.001） と3時間後（0.47 ± 0.14 nmol/g; p < 0.001 ）でベースラインより大きく、3時間後の値は1時間後（p < 0.01 ）より大きくなりました （図1D）。15N標識［NO2-］は、1時間（0.08±0.04nmol/g、p＜0.001）および3時間（0.21±0.10nmol/g、p＜0.001）でベースラインより大きく、3時間後の値は1時間後より大きかった（p＜0.05）。非標識血漿[NO2-]も1時間後（0.12 ± 0.02 から 0.20 ± 0.03 nmol/g、p < 0.001）、3時間後（0.26 ± 0.05 nmol/g、p < 0.001） にベースラインを上回る上昇を示し、1時間後に比べて3時間後の値は大きかった（p < 0.05）．


2.1.3 唾液中の［NO3-］と［NO2-］について

唾液中の総[NO3-]は、NO3-摂取後1時間および3時間のいずれにおいてもベースラインより増加した（ベースライン：194±182；1時間：14364±5782）。14364 ± 5782; 3-h: 16536 ± 8300 nmol/g、いずれもp < 0.001）、1-時間後と3-時間後の間に差はなかった（図1E）。15N標識および非標識唾液[NO3-]は、1-時間および3-時間でともにベースラインより大きくなった。総唾液［NO2-］は、1-および3-hの両方でベースラインよりも増加した（ベースライン：229±213；1-h：2530±1775；3-h．3108±1460nmol/g；いずれもp＜0.001）（図1F）。15N標識唾液[NO2-]は1時間(p < 0.05)、3時間(p < 0.001)ともベースラインより大きかったが、NO3-摂取後の非標識唾液[NO2-]には変化がなかった。

2.1.4 尿中［NO3-］及び［NO2-］について

尿中総[NO3-]は、NO3-摂取後1時間（739±225から2567±1360nmol/g、p<0.05）および3時間（2466±1070nmol/g、p<0.001）でベースラインより大きく、1-3時間の間に差はなかった（図1G）。15N標識尿中[NO3-]は1-時間および3-時間でベースラインより大きかったが（p < 0.001）、非標識尿中[NO3-]はベースラインで1時間（p < 0.05） および3時間（p < 0.001 ）と比較して大きかった。総尿中[NO2-]は、1-hおよび3-hのいずれにおいてもベースラインと差がなかった（図1H）。15N標識尿中［NO2-］は、1時間後（p＜0.001）および3時間後（p＜0.05）にベースラインより大きくなった。一方、非標識尿中[NO2-]は、1-時間および3-時間においてベースラインより低かった（p < 0.05）。


2.1.5 血漿/筋肉[NO3-]および血漿/筋肉[NO2-]比

ベースラインでは、筋[NO3-]は血漿[NO3-]よりも大きかった（比0.8、血漿：28±6、筋：35±9 nmol/g、p < 0.05）。NO3-摂取後、その比は1時間で3.6（血漿：451±46、筋肉：160±63nmol/g、p＜0.001）、3時間で4.4（血漿：431±56、筋肉：111±39nmol/g、p＜0.001）に増加した。血漿／筋肉［NO3-］比は、1時間（p＜0.05）および3時間（p＜0.001）の両方で、ベースラインよりも大きかった（図2A）。ベースラインでは、血漿［NO2-］は筋［NO2-］より低かった（比0.18；血漿：0.13±0.02；筋：0.91±0.51 nmol/g；p＜0.05）。NO3-摂取後は、1時間で0.45（血漿：0.29±0.07、筋肉：0.69±0.23nmol/g、p＜0.001）、3時間で0.63（血漿：0.48±0.14、筋肉：0.94±0.48nmol/g、p＜0.05）であった。血漿/筋肉[NO2-]比は、1-hと3-hの両方でベースラインより大きかった（p < 0.01）（図2B）。

詳細は、画像に続くキャプションに記載

K15NO3サプリメント摂取前（0時間）、摂取後1時間および3時間の平均±SD血漿/筋肉（[NO3-]比（パネルA）および血漿/筋肉[NO2-]比（パネルB）a0時間との有意差（p < 0.05）。


2.2 運動中に摂取されたNO3-の代謝的運命

NO3-摂取により、プラセボと比較して、運動前の骨格筋［NO3-］、血漿［NO3-］と［NO2-］、唾液［NO3-］と［NO2-］が有意に増加した（p＜0.01）。


2.2.1 骨格筋[NO3-]および[NO2-]について

NIT条件では、対照脚（93±35nmol/g）、運動脚（71±40nmol/g；p＝0.09）ともに、運動前（105±41nmol/g）から運動後まで総筋肉［NO3-］は変化しなかった（図3A）。さらに、運動はPLA条件における総筋肉[NO3-]を変化させなかった（運動前：42±30 vs. 運動後：49±26 nmol/g）。15N標識［NO3-］は、運動脚では運動後に有意に低下したが（運動前：50±25 vs. 運動後28±21nmol/g；p＜0.05）、対照脚では変化しなかった（38±23nmol/g）、非標識筋［NO3-］に変化はなかった（図3A）。総筋肉［NO2-］および15N標識筋［NO2-］は、NITおよびPLAのいずれにおいても運動による変化はなかった（図3B）。非標識筋[NO2-]は、NITでは運動による変化はなかったが、PLAでは有意に増加した。

詳細は画像に続くキャプションに記載

K15NO3-サプリメント（NIT）またはプラセボ（PLA）のいずれかを摂取した後の運動プロトコル前（Pre）と後（Post）の平均±SD骨格筋［NO3-］（パネルA）と［NO2-］（パネルB）、血漿［NO3-］（パネルC）［NO2-］（パネルD）。NIT条件では、対照脚（Con）と運動した脚（Ex）の両方についてデータを表示した。バーの高さは総濃度を表し、非標識NO3-と15N標識NO2-の割合はそれぞれ青と赤で示されている。参加者個人の回答は各パネルに添えて示し、総回答は黒文字で示した。#NIT条件とPLA条件の間に有意な差がある（p < 0.05）；c運動前と有意に異なる（p < 0.05）。黒文字、青文字、赤文字はそれぞれ、全データ、非標識データ、15N標識データ間の比較を示す。


2.2.2 血漿［NO3-］と［NO2-］について

血漿中の総[NO3-]は、NIT条件では運動中に減少したが（運動前：431±48 vs. 運動後：411±42nmol/g；p < 0.05）、PLA条件では運動中の総[NO3-]に変化はなかった（図3C）。運動前のベースラインと比較して、15N標識血漿[NO3-]は運動後に低下したが（p < 0.05）、非標識血漿[NO3-]はNIT条件で運動後にわずかに増加した（p < 0.05）．血漿中の総[NO2-]は、NIT条件では運動中に減少したが（運動前：0.47 ± 0.14 vs. 運動後：0.41 ± 0.13 nmol/g、p < 0.05）、PLA条件では減少しなかった（図3）。NITでは、運動中の15N標識血漿[NO2-]に変化はなかった。運動前のベースラインと比較して、非標識血漿[NO2-]は、NITでは運動後に低下したが（p < 0.001）、PLAでは低下しなかった。


2.3 運動パフォーマンス

5分間オールアウト試験前に達成されたMVCピークトルクは266±95N/mおよび260±60N/mであり、この収縮中に持続した平均トルクはPLおよびNITでそれぞれ221±83N/mおよび220±49N/mとなった．5分間オールアウト試験の前に行ったMVCで達成された膝伸筋の随意的な活性化は、PLAとNITでそれぞれ91±8%と91±5%であった。ベースラインのMVCピークトルク、平均トルク、および随意筋の活性化は、条件間で差がなかった。PLA条件とNIT条件の比較を容易にするため、すべてのトルクプロファイルは、その後、PLA条件で達成されたMVC値（MVCPL）に正規化した。


2.3.1 5分間テストトルクプロファイル

5分間のテストにおける各収縮時のピークトルクと全参加者の平均トルクのプロファイルを図4に示す。PLA試験では、正規化ピークトルクは最初の収縮時の90±9％MVCから最後の収縮時の40±10％MVCまで低下した（p＜0.001）。正規化ピークトルクの全体的な低下は、NIT（-52±15%）とPLA（-55±20%）の間で有意差はなかった。60回のMVCを通じた平均トルクまたはトルクインパルスの全体的な低下については、PLA条件とNIT条件の間に有意差はなく、CTまたはCT以上のインパルスについても差は認められなかった（表1）。


詳細は、画像に続くキャプションに記載

5分間のオールアウト試験を構成する60回の最大等尺性収縮におけるプラセボ（開丸）およびNO3添加（黒丸）条件の平均±SDピーク（パネルA）および平均トルク（パネルB）。すべての収縮は、プラセボ条件下で行われたベースラインの最大随意筋収縮に正規化した。#90秒間の平均ピークトルクはプラセボと比較して有意差がある傾向（p = 0.05） aピーク平均トルクはプラセボと比較して高い傾向（p = 0.06）。*平均トルクは、90秒の時間ビンにおいてプラセボと比較して有意に異なる（p < 0.05）。

表1. プラセボおよび硝酸塩摂取後の5分間オールアウトテストにおけるグループ平均±SDの運動パフォーマンスおよび神経筋機能
    プラセボ 硝酸塩 p値
ピークトルク（N・m） 252±73 268±78 0.23
ピークトルク（%MVCPL） 98 ± 5 105 ± 12 0.15
限界トルク（N・m） 82 ± 16 87 ± 17 0.17
臨界トルク (%MVCPL) 32 ± 7 33 ± 8 0.68
臨界トルク以上のインパルス（N・m・s） 8147±2893 8469±3268 0.58
総トルクインパルス（N・m・s） 23 622±4829 24 942±5111 0.11
運動終了時随意運動量(%) 75±18 79±15 0.25
運動終了時の電位差二重奏反応（N・m） 40±12 39±16 0.71



試験の最初の90秒間に、参加者はPLA（83±6％）と比較して、NIT（90±13％）で有意に高い平均平均トルク％MVCPLを発生した（p＜0.05）。また、PLAと比較してNITでは、平均ピークトルク％MVCPL（p = 0.05）およびピーク平均トルク％MVCPL（p = 0.06）が高くなる傾向があった（図4）。

5分間オールアウト試験中の各評価時点における全参加者の増強ダブレット反応と随意的活性化を図5に示す。PLA試験では、増強されたダブレット応答は、最初の収縮時の88±11Nmから最後の収縮時の40±12Nmに減少した（p＜0.001）。この全体的な減少は、PL（-54±15％）とNIT（-55±17％）の間で有意差はなかった（p＞0.05）。5分間のオールアウトテスト（図1B）において、随意的な活性化が時間経過とともに変化したが（p < 0.05）、PLとNITの間に差はなかった。

詳細は、画像に続くキャプションに記載

5分間オールアウト試験におけるプラセボ（開丸）およびNO3添加（黒丸）条件での平均±SD増強二重奏反応（パネルA）および随意運動量（パネルB）。

2.3.2 筋肉および血漿の［NO3-］および［NO2-］と運動能力との関連性

ベースライン時、総筋肉［NO3-］と筋肉［NO2-］、総血漿［NO3-］と血漿［NO2-］の間には、有意な相関は認められなかった。さらに、筋肉［NO3-］と血漿［NO3-］、筋肉［NO2-］と血漿［NO2-］の間にも有意な相関は見られなかった（いずれもP＞0.05）。ベースラインからNO3-摂取後3時間までの総筋肉［NO3-］の増加率は、ベースラインの総筋肉［NO3-］とは相関がなかったが、総血漿［NO3-］の増加率とは相関があった（r = 0.77, p < 0.001）．ベースラインから3時間後までの総筋肉[NO3-]の増加率は、運動中の減少の大きさと相関があった（r = 0.68, p < 0.001）．運動中、総筋肉[NO3-]の減少率は、総血漿[NO3-]の減少率（r = 0.52, p < 0.05） と相関し、同時に総筋肉[NO2-]（r = 0.46, p < 0.05） と血漿 [NO2-] （r = 0.75, p < 0.001) の増加率も相関しました。これらの総筋肉[NO3-]の変化率は、NO3-摂取後（r = 0.92, p < 0.001）および運動中（r = 0.89, p < 0.001）の両方で15N標識筋[NO3-]の変化率と密接に関わっています。

NO3-摂取後および運動中の総筋肉［NO3-］または［NO2-］の変化は、運動パフォーマンス変数と相関がなかった。しかし、運動前の15N標識筋[NO3-]は、5分間テストの最初の90秒間のピークトルク%MVCPL、平均トルク%MVCPL、ピーク平均トルク%MVCPL、平均トルク%MVCPLと相関があった（r = 0.63-0.69, all p < 0.01）．さらに、運動中の15N標識筋[NO3-]の絶対減少量が大きいほど、ピーク平均トルク%MVCPL（r = 0.71、p < 0.001）および5分間テストの最初の90秒間における平均トルク%MVCPL（r = 0.62, p < 0.01）が大きくなることが有意に相関していることが示された。一方、運動中の血漿中[NO3-]および[NO2-]の総量および15N標識の変化と運動能力との間には、有意な相関は見られなかった。

3 考察

安定同位体トレーサー（K15NO3）を用いて、摂取した食事性NO3-の安静時の分布と運動時の代謝運命を明らかにした。本研究の主な結果は、以下の通りであり、我々の仮説を裏付けるものであった。(1) 食餌性NO3-は摂取後1時間以内に骨格筋に蓄積し、基礎（非標識）[NO3-]に変化がないにもかかわらず、全筋[NO3-]を上昇させる。 (2) プラセボと比較して、食事性NO3-摂取は、膝伸筋の間欠的等尺MVCを含む5分間運動試験の最初の〜90秒にわたってピークおよび平均トルク生成を強化することになる。3）トルク産生の向上は、運動前の15N標識筋NO3-レベルおよび運動中の15N標識筋NO3-減少の両方と有意な相関があった。これらの結果から、食餌性NO3-摂取による筋[NO3-]の急性上昇により、筋収縮能が向上することが初めて示された。

3.1 摂取したNO3-が安静時にどのように分布するか

いくつかの先行研究では、組織および体液（例えば、骨格筋、血漿、唾液、尿）の［NO3-］および／または［NO2-］が食事性NO3-補給後に増加することが示されており5、7、8、13-16、この増加に直接責任があるのは摂取したNO3-であると仮定されてきた。しかし、NO3-はNOS活性23にも由来しており、食事性NO3-が組織内の[NO3-]と[NO2-]の増加の原因であるという明確な証拠はない。本研究では、安定同位体トレーサー（K15NO3）を使用して、摂取された食事性NO3-の分布を決定した。そのために、標準的な化学発光を用いて骨格筋、血漿、唾液、尿中の[NO3-]と[NO2-]の絶対値を測定し、UPLC-MS/MSを用いて同じ組織と体液中の15NO3-と15NO2-を割合で測定することにしました。その結果、食事によるNO3-補給後の組織や体液の[NO3-]と[NO2-]の上昇は、ほとんど外来性のNO3-が体内に導入された結果であることが分かりました。

食事性NO3-補給後の[NO3-]のベースラインからの変化のプロファイルは、筋肉、血漿、唾液、尿で広く類似しており、急速なダイナミクス（すなわち、NO3-摂取後1時間以内に有意な増加）、3時間後に[NO3-]が上昇したままである。これらの結果は、以前の報告と一致している。5, 6, 8, 11, 16, 24 興味深いことに、1時間後、15N標識NO3-は、血漿、唾液、尿に存在する総NO3-のそれぞれ94%、96%、89%を占めていたが、筋肉中の総NO3-は68%に過ぎない。これは、NO3-摂取後の血漿中のNO3-に比べ、筋肉中のNO3-の変化が比較的小さいというこれまでの知見と一致し15, 16、シアリントランスポーターやクロライドチャネルの飽和など、NO3-の筋肉への侵入に対する障壁が存在することを示唆していると思われる15, 19, 20。

前回の研究16と同様に、NO3-摂取後1時間または3時間で、唾液中の総[NO2-]と血漿中の総[NO2-]が有意に増加したが、筋肉中の総[NO2-]と尿中の総[NO2-]には変化がなかった。唾液と血漿[NO2-]の時間的プロファイルは、摂取したNO3-が腸管循環に入り、唾液腺で濃縮され、飲み込まれて血流に入る前に口腔微生物叢でNO2-に還元されて血漿[NO2-]が増加するという硝酸塩-亜硝酸塩-窒素経路の理解に合致するものである。 2 唾液中の総[NO2-]の増加は、すべて15N標識[NO2-]の増加によるものであるのに対し、血漿中の総[NO2-]の増加は、標識および非標識[NO2-]の両方の増加によることが判明しました。NO3-摂取後の総筋肉[NO2-]の変化がないことは、我々の過去の研究結果と一致している。このような種間差の説明については、以前に議論したが16、ボーラス摂取（本研究）と飲料水によるNO3-の連続摂取の違いも含まれるかもしれない21。本研究では、筋肉全体の［NO2-］に変化はなかったものの、NO3-摂取後1時間で15Nラベル化［NO2-］に有意な増加が見られた。これは、局所的に15Nラベル化NO3-が減少するか循環からの吸収によるものかもしれない。

本研究で興味深い発見は、筋の総[NO3-]が1-3時間後に約29%減少したことである。これは、同じ急性NO3-摂取プロトコルで筋[NO3-]が同じ時間帯に変化しなかった我々の以前の研究とは対照的である16。さらに、筋[NO3-]の15N標識画分は100から50nmol/gに減少し、標識筋[NO2-]の有意ではない上昇によって反映されたが、筋の非標識画分は34から47nmol/gへと上昇したことがわかった。これらの経時的な変化は、摂取されたNO3-が筋肉内で継続的に「処理」され、NO2-や他の窒素含有代謝物に還元され、NOSを介したNO生成と「クロストーク」する可能性があることを示している25。しかし、15N標識NO3-摂取後の非標識血漿[NO2-]の増加という所見とともに、これらのデータの解釈は、標識および非標識NO3-とNO2-が筋肉と血流の間で移動し続ける可能性や、その逆があり、現在の実験モデルで定量できないことから複雑になっています。

ベースラインでは、骨格筋[NO3-]は血漿[NO3-]よりも大きく、血漿/筋[NO3-]比は約0.8であった。これは、げっ歯類12、13およびヒト14、15、cf.16における過去の知見と一致する。骨格筋と血漿の間のこのNO3-濃度勾配は、特に需要が高いときや食事からのNO3-摂取が制限されているときに、他の組織や器官でのNOの必要量を支えるために筋肉からのNO3-の輸送を可能にすると考えられている3、12、18、21 NO3-摂取後、1時間と3時間で血漿/筋肉［NO3-］比はそれぞれ3.6および4.4に増加し、ベースラインで明白だった筋肉/血漿NO3-濃度勾配を逆転させました。NO3-摂取直後は、血漿-筋NO3-勾配がマイナスであることから、筋NO3-獲得はシアリンやクロライドチャネルを介した積極的なNO3-輸送に依存していると考えられるが、その後血漿-筋NO3-勾配がプラスとなると血中から拡散を介して筋NO3-摂取も起こると思われる。今回の結果は、ヒトの場合、基礎状態（血漿/筋[NO2-]比0.18）およびNO3-摂取後（3時間後の血漿/筋[NO2-]比0.63）ともに筋[NO2-]が血漿[NO2-]よりかなり大きいという以前の報告16を裏付けるものである。ヒトにおけるこの実質的な筋肉から血漿へのNO2-濃度勾配は、げっ歯類で報告されたものとは異なっており12, 13、NO3-はより安定で、したがってNO貯蔵分子としての役割に適していると考えられるが3、ヒトではNO2-がこの目的に好まれている可能性がある16。

3.2 運動中に摂取されたNO3-の代謝的な運命

我々は、NO3-摂取による筋[NO3-]の上昇が、運動中の筋収縮活動を促進すると仮定した。ラットを用いたこれまでの研究では、運動中に筋[NO3-]が低下し、筋[NO2-]が上昇することが報告されており、これは血管拡張、ミトコンドリア呼吸、筋細胞収縮などのプロセスにおいて、NO3-からNO2-への還元が進み、NO生物活性をサポートするという結果を示しているかもしれません12、13 骨格筋にはXO、AO、MARC13、15、20などの硝酸および亜硝酸還元酵素があり、NO3-およびNO2-を介してNO産生のための「仕組み」を持っているとされていることが分かっています。ヒトでは、以前、高強度のサイクル運動中に筋[NO3-]が低下することが観察されたが、それはNO3-を事前に摂取して筋[NO3-]が上昇した場合のみであった15。本研究では、NO3-摂取が先行した場合には、運動中に総筋[NO3-]は有意に低下しなかった（p = 0.09）。運動様式や筋収縮レジメン（すなわち、高強度サイクリングと膝伸筋の最大随意収縮）の違いが、運動に対する筋 [NO3-] の反応にどの程度影響するかは不明である。

新規の重要な観察は、15N標識筋[NO3-]が運動中に有意に減少したのに対し、非標識筋[NO3-]には変化がなかったことである。このことは、最近摂取されたNO3-が筋肉に到達した後、ベースラインのNO3-貯蔵量よりも「アクセスしやすい」可能性を示唆しており、内因的に生成されたNO3-と外因的に供給されたNO3-は、少なくとも短期的には筋肉内で異なる貯蔵と処理が行われる可能性があるという興味深い見解を提起している。片側膝伸展運動という研究デザインの長所は、NO3-摂取後に運動した脚と運動していない脚（コントロール）の両方で［NO3-］の変化を調べることができることであった26。その結果、15N標識筋[NO3-]は運動した脚でのみ減少し、経過時間の影響を排除し、筋[NO3-]の変化には収縮活動が重要であることが明らかになりました。

NO3-またはプラセボ摂取後の運動中、全骨格筋[NO2-]は変化せず、我々の先行研究15と一致したが、運動後に増加したラットの先行研究13とは対照的である。NO3-摂取後に筋[NO2-]が増加しなかったという観察と合わせて考えると、食事や運動介入によってチャレンジする場合、人の筋 [NO2-]は比較的安定していると考えられる。この明らかな不変性は、筋NOのホメオスタシスを維持する上で重要であると推測されるかもしれない。しかし、筋肉中のNO2-の測定は技術的に困難であり、現在の方法論では[NO2-]の小さな変化を検出できない可能性があることを指摘しなければならない27。NO3-摂取ではなくプラセボ摂取後、運動前と比較して運動後の非標識筋肉[NO2-]に著しい増加があった。このことは、NOSを介したNO合成がNO3-摂取によって阻害された可能性を示唆している25。

血漿中の総[NO3-]は、NO3-摂取後の運動中にわずかに減少したが、プラセボ摂取後には減少しなかった。筋肉で観察されたパターンと同様に、15N標識血漿［NO3-］の有意な減少があったが、非標識血漿［NO3-］のわずかな増加も見られた。総血漿[NO2-]も、NO3-摂取後の運動中に減少した。これらの結果は、激しいサイクリングやランニングの運動中、特にNO3-補給後に血漿[NO2-]が著しく減少することを報告した先行研究と一致する。8, 15, 28 本研究の驚くべき発見は、15Nラベル[NO2-]が変化しなかったため、血漿[NO2-]が減少したのは、非ラベル化[NO2-]が低下したからだということだった。標識と非標識の血漿[NO3-]と[NO2-]の動態のこれらの違いが、体内区画間の動き、NOSとNO3- -NO2- -NO経路の相互作用、あるいは機能的意義を反映しているかどうかは、現時点では不明である。しかし、安定同位体トレーサーを用いた本研究では、NO3-摂取後の血中および筋中の基礎／内因性NO3-（および外因性NO2-）の時間変化のバランスについて重要な知見を得ることができました。

3.3 運動パフォーマンス

研究参加者は、膝伸筋の等尺性MVCを60回間欠的に（3秒収縮、2秒静止）行う5分間のオールアウトテストを行った29。このプロトコールにより、トルク発現の動的変化の測定と、疲労発現に対する中枢および末梢因子の寄与の評価が可能となった30。

その結果、NITとPLAの間で随意運動や電位差二重奏反応に差が見られなかったことから、中枢と末梢の疲労発現は条件間で同様であると考えられた。さらに、試験終了トルクや試験終了トルクを超えるインパルスにも差はなかった。しかし、試験の最初の90秒間（すなわち最初の18回の収縮）の筋収縮時に生じる平均トルクは、PLAと比較してNITの方が有意に大きかった。これらの結果は、急性NO3-摂取が、間欠的等尺性膝伸展運動中の中枢および末梢疲労の指標、あるいはtime-to-task-failureに有意な影響を及ぼさなかったと報告したある研究31とは対照的ですが、5日間のNO3-補給が動的膝伸展運動中の筋疲労発生速度を低下させ、time-to-task-failureを延長した別の研究32と一致しています。最近のメタ解析では、食事性NO3-サプリメントが、高強度運動中の骨格筋の力やパワーを増強する可能性が強調されています33。34 急激なNO3-摂取は、アイソキネティックダイナモメトリー35とスプリントサイクリング36のピークパワーを〜5％増加させるが、慢性（5〜6日）NO3-補給は、30秒サイクルスプリント37と5〜20mランニングスプリントのパフォーマンスを改善したことが報告されている38 食事のNO3-補給は、電気刺激の低周波での力生産の増加、力開発率の増加または力生産の低い代謝コストによって証明されるように、ヒト骨格筋の固有の収縮特性を高めるようにも見えます39 -41。

Hernandezら42は、マウスの速筋（遅筋は除く）において、7日間のNO3-処理により筋質遊離[Ca2+]が上昇し、50Hz以下の電気刺激で収縮力が増加することを報告した。本研究では、参加者に膝伸筋の最大等尺性収縮を5分間連続して行わせた。したがって、摂取したNO3-がII型筋線維47のCa2+の取り扱いと収縮力に特異的に作用することが、運動テストの最初の90秒間にPLAと比較してNITで観察されたトルク発生の改善に関与しているという仮説が成り立つかもしれない。この仮説は、速筋は遅筋よりも[NO2-]が大きいという最近の報告とも一致する48。実用的には、慣性を克服するため、または戦術的優位性を得るために、最大限の力生成速度とスタートからの加速を必要とするスポーツに取り組む選手は、食事によるNO3-補給が有益であると示唆された。しかし、NO3-摂取による力生成能力の向上は、身体的努力がより均等に配分される連続的または断続的な高強度活動においても有益である可能性がある。NO3-摂取が速筋繊維のNO3-およびNO2-含有量、Ca2+の取り扱い、収縮力に及ぼす具体的な影響については、さらなる研究が必要である。

本研究で重要な発見は、運動前の15N標識筋[NO3-]および運動中の15N標識筋[NO3-]の低下の大きさと5分間オールアウトテストの最初の90秒間の筋トルク生成の改善の両方に有意な相関があることであった。実際、本研究は、急性食餌性NO3-補給後の運動前および運動中の筋[NO3-]の動態が運動能力の向上に関連することを示した最初の研究である。興味深いことに、血漿[NO3-]または[NO2-]の変化と運動パフォーマンスとの間に相関はなく、食事性NO3-補給のエルゴジェニック効果には、NO3-の全身的上昇ではなく、筋肉局所的上昇が重要であるかもしれないということを示しています49、50急性に上昇した筋肉[NO3-]がより大きな筋トルク生成と関連しているというオリジナルの発見は、老化や疾患によって低下しているかもしれない人から、エリートアスリートに至るまでの幅広い人間の集団の機能成果を高めるための示唆を持つことがあります。

本研究では、摂取したNO3-の筋、血漿、唾液、尿、および差し引きで他の組織における比例分布を定量化することを試みることは目的ではなかった。そのためには、被験者の体組成、骨格筋量、ヘマトクリットおよび血漿量、総尿量を評価し、さらに外側広筋での測定に基づく全骨格筋におけるNO3-の分布の均一性についての仮定が必要となる。しかし、摂取されたNO3-の一部は、肝臓、心臓、腎臓、脳などの臓器に入ったであろうことに留意すべきである21。骨格筋におけるNO3-の濃度が比較的高く、骨格筋量が全身の50％を占めるという事実を考えると、骨格筋がNO3-の重要な貯蔵場所である可能性は明らかである3。この研究では、実験仮説に取り組むためにK15NO3- トレーサーを用いています。しかし、食事によるNO3-補給はビートジュースの形で行われることが多く、NO3-に富むビートジュースを摂取した場合に、我々の結果がどのように異なったものになったかは不明である。また、本研究では急性NO3-摂取を行ったが、数日または数週間にわたる長期的なNO3-補給が、本研究結果にどのような影響を与えたかも不明である。最後に、本研究は若い男性を対象としており、女性や高齢者が同様の反応を示すかどうかについては、さらなる研究が必要である。
4 材料と方法

この研究は、ヘルシンキ宣言の原則に則り、スポーツ・健康科学倫理委員会（University of Exeter）の承認を得た。本研究のリスクとベネフィットを十分に説明した上で、実験に参加する前に、本研究に登録したすべての参加者が書面による同意を与えた。

4.1 参加者

包含基準は、心血管系、呼吸器系、代謝系、筋骨格系の障害がなく、最大限の運動が禁忌である表向きの健康な男性および女性であった。除外基準は、抗菌性のマウスウォッシュや舌削り器の使用、栄養補助食品、血圧の薬、タバコの喫煙などであった。女性はこの研究に参加する資格があり、歓迎されるが、男性のみが志願した（n = 10、年齢：23±4歳、身長：1.80±0.07m、体重：87.7±8.5kg、BMI: 26.4±1.0kg/m2 ）。

4.2 実験デザイン

無作為化クロスオーバー試験において、参加者は、K15NO3トレーサー（NITグループ）の摂取を伴う2つの条件のいずれかに割り付けられた。12.8 mmol, ~1300 mg NO3-; 1 g/L, 99% 15N, CK Isotopes, Desford, UK）または等モルの塩化カリウム（KCl）プラセボ（PLA：ごくわずかな硝酸塩）を摂取した（図6）。参加者から採取する筋生検の数を最小限にするため、また、PLAを摂取しても骨格筋[NO3-]に変化がないことを以前に示したため15, 16、NIT条件では5回、PLA条件では2回の生検（運動前、運動後）を実施した。参加者には、2つの条件間で筋組織サンプルの数が異なるが、生検の数が多ければどちらの条件がNITでどちらの条件がPLAであるかを示さないように、グループ間でバランスをとることが告げられた。参加者の習慣的な食生活の潜在的なばらつきをコントロールするために、実験に先立ち、3日間の食事コントロール期間が設けられた。この期間は、NO3-とNO2-を多く含む食品のリストを提供し、それらの摂取を控えるよう求める最初の2日間と、NO3-を25～30mg含むコントロール食を提供する最終日からなる。実験期間は、最短で7日間、最長で10日間です。この期間は、NO3-補給後に筋肉の[NO3-]がベースライン値に戻るのに十分であることが示されている16。

詳細は、画像に続くキャプションに記載

サンプル採取のタイミングを含む実験プロトコルの概略図。

実験参加者は、午前7時30分に安静・絶食状態で実験室に到着した。到着後、参加者は所定の食事の遵守状況について一連の質問を受けた。最初の尿サンプルを採取した後、参加者はベッドに座らされ、残りのサンプル採取時間中、過度の動きを控えるよう要請された。その後、唾液サンプルを採取し、静脈カニューレを前肩甲骨窩に挿入して血液サンプルを採取した。筋生検の準備は、最初の血液サンプルが処理された後に完了し、その後、最初の筋組織サンプルが採取された。生検の後、低NO3-朝食（10gバター入りトースト2枚）を〜08：50に提供し、09：00にK15NO3トレーサーを140mlドリンクの形で摂取した。飲料は、訪問日の朝、分析グレードの秤で計量したK15NO3トレーサー（NIT、12.8mmol、約1300mg NO3-）またはKCl（PLA、無視できる硝酸塩）のいずれか1.31gを、140ml純水に溶かすことで作成した。参加者が飲み物を摂取する前に、粉体が完全に溶解していることを確認するために、容器を激しく揺すった。NITとPLAの飲料は、外観、におい、味において区別がつかないものであった。

その後の生物学的サンプルはすべて、サプリメントの摂取時間に関連して採取された。筋肉組織抽出の採取時間は、サプリメント摂取後1時間と3時間で、唾液と血液は筋肉採取の前に、尿は筋肉採取が完了した後に採取されました。NIT条件では、3時間の生検が「運動前」の生検を兼ねており、運動プロトコルに沿って、運動停止後20秒以内に生検を2回（両脚から1回）行った（図6）。PLA条件では、サプリメント摂取後3時間に1回（すなわち運動前）、運動プロトコルの終了後に2回（すなわち運動後）、生検を行っただけだった。各切開部位から最大2枚の生検を行った。

4.3 エクササイズ・プロトコル

運動プロトコルは、筋刺激による膝伸筋の等尺性最大随意収縮（MVC）を60回間欠的に行うものである（すなわち、Burnley29によって最初に説明された「5分間オールアウトテスト」）。プロトコルは、片脚を運動脚とし、もう片脚をコントロールとする片側性であった。

参加者は、Biodex System 3 isokinetic dynamometer (Biodex Medical Systems, Shirley, NY)の椅子に座り、メーカーの指示に従い較正を行った。利き脚はダイナモメータのレバーアームに取り付け、右大腿骨の外側上顆がレバーアームの回転軸の中心にくるように着座位置を調整した。被験者は、傾斜計で測定した股関節と膝関節の相対角度がそれぞれ85°と90°（完全伸展は0°）になるように座りました。下腿は、足首の上でベルクロのストラップを使ってレバーアームにしっかりと固定し、腰と肩にはストラップをしっかりと固定し、等尺性収縮中の余計な動きを防止した。導電性ゲルを塗布したカーボンラバー電極（12×10cm、EMS Physio、Oxfordshire、UK）を大腿前面に配置し、マイクロポアテープで固定した。陰極は、座位で前上腸骨棘から膝蓋骨上縁までの大腿長さの約30％の大腿正中線上に配置し、陽極は大腿動脈上に配置した。定電流・可変電圧刺激装置（Digitimer DS7AH, Welwyn Garden City, UK）を用いて一連の刺激を与え、その間に最適な電気刺激または「飽和点」が達成されるまで陽極を調整した。部位が確認できたら、マイクロポアテープで陽極を固定し、0.5kgの砂袋を上に乗せた。電圧を400Vに設定し、誘発される痙攣にプラトーが生じるまで電流を段階的に増加させた。その後、電流をプラトー電流の130%まで増加させ、これを用いてダブレット刺激（100μsパルス、10ms間隔）を与えた。参加者は、本実験の開始前に、実験セットアップと運動プロトコルに慣れた。

一連の亜最大収縮（推定MVCの50％で3回、75％で2回、90％で1回）を含むウォームアップの後、参加者は3回のMVCを行い、それぞれ3秒間持続して60秒間の休息で区切った。このうち2回目の収縮は、筋肉に電気刺激を与えながら行った。被験者には、カウントダウンと、トルクを最大にするための非常に強い言葉による励ましが与えられた。収縮開始1.5秒後に2連打を行い、3秒後に収縮を停止するよう指示し、収縮終了1秒後に再度2連打を行った。3回目のMVCの後、被験者は10分間休息した。

その後、60回の間欠的等尺性MVC（3秒の収縮と2秒の休息）を含む5分間のオールアウトテストを実施した。試験中、被験者は各収縮時にトルクを最大にするよう強く促されたが、経過時間や残りの収縮回数は知らされていなかった。筋電気刺激装置は、1回目、15回目、30回目、45回目、60回目の収縮時にダブレットを与えるようにトリガーされた。刺激は、これらの各収縮の1.5秒後と、各収縮の1秒後に照射した。

トルクデータは、Spike 2ソフトウェア（Cambridge Electronic Design Ltd., Cambridge, UK）を用いて分析した。簡単に言うと、潜在的な偽トリガーを除外するために、トルク軸上に水平カーソルを15N.mに設定し、各収縮の開始と終了を、水平カーソルと2つの追加の垂直カーソルとの間の交差点として定義した。次に、Spike 2ソフトウェアは、両方の試験（すなわち、NITおよびPLA）について、各3秒収縮のピークトルクおよび平均トルクを決定した。ピーク平均トルクは、最も高い平均トルクをもたらした3秒収縮として定義された。任意の時間ビン（5分間の試験全体または最初の90秒間など）について、各収縮中に生じたピークトルクと平均トルクを決定し、それぞれ平均ピークトルクと平均トルクを計算するために使用した。トルクインパルスは、トルク時間曲線の下の面積として計算した。増強ダブレットトルクは、収縮間のダブレット刺激後に達成されたピークトルクとして計算し、重畳ダブレットトルクは、収縮中の刺激直後のトルク増分として計算した。臨界トルク（CT）の推定値を提供する試験終了トルクは、5分間のオールアウト試験における最後の6回の収縮の平均値として操作的に定義された。自発的な活性化は、痙攣補間法を用いて決定した51。

4.4 サンプル採取

筋肉組織サンプルは、手動真空に適応した修正経皮Bergström針手順を使用して外側広筋から収集した52。血漿［NO3-］と［NO2-］を測定するための血液サンプルを採取するために、前立窩に挿入した静脈カニューレ（20G Insyte-WTMカニューレ；Becton Dickinson, Madrid, Spain）が用いられた。これらのサンプルは、リチウムヘパリンバキュテイナー（Becton Dickinson, NJ）に集められ、3300gで7分間、4℃で遠心分離された。抽出した血漿は、液体窒素に入れた後、-80℃のフリーザーに保存した。唾液の採取は、参加者が30mlの万能チューブ（Thermo Scientific™ Sterilin™、米国マサチューセッツ州）に唾液を排出する前に十分な唾液を生成できるように、2分間の時間を設けた。その後、唾液を採取して液体窒素に入れ、-80℃で保存した。尿サンプルは、別の容器（Kartell™; Milan, Italy）に集め、保存用にマイクロ遠心分離機チューブに分注した。

4.5 生体試料中の総[NO3-]および[NO2-]の測定

オゾンベースの気相化学発光は、キャリアガスとしてヘリウムを使用して、研究中に収集された生体試料中の[NO3-]と[NO2-]を定量化するために使用された（Sievers 280i Nitric Oxide Analyzer, GE Analytical Instruments, Boulder, CO, USA）。NOアナライザーに注入する前のサンプル処理の最初のステップは、血漿、尿、唾液サンプルにメタノールを加えることでした（体積比で1：2の割合）。これらを十分にボルテックスし、室温で30分間放置した後、4℃、11000gで5分間遠心分離した。その後、上清を回収し、分析装置の構成に注入した。硝酸塩または亜硝酸塩の分析には、それぞれ塩化バナジウム溶液または三ヨウ化物溶液を使用した。筋肉サンプルを秤量し、サンプルサイズ間の一貫性を確保するために処理し（〜40〜60mg）、NO2-保存溶液を添加し（K3Fe（CN）6、N-エチルマレイミド、水、ノニデートP-40）、次にサンプルはビーズホモジナイザー（Bertin Minilys、Bertin Instruments、フランス）を使用して一連の均質化ステップを経た。その後、筋肉[NO3-]および[NO2-]は、Parkらによって記述された方法を用いて測定した27。すべての組織について、上清の一部はUPLC-MS/MS分析（下記参照）に処理し、残りはNOAに使用した。

4.6 UPLC-MS/MSによる15NO3-または15NO2-割合の決定

UPLC-MS/MSでNO3-含有量を測定するために、すべてのサンプル中のNO3-をまず、以前に記載された53に若干の修正を加えたように、Aspergillus niger由来のバクテリア硝酸還元酵素（N7265、Sigma-Aldrich、セントルイス、MO、米国）により酵素的にNO2-に還元しました。簡単に説明すると、サンプル（尿の場合は20または2μl）を硝酸還元酵素（0.1U/mL）およびNADPH（100μM）と混合し、室温で2時間インキュベートした。次に、サンプル中のNO2-を2,3-ジアミノナフタレン（DAN、D2757、Sigma-Aldrich、5mM）で37℃、30分間誘導体化し、2，3-ナフトトリアゾール（NAT）を得た。NaOH（58mM）を加え、反応を終了させた。NO2-含有量のみを測定するために、サンプル（50μl）を直接DAN誘導体化に供した。

高速液体クロマトグラフィー（HPLC）グレードの溶媒およびLC-MS修飾剤は、Sigma-Aldrich（米国ミズーリ州セントルイス）から購入した。検出と定量は、Thermo Scientific Vanquish UPLCとThermo Scientific Altisトリプル四重極質量分析計、加熱エレクトロスプレーイオン化（HESI-II）ポジティブイオンモード（3500V）を利用したUPLC-MS/MSによって達成した。サンプル50μlをアセトニトリル（ACN）200μlと混合し、5分間ボルテックスした後、4℃、17000gで15分間遠心分離をした。上清をLC-MSバイアルに移し、分析を行った。注入量は1μlであった。Waters Cortecs T3カラム、2.1×100mm、1.6μmカラムを35℃に維持した。溶媒A：0.1％ギ酸（FA）入りH2O、溶媒B：0．0.1%FAを含むACN。流速は250μl/分、グラジエントは0分で25%Bを0.25分、5分で65%Bに上昇、さらに5.5分で90%Bに上昇、7.5分まで90%Bで維持、8分で25%Bに減少した。総実行時間は10分であった。サンプルは3連で分析した。14NATおよび15NATの定量は、多重反応モニタリング（MRM）トランジションm/z、それぞれ170.062→115.042および171.062→115.042に基づいて行われた。結果は、15NAT/(14NAT + 15NAT)のパーセント比に基づくものであった。

4.7 統計解析

データの統計解析には、Statistical Package for Social Scientists (SPSS Version 28, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) を使用した。筋肉、唾液、尿（n = 10）については全データを入手できたが、血漿については技術的なミスにより9名分のデータを入手できなかった。二元配置反復測定ANOVAは、時間（運動前と運動後）および条件（PLAとNIT）間の筋肉、血漿、唾液および尿の[NO3-]と[NO2-]の差を決定するために使用されました。また、対照脚と実験脚を含む本研究の運動要素であるNIT条件について、別の一元配置反復測定ANOVAが実行された。必要に応じて、有意な主効果と交互作用は、最小有意差（LSD）ポストホックテストを使用してさらに分析した。変数間の関係は、Pearsonの積率相関係数を用いて評価した。統計的有意性を示すアルファレベルはp < 0.05であった。すべての結果は、平均値±標準偏差（SD）で表される。

5 結論

我々は、安定同位体トレーサー（K15NO3）を用いて、無機NO3-の急性摂取が血漿、唾液、尿中の［NO3-］を増加させ、摂取したNO3-は骨格筋にも急速に取り込まれることを示した。また、食事から摂取したNO3-は運動中に大きく減少し、運動前のNO3-と運動中のNO3-減少の大きさは、膝伸筋の最大随意収縮時の筋トルク生成と相関することを明らかにしました。これらの結果は、NO生成に関連するメカニズムによる筋収縮機能の制御に関する新たな知見を提供し、食事によるNO3-補給がヒトの筋力パフォーマンスを向上させる手段を提供する可能性を示唆している。

謝辞

Stefan Kadachは、エクセター大学とクイーンズランド大学が共同で提供するQUEX学生制度の支援を受けています。Zdravko Stoyanovは、Beet Itとエクセター大学から共同で提供された博士号取得のための学生支援を受けています。

利益相反

アラン・N・シェクターは、米国国立衛生研究所に発行された亜硝酸塩を用いた心血管疾患の治療に関する複数の特許の共同発明者として記載されています。彼は、臨床開発のためのこれらの特許のNIHライセンスに基づくロイヤリティを受け取っているが、それ以外の報酬はない。他の著者は、利益相反がないことを宣言している。