A reinterpretação contemporânea do nitrato dietético como modulador fisiológico ativo representa uma inflexão paradigmática na biologia do óxido nítrico (NO). Durante décadas, o nitrato foi considerado mero produto inerte da oxidação do NO endógeno ou, sob a ótica toxicológica, um potencial precursor de nitrosaminas carcinogênicas. Entretanto, evidências acumuladas nas últimas duas décadas consolidaram a via nitrato–nitrito–NO como sistema complementar, funcionalmente integrado à via clássica dependente da NO sintase (NOS), com implicações diretas na bioenergética muscular, regulação vascular, metabolismo sistêmico e desempenho físico. Essa transição conceitual é discutida criticamente por McNally, Griffin e Roberts e aprofundada no contexto metabólico por Lundberg, Carlström e Weitzberg, que demonstram que o nitrato dietético não apenas contribui para a homeostase cardiovascular, mas também interage com a respiração mitocondrial e vias metabólicas centrais.
A produção endógena de NO via NOS requer oxigênio molecular e L-arginina como substrato. Durante exercício de endurance, especialmente em intensidades próximas ou acima do limiar ventilatório, o microambiente muscular é caracterizado por redução da tensão de O₂, acidose metabólica, aumento da concentração de ADP, Pi e íons H⁺, além de elevação do estresse oxidativo. Nessas condições, a atividade da NOS pode tornar-se limitada. A via alternativa nitrato–nitrito–NO assume, então, relevância fisiológica estratégica. O nitrato (NO₃⁻), abundantemente presente em beterraba e vegetais folhosos, é rapidamente absorvido no intestino proximal e concentrado nas glândulas salivares por transporte ativo. A microbiota oral anaeróbia expressa nitrato redutases que convertem NO₃⁻ em nitrito (NO₂⁻), etapa fundamental para a geração sistêmica subsequente de NO. O nitrito, após absorção gastrointestinal, pode ser reduzido a NO por desoxi-hemoglobina, mioglobina, xantina oxidoredutase e sistemas enzimáticos mitocondriais, sobretudo sob hipóxia e pH reduzido, o que confere especificidade espacial e metabólica à produção de NO durante exercício intenso. Esse mecanismo integrativo é detalhado por Baranauskas et al. e expandido na revisão abrangente de Lee et al., que enfatizam o papel modulador da microbiota oral e o impacto negativo do uso de antissépticos bucais sobre a biodisponibilidade de NO.
No contexto do desempenho em endurance, um dos achados mais robustos refere-se à redução do custo de oxigênio (VO₂) para uma determinada carga de trabalho. Bailey et al. demonstraram que seis dias de suplementação com suco de beterraba reduziram significativamente o VO₂ durante exercício submáximo, além de prolongar o tempo até a exaustão em intensidade severa. Lansley et al. ampliaram essa evidência ao mostrar aumento da potência média em contrarrelógios de 4 km e 16,1 km sem elevação concomitante do VO₂, indicando melhora da eficiência mecânico-metabólica. A metanálise conduzida por Pawlak-Chaouch et al. consolidou esses achados ao demonstrar redução significativa do VO₂ tanto em repouso quanto durante exercício, sugerindo que o nitrato modula a taxa metabólica sistêmica.
Do ponto de vista mecanístico, a redução do custo de O₂ parece decorrer da interação do NO derivado do nitrito com a cadeia transportadora de elétrons mitocondrial. O NO compete reversivelmente com o O₂ no sítio binuclear da citocromo c oxidase (complexo IV), modulando a taxa de respiração e influenciando o potencial eletroquímico transmembrana (ΔΨm). Evidências sugerem que a suplementação com nitrato pode reduzir o vazamento de prótons na membrana mitocondrial interna, aumentando a eficiência da fosforilação oxidativa, expressa por maior razão P/O. Lundberg et al. descrevem que essa modulação mitocondrial pode ocorrer concomitantemente à redução do estresse oxidativo, uma vez que menores gradientes excessivos de prótons diminuem a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nos complexos I e III. Adicionalmente, há indícios de que o nitrato possa influenciar a biogênese mitocondrial por meio da ativação de vias dependentes de AMPK e PGC-1α, integrando sinalização redox e adaptação metabólica.
Outro aspecto central refere-se ao componente lento do VO₂ durante exercício acima do limiar ventilatório. O recrutamento progressivo de fibras tipo II, metabolicamente menos eficientes, contribui para elevação adicional do VO₂ ao longo do tempo. Bailey et al. observaram redução da amplitude desse componente lento após suplementação com nitrato, sugerindo melhora da eficiência contrátil das fibras rápidas. Tal efeito pode estar associado à modulação do manuseio intracelular de Ca²⁺, uma vez que o NO pode S-nitrosilar proteínas do retículo sarcoplasmático, incluindo o receptor de rianodina, alterando a cinética de liberação de Ca²⁺ e aumentando a sensibilidade miofibrilar. Revisões recentes apontam que essa melhora na relação força–ATP pode reduzir o custo energético da contração, contribuindo adicionalmente para a economia de exercício.
A dimensão hemodinâmica constitui outro eixo fundamental. O NO ativa a guanilato ciclase solúvel, elevando os níveis intracelulares de GMPc e promovendo relaxamento da musculatura lisa vascular. A suplementação com nitrato está consistentemente associada à redução da pressão arterial sistólica e melhora da função endotelial. Em contexto de exercício, a produção preferencial de NO em regiões hipóxicas favorece vasodilatação seletiva, otimizando a distribuição regional de fluxo sanguíneo para áreas metabolicamente mais demandantes. Esse mecanismo pode melhorar a correspondência entre oferta e consumo de O₂ no músculo ativo, contribuindo para menor extração fracionada de O₂ observada em estudos com espectroscopia no infravermelho próximo.
A resposta ergogênica apresenta heterogeneidade dependente do nível de treinamento. A revisão de Tian et al. demonstra que indivíduos menos treinados tendem a apresentar maiores ganhos relativos em VO₂max e tempo até a exaustão, enquanto atletas profissionais mostram benefícios mais discretos e específicos, como pequenas melhorias de força ou potência. Lee et al. enfatizam que a magnitude da resposta pode depender do estado basal da via NOS endógena, da dieta habitual rica em nitrato e da composição da microbiota oral. Por outro lado, Tan et al. acrescentam que a detecção do efeito sobre o VO₂ depende da precisão metodológica e do número de transições analisadas, sugerindo que parte da inconsistência na literatura decorre de limitações experimentais.
No âmbito clínico e cardiometabólico, a via nitrato–nitrito–NO apresenta implicações que transcendem o desempenho esportivo. McNally et al. discutem evidências experimentais de reversão de características da síndrome metabólica em modelos animais, incluindo melhora da sensibilidade à insulina e modulação da adiposidade. Já Lundberg et al., descrevem interação do nitrato com a respiração mitocondrial hepática e muscular, além de efeitos sobre o metabolismo da glicose mediados por melhora da perfusão tecidual e redução do estresse oxidativo. Em pacientes com insuficiência cardíaca sistólica, Coggan et al. demonstraram aumento significativo da potência muscular após ingestão aguda de nitrato, sem alterações adversas hemodinâmicas, sugerindo que a via dietética pode compensar a reduzida biodisponibilidade de NO nesses indivíduos.
Do ponto de vista evolutivo, o consumo ancestral elevado de vegetais ricos em nitrato pode ter desempenhado papel adaptativo na manutenção da função vascular e metabólica em contextos de elevada demanda física. A dependência funcional da microbiota oral para ativação do nitrato sugere coevolução simbiótica entre hospedeiro e microrganismos redutores, configurando um sistema integrado de geração de NO que opera independentemente da disponibilidade de oxigênio.
Em síntese, o nitrato dietético atua por múltiplos mecanismos interdependentes: aumenta a biodisponibilidade de NO sob hipóxia, modula a eficiência mitocondrial ao reduzir o vazamento de prótons e o custo de ATP por contração, otimiza a cinética do VO₂ ao atenuar o componente lento, melhora a hemodinâmica periférica por vasodilatação seletiva e pode ativar vias metabólicas regulatórias associadas à AMPK e ao controle redox. No contexto do endurance, a redução do custo de O₂ e a melhoria da eficiência bioenergética constituem os pilares do efeito ergogênico. Em não atletas, os benefícios cardiometabólicos relacionam-se à restauração da sinalização de NO, melhora da função endotelial e possível modulação da sensibilidade à insulina.
A heterogeneidade interindividual, influenciada por microbiota oral, estado de treinamento, dose e tempo de suplementação, permanece um campo de investigação prioritário. Estudos futuros integrando fenotipagem metabólica, análise do microbioma e avaliação detalhada da bioenergética mitocondrial serão fundamentais para elucidar plenamente o espectro fisiológico da via nitrato–nitrito–NO e sua aplicação tanto na medicina do exercício quanto na prevenção e tratamento de doenças cardiometabólicas.
Referências
BAILEY, S. J. et al. Dietary nitrate supplementation reduces the O2 cost of low-intensity exercise and enhances tolerance to high-intensity exercise in humans. Journal of Applied Physiology, 2009.
BARANAUSKAS, M. N. et al. Dietary nitrate supplementation and exercise-related performance. Nutrition Today, 2020.
COGGAN, A. R. et al. Acute dietary nitrate intake improves muscle contractile function in patients with heart failure. Circulation: Heart Failure, 2015.
LANSLEY, K. E. et al. Acute dietary nitrate supplementation improves cycling time trial performance. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2011.
LEE, E. et al. Beetroot juice and exercise for clinical health and athletic performance: A narrative review. Nutrients, 2026.
LUNDBERG, J. O.; CARLSTRÖM, M.; WEITZBERG, E. Metabolic effects of dietary nitrate in health and disease. Cell Metabolism, 2018.
MCNALLY, B.; GRIFFIN, J. L.; ROBERTS, L. D. Dietary inorganic nitrate: From villain to hero in metabolic disease? Molecular Nutrition & Food Research, 2016.
PAWLAK-CHAOUCH, M. et al. Effect of dietary nitrate supplementation on metabolic rate during rest and exercise in human: a systematic review and meta-analysis. Nitric Oxide, 2016.
TAN, R. et al. Effects of dietary nitrate on the O2 cost of submaximal exercise. Journal of Sports Sciences, 2022.
TIAN, C. et al. Effects of beetroot juice on physical performance in professional athletes and healthy individuals: an umbrella review. Nutrients, 2025.
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