Natriumbicarbonatindtagelse på udholdenhedspræstation

Introduktion Bufferingsmidler i træningsydelse under træning med høj intensitet, muskeltræthed forekommer, hvilket påvirker både anaerob og aerob (udholdenheds) øvelsesydelse negativt. En primær årsag til muskeltræthed er metabolisk acidose, der opstår fra akkumulering af intracellulært laktat og H+ -ioner (Freis et al., 2017; Krustrup et al., 2015). Da muskelssyre er reguleret af intracellulære og ekstracellulære bufferingssystemer, er forbedring af disse systemer afgørende for at opretholde effektiv muskelkontraktion, forsinke træthed og derved optimere ydeevnen i både anaerobe og højintensiv udholdenhedsøvelser (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018B ).

Forskellige ergogene AIDS anvendes til at øge intracellulær og ekstracellulær bufferkapacitet, hvor beta-alanin og natriumbicarbonat (SB) er to godt understøttede midler: beta-alanin forbedrer intracellulær buffering ved at øge muskelkarnosinniveauet, hvilket forhindrer acidose og forbedrer ydeevnen (Trexler et al., 2015). SB fungerer primært som en ekstracellulær buffer, der rydder H+ -ioner fra blodet. Denne mekanisme reducerer indirekte H+ akkumulering i muskler under intens træning (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b). Ved at bevare ATP-produktion via glycolyse forsinker denne bufferingshandling indtræden af ​​muskeltræthed under øvelser med høj intensitet (Lancha Junior et al., 2015; Lopes-Silva et al., 2019).

På grund af dens evne til at reducere laktat og H+ -akkumulering har forskning overvejende fokuseret på SB's virkninger på højintensiv, kortvarig øvelse (1-10 minutter) ydeevne, der er afhængig af glycolytisk metabolisme (Delextrat et al., 2018; Borer et al. , 2012; F.eks. Forbedrede 0,3 g/kg dosis af SB-indtagelse det samlede arbejdsoutput ved at øge bufferkapaciteten i en 10 x 6-sekunders sprintprotokol (Miller et al., 2016). SB bruges således ofte til sportsgrad på glycolytisk metabolisme, såsom sprint, mellemdistanse og kampsport. Derudover kan SB også være fordelagtigt til længere udholdenhedsbegivenheder (30-60 minutter) ved den anaerobe tærskel (AT), såsom træning med høj intensitet eller langdistance-udholdenhedsbegivenheder, der afsluttes med en sidste sprint (Burke, 2013).

SB og udholdenhedspræstation, mens udholdenhedsøvelse (> 30 minutter) primært er drevet af aerob metabolisme, anaerob glycolyse bidrager også markant til energiproduktion, hvilket fører til forhøjede blodlaktatniveauer (Egger et al., 2014; Jones et al. 1977; Følgelig kan SB hjælpe med at opretholde optimale pH-niveauer under udholdenhedsøvelse, hvilket forbedrer ydeevnen med høj intensitet ved eller i nærheden af ​​den aerobe tærskel (Egger et al., 2014; Freis et al., 2017).

Undersøgelser har undersøgt virkningerne af 0,2-0,3 G/kg SB -indtagelse på udholdenhedsydelse nær laktatgrænsen i cykling og kørsel, hvilket ofte sammenligner det med neutral (natriumchlorid) eller syrisk (ammoniumchlorid) kosttilskud. Resultater indikerer, at selvom SB forbedrer tiden til udmattelse, kan sure agenter reducere det (George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981). For eksempel har Egger et al. (2014) fandt, at 0,3 g/kg SB-indtagelse en time før træning forlænget ydelsestid under en test efter en 30-minutters træningssession ved 95% anaerob tærskel.

Mens undersøgelser har understøttet SB's positive effekter på udholdenhedspræstation, er der blandet bevis. Nogle undersøgelser fandt, at på trods af at øge blodbicarbonat og pH eller reducere laktatniveauer ikke forbedrede udholdenhedspræstation (Freis et al., 2017; McNaughton et al., 1999). Disse undersøgelser blev imidlertid udført under laboratorieforhold. Forskning i SB's virkning i feltbaserede, i den virkelige verden udholdenhedsindstillinger er endnu ikke blevet udført.

Optimering af natriumbicarbonatindtagelse Mens SB har vist løfte om at forbedre højintensiv udholdenhedspræstation, fokuserer undersøgelser ofte på akut SB-anvendelse, typisk anbefaler en 0,3 g/kg dosis før træning (Lancha Junior et al., 2015). Denne protokol øger effektivt blod -pH- og bicarbonatniveauer (Price & Singh, 2008), mens den reducerer plasma H+ -koncentration (Renfree, 2007). Imidlertid kan dette akutte indtag føre til gastrointestinale symptomer (GIS) på grund af hurtig absorption af både bicarbonat og natrium (Siegler et al., 2012). I udholdenhedssport er det kritisk at styre GIS, da sådanne symptomer kan påvirke ydeevnen mere end i kortvarige begivenheder (Jeukendrup, 2017).

Dette har ført til udforskning af alternative SB -protokoller til at minimere GIS, såsom spredning af doseringen over tid, ved hjælp af lavere doser eller administration af på hinanden følgende dage. I en undersøgelse udført af forskere, der var involveret i dette projekt, blev virkningerne af 0,2 g/kg SB på udholdenhedspræstation evalueret over fire på hinanden følgende dage hos mandlige cyklister. Resultaterne viste, at selvom både akut og på hinanden følgende SB -indtagelse forbedrede bufferkapacitet (figur 1), kun på hinanden følgende indtagelse markant forlænget tid til udmattelse sammenlignet med placebo (figur 2). Især blev GIS observeret med akut indtag, men blev minimeret med på hinanden følgende indtagelse af dag, hvilket antydede behovet for alternative akutte SB-protokoller for yderligere at forbedre udholdenhedsydelsen ved at reducere GIS.

Figur 1. Effekter af 0,2 g/kg natriumbicarbonat på blod -pH (A) og blodbicarbonatniveauer (B) på akutte og på hinanden følgende dage (Aktitiz et al., 2024). SB: natriumbicarbonat. §: signifikant forskel mellem akut SB og PLA (P <0,05); ¥: Betydelig forskel mellem alle parvise sammenligninger (akut SB, på hinanden følgende dage SB og PLA) (p <0,05).

Figur 2. Effekt på 0,2 g/kg natriumbicarbonat til tiden til udmattelse på akutte og på hinanden følgende dage (Aktitiz et al., 2024). SB: natriumbicarbonat. *: Betydelig forskel mellem på hinanden følgende dage SB og PLA (P <0,05).

I undersøgelser af alternative SB-indtagsmetoder viste det sig, at forbrug med kulhydratrige måltider var en af ​​de mest effektive måder at forhindre GIS på. For eksempel viste en undersøgelse (Carr et al., 2011), at konsumering af 0,3 g/kg SB med 1,5 g/kg kulhydrat og 7 ml/kg væske resulterede i maksimal blodbicarbonat og pH-niveauer inden for 120-150 minutter, med minimal GIS . Denne konstatering antyder, at SB -forbrug med kulhydrater kan forbedre ydelsen, samtidig med at de minimerer bivirkninger, hvilket giver en lovende tilgang til udholdenhedsatleter.

SB og kvindelige atleter, selvom undersøgelser har vist, at SB kan have en positiv indflydelse er blevet udført på mandlige atleter. Undersøgelser, der involverer kvindelige atleter, repræsenterer kun 7,4% af de samlede SB -undersøgelser (Smith et al., 2022). På grund af deres generelt lavere muskelmasse og en reduceret andel af type 2 -muskelfibre (Nuzzo et al., 2024), kan kvinder have reduceret glycolytisk kapacitet, hvilket betyder, at SB kunne have en tydelig effekt på kvindelig fysiologi (Green et al., 1984; Hegge et al., 2016; På grund af deres månedlige erfaring med gastrointestinale symptomer (GIS) såsom oppustethed, mavesmerter og diarré under menstruationscyklussen kan kvinder tolerere SB's bivirkninger bedre (Carr et al., 2023). Disse fund antyder, at SB kan være mere effektive hos kvindelige atleter.

Faktisk blev det vist, at en akut dosis på 0,3 g/kg SB blev taget 90 minutter før træningen for at forbedre 1 minuts maksimal cykelydelse hos 10 fysisk aktive kvinder (McNaughton et al., 1997). I en anden undersøgelse, der involverede kvindelige basketballspillere (n = 15), forbedrede et 3-dages regime på 0,4 g/kg SB gentagen sprintpræstation og springhøjde under et simuleret spil (Delextrat et al., 2018). En metaanalyse bekræftede også SB's positive effekt på anaerobe præstationer hos kvindelige atleter (Saunders et al., 2022). Imidlertid er virkningen af ​​SB på højintensiv udholdenhedspræstation hos kvindelige atleter ikke undersøgt. Endvidere er eksisterende undersøgelser begrænset til højtuddannede kvinder i alderen 19-26 år (Saunders et al., 2022), og dens virkninger på rekreationsniveau og ældre kvindelige atleter forbliver uudforskede.

Sammenfattende, selvom betydelige beviser tyder på, at SB kan forbedre højintensiv udholdenhedspræstation, er der en bemærkelsesværdig mangel på forskning, der specifikt adresserer kvindelig atletfysiologi og alternative SB-protokoller, der mindsker GIS hos kvinder.

Metodeundersøgelsesgruppe Undersøgelsen vil omfatte 19 sunde kvindelige rekreative løbere i alderen 18-40 år, som konsekvent har trænet (mindst tre dage om ugen) i mindst et år. Deltagerne rekrutteres gennem opsøgende til universitetssportklubber i Ankara. Etikgodkendelse til denne undersøgelse blev opnået fra Hacettepe University Clinical Research Ethics Committee. Deltagerne vil blive informeret om protokollen, forsynet med informerede samtykkeformularer, og undersøgelsen vil overholde den opdaterede erklæring om Helsinki (2013). Demografiske former, der dokumenterer uddannelseshistorik og et American College of Sports Medicine Physical Activity Readiness -spørgeskema, vil blive administreret for at bekræfte støtteberettigelse.

Inkluderingskriterier:

• Kvinde, 18-40 år.
• Rekreativ løber med et minimum et års historie med regelmæssig træning (mindst tre dage om ugen).
• Erfaring med løb på 10 km eller mere (verificeret af et officielt race -resultat).
• Evne til at gennemføre en 10 km afstand i et gennemsnitligt tempo under 6,00 minutter/km (bekræftet gennem bedste registreringsbevis via applikationer som Strava).

Ekskluderingskriterier:

• Brug af medicin eller kosttilskud, der kan påvirke metabolismen.
• Tilstedeværelse af enhver akut eller kronisk tilstand, der begrænser fysisk aktivitet (muskuloskeletale, kardiovaskulære eller respiratoriske problemer).
• Alkohol og/eller rygevaner.
• Overholdelse af en bestemt diæt, der påvirker metabolismen i undersøgelsesperioden (intermitterende faste, ketogen, vegansk diæter osv.).
• Graviditet eller amning i undersøgelsesperioden.
• Alvorlige menstruations uregelmæssigheder eller amenoré.
• Body Mass Index (BMI) uden for området 18,5-30.
• Historie om gastrointestinale lidelser (f.eks. IBS, Crohns sygdom).
• Allergi eller intolerance over for natriumbicarbonat eller beslægtede forbindelser.
• Historie om forstyrret spisning.

Undersøgelsesdesign Dette randomiserede, dobbeltblinde, crossover-studie involverer hver deltager i fire eksperimentelle træningstest: en til kropssammensætning, en maksimal iltoptagelse (VO2max) -test og to "præstationstest" fokuseret på at evaluere 10 km færdiggørelsestid og anden udholdenhedsrelaterede variabler. Deltagerne vil gennemføre to interventioner: natriumbicarbonat (SB) og placebo (PL). I SB-tilstanden modtager deltagerne 0,3 g/kg SB, mens de i PL-tilstanden modtager 0,03 g/kg tabel salt, administreret dobbeltblind. Performance -test begynder 1,5 timer efter indtagelse af en standardiseret 1,5 g/kg kulhydrat morgenmad. Efter hver test vil der opstå en udvaskningsperiode på 3-7 dage, hvorefter grupperne vil blive krydset over, og protokollen gentages.

Deltagere i kropssammensætningen besøger laboratoriet efter en hurtig natten over, ikke iført metal- eller elektroniske genstande og vil annullere deres blærer inden målinger. Kropsvægt måles til en præcision på 0,1 kg ved hjælp af en elektronisk skala (Tanita UBB SC 330, USA). Kropssammensætning, inklusive fedtmasse, kropsfedtprocent, mager kropsmasse og visceralt fedtvæv, vil blive vurderet ved hjælp af dobbeltenergi røntgenoptagelse . DXA kalibreres dagligt, og alle målinger vil blive udført af en licenseret forsker. Kropsammensætningsværdier analyseres ved hjælp af GE Encore V14.1 -software og CoreScan til visceralt fedtvæv.

Standardisering af diætindtag en dag med diætindtagelsesregistre indsamles 24 timer før ydelsestest og analyseres ved hjælp af Bebis 6.1 -softwaren (Stuttgart, Tyskland). Denne standardisering vil sikre lignende kulhydratindtag inden test. Derudover vil deltagerne forbruge en standardiseret 1,5 g/kg kulhydrat morgenmad (korn, mælk, frugt) 90 minutter før testning, der tilpasser sig race-dagsanbefalinger (Burke et al., 2011).

Natriumbicarbonattilskud Hver deltager gennemfører to forsøg: akut SB og placebo. En dosis på 0,3 g/kg/dag SB indgives i 7 ml/kg vand med et kulhydratrigt måltid for at minimere mave-tarm (GIS) symptomer efter protokollen af ​​Carr et al. (2011). For placebo administreres 0,03 g/kg/dags bordsalt salt med de samme intervaller. Deltagernes GIS-symptomer vil blive evalueret ved hjælp af en 10-punkts Likert-skalaundersøgelse, der vurderer 10 forskellige GIS-symptomer ved 90, 60 og 30 minutter før træning.

Vo2max

For at bestemme deltagernes VO2max og fitnessniveauer vil der blive gennemført en trinvis løbebåndstestprotokol. Testen begynder ved 6 km/t og stiger med 1 km/t hvert minut, indtil udmattelse, med en løbebåndhældning indstillet til 1%. Oxygenoptagelse (VO2) og carbondioxidproduktion (VCO2) måles ved hjælp af et gasanalysesystem (Quark CPET, COSMED cardio-pulmonal træningstest, Italien), og hjerterytmen overvåges ved hjælp af en polær tænding og H9-sensor. VO2max -værdien betragtes som gyldig, hvis to af følgende kriterier er opfyldt:

• Et plateau i VO2.
• Respiratorisk udvekslingsforhold> 1,10.
• Hjertefrekvens overstiger 90% af den forudsagte maks.
• Oplevet anstrengelsesresultat over 18. 10 km Kørets ydelsestest For at vurdere virkningen af ​​SB på langvarig øvelse med høj intensitet, vil deltagerne udføre en 10 km tidsforsøg efter en opvarmningsrutine på 5 minutters jogging ved 8 km/t og 5 minutter Strækning. Deltagerne vil blive bedt om at undgå øvelse 2 dage før, undlade at stemme fra alkohol (48 timer) og koffein (12 timer) og opretholde deres sædvanlige diæt. Tests vil blive udført på samme tid under lignende miljøforhold i den follikulære fase (dage 6-12) af menstruationscyklussen for at minimere hormonel påvirkning (McNulty et al., 2020). Deltagerne vil blive bedt om at rapportere deres menstruationscyklusfase og oral prævention under testplanlægning.

Deltagerne vil blive informeret om, at de forventes at levere deres bedste præstation. Under deres første besøg vil deltagerne blive bedt om at verificere deres tidligere hurtigste 10 km ydelse ved hjælp af en applikation. For hver præstationsforsøg beregnes procentdelen i forhold til deres tidligere personlige bedste 10 km -præstation for at vurdere deres faktiske ydelse. Deltagerne bliver bedt om at forbruge 5-10 ml/kg vand 2-3 timer før testen, og mængden af ​​væskeindtagelse registreres for at sikre, at det samme beløb forbruges under det andet besøg. Urinprøver opsamles inden ydelsestesten for at evaluere urinspecifik tyngdekraft ved hjælp af et refraktometer (ATAGO Digital Urin S.G. UG-a alfa), med værdier vurderet som følger: ≤1.020 til euhydrering, 1.020-1.030 til hypohydrering og> 1.030 til svær hypohydrering. For at beregne procentdelen af ​​væsketab måles kropsvægt før og efter træning. Forskellen mellem kropsvægt før og efter træning justeres for mængden af ​​væske, der forbruges under øvelsen, og procentdelen af ​​væsketab beregnes ved at dividere denne værdi med den indledende kropsvægt. Korrekt hydrering vil blive sikret ved at evaluere vandindtagelse, urinspecifik tyngdekraft og væsketabsprocent for at kontrollere Hydrations virkning på ydeevnen.

Ingen yderligere fødevarer, bortset fra det standardiserede måltid, vil blive konsumeret om morgenen på testen. Vandindtagelse under testen vil være ubegrænset, men det forbrugte beløb registreres for at sikre lignende indtag i efterfølgende test. Under testen vil blodprøver blive taget fra fingerspidsen, før testen begynder, og ved 1., 3., 5. og 7. minutter efter testen slutter til at måle blod -pH, laktat og bicarbonatniveauer. Hjertefrekvens (HR) overvåges kontinuerligt ved hjælp af en pulsmåler (Polar Ignite Heart Rate Monitor og Polar H9 Heart Rate Sensor, Polar Electro Inc., USA) og realtid HR-data spores af forskeren. Deltagerne vil verbalt blive informeret om færdiggørelsen af ​​hver kilometer, men der gives ingen feedback om HR, hastighed eller tid, og der vil ikke blive givet nogen verbal opmuntring. Performance -data deles først med deltagerne, når alle målinger er afsluttet.

For at undgå bias vil alle målinger for den samme deltager blive udført af den samme forsker, og forskeren, der administrerer præstationstesten, bliver blændet for natriumbicarbonatet (SB) eller placebo -randomisering. Den opnåede præstationstid i slutningen af ​​testen vil fungere som det primære præstationsresultat for undersøgelsen. Ud over 10 km færdiggørelsestid og hastighed, tid og hastighed for hver 400 m, evalueres de første 1 km, 1-5 km, 5-9 km, sidste 1 km og sidste 400 m også. Den opfattede anstrengelse i slutningen af ​​testen vurderes ved hjælp af Borg-skalaen (6-20 point).

Blodprøvetagning og analyse Blodprøver indsamles fra fingerspidsen ved baseline og ved 1, 3, 5 og 7 minutter efter træning for at analysere blod-pH, bicarbonat, laktat, PO2 og PCO2 ved hjælp af en blodgasanalysator (ABL 9, 9, Radiometer, Tyskland).

Beregninger af dataanalyse Prøvestørrelse, der udføres ved hjælp af G*Power -software (version 3.1.9.2), indikerer mindst 19 deltagere for en effekt på 90% på et alfa -niveau på 0,05 med en effektstørrelse på 0,8. Data vil blive analyseret med SPSS 23.0, præsenteret som middel ± standardafvigelser og testet for normalitet ved hjælp af Shapiro-Wilk-testen. Gentagne målinger ANOVA vil analysere præstationstider, mens en tovejs gentagne måling ANOVA vil vurdere blodparametre (intervention X tid). Betydningen indstilles til p <0,05. Bonferroni post hoc -tests identificerer signifikante forskelle, og delvis ETA -kvadrat (ƞ²) beregnes for at bestemme effektstørrelser (ƞ² ≤ 0,01 = lille, ƞ² ≤ 0,06 = medium, ƞ² ≤ 0,14 = stor) (Richardson, 2011).