Natriumbicarbonat -Aufnahme zur Ausdauerleistung

EINLEITUNG Pufferungsträger in der Bewegungsleistung während des Trainings mit hoher Intensität, Muskelermüdung tritt auf und wirkt sich negativ auf die Leistung anaerobe und aerobe (Ausdauer) aus. Eine primäre Ursache für Muskelermüdung ist die metabolische Azidose, die sich aus der Akkumulation von intrazellulären Lactat- und H+ -Ionen ergibt (Freis et al., 2017; Krustrup et al., 2015). Da die Muskelsäure durch intrazelluläre und extrazelluläre Puffersysteme reguliert wird, ist die Verbesserung dieser Systeme von wesentlicher Bedeutung, um eine wirksame Muskelkontraktion aufrechtzuerhalten, die Ermüdung zu verzögern und die Leistung sowohl bei anaeroben als auch bei Ausdauerübungen mit hoher Intensität zu optimieren (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018bb; ).

Verschiedene ergogene AIDS werden verwendet, um die intrazelluläre und extrazelluläre Pufferkapazität zu steigern, wobei Beta-Alanin- und Natriumbicarbonat (SB) zwei gut unterstützte Wirkstoffe sind: Beta-Alanin verbessert die intrazelluläre Pufferung durch Erhöhung der Muskelkarnosin-Spiegel, wodurch die Säure verhindert und die Leistung verbessert wird (Trexler et al., 2015). SB fungiert hauptsächlich als extrazellulärer Puffer und räumt H+ -Ionen aus dem Blut. Dieser Mechanismus reduziert indirekt die H+ -Akkumulation in Muskeln während intensiver Bewegung (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b). Durch die Erhaltung der ATP-Produktion über Glykolyse verzögert diese Pufferaktion den Beginn der Muskelermüdung bei hochintensiven Übungen (Lancha Junior et al., 2015; Lopes-Silva et al., 2019).

Aufgrund seiner Fähigkeit, Laktat- und H+ -Anakkumulation zu reduzieren, konzentrierte sich die Forschung überwiegend auf die Auswirkungen von SB auf die Leistung mit hoher Intensität, Kurzdauer (1-10 Minuten), die auf den glykolytischen Metabolismus abhängt (Delextrat et al., 2018; Driller et al. , 2012; Beispielsweise verbesserte eine 0,3 g/kg-Dosis SB-Aufnahme die Gesamtarbeit, indem die Pufferkapazität in einem Sprint-Protokoll von 10 x 6 Sekunden verbessert wurde (Miller et al., 2016). SB wird somit für Sportarten verwendet, der auf den glykolytischen Stoffwechsel abhängt, wie zum Beispiel Sprint, Mittelstreckenlauf und Kampfsport. Darüber hinaus kann SB bei der anaeroben Schwelle (AT) für längere Ausdauerereignisse (30-60 Minuten) von Vorteil sein, wie z.

SB- und Ausdauerleistung, während langdauer Ausdauertraining (> 30 Minuten) hauptsächlich durch den aeroben Metabolismus angetrieben wird, trägt auch die anaerobe Glykolyse erheblich zur Energieerzeugung bei, was zu erhöhten Blutlaktatspiegeln führt (Egger et al., 2014; 1977; Infolgedessen kann SB dazu beitragen, einen optimalen pH-Wert während der Ausdauerübung aufrechtzuerhalten und die Leistung mit hoher Intensität bei oder in der Nähe des aeroben Schwellenwerts zu verbessern (Egger et al., 2014; Freis et al., 2017).

Studien haben die Auswirkungen von 0,2-0,3 untersucht G/kg SB -Aufnahme auf die Ausdauerleistung in der Nähe der Laktatschwelle beim Zyklus und Laufen und vergleicht sie häufig mit neutralem (Natriumchlorid) oder saurem (Ammoniumchlorid) Nahrungsergänzungsmitteln. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass SB die Zeit bis zur Erschöpfung verbessert, saure Mittel, aber sie reduzieren können (George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981). Zum Beispiel haben Egger et al. (2014) stellten fest, dass eine Stunde vor einer Stunde vor der Ausübung von 0,3 g/kg SB-Aufnahme während eines Tests nach einer 30-minütigen Trainingseinheit bei 95% anaeroben Schwellenwert eine längere Leistungszeit verlängerte.

Während Studien die positiven Auswirkungen von SB auf die Ausdauerleistung unterstützt haben, gibt es gemischte Belege. Einige Studien fanden heraus, dass SB trotz zunehmender Blutbicarbonat und pH oder reduzierter Laktatspiegel die Ausdauerleistung nicht verbesserte (Freis et al., 2017; McNaughton et al., 1999). Diese Studien wurden jedoch unter Laborbedingungen durchgeführt. Die Erforschung der Effekte von SB in feldbasierten, realen Ausdauerumgebungen wurde noch nicht durchgeführt.

Optimierung der Aufnahme von Natriumbicarbonat Während SB vielversprechend bei der Verbesserung der Ausdauerleistung mit hoher Intensität gezeigt hat, konzentrieren sich Studien häufig auf die akute SB-Verwendung und empfehlen typischerweise eine Dosis von 0,3 g/kg vor dem Training (Lancha Junior et al., 2015). Dieses Protokoll erhöht effektiv den PH- und Bicarbonat -Spiegel des BlutpH -Werts (Price & Singh, 2008) und reduziert gleichzeitig die Plasma -H+ -Konzentration (Renfree, 2007). Diese akute Aufnahme kann jedoch aufgrund der schnellen Absorption von Bicarbonat und Natrium zu Magen -Darm -Symptomen (GIS) führen (Siegler et al., 2012). Im Ausdauersport ist das Management von GIS kritisch, da solche Symptome die Leistung stärker auswirken als bei kurzfristigen Ereignissen (Jeukendrup, 2017).

Dies hat zur Erforschung alternativer SB -Protokolle zur Minimierung von GIS, z. In einer von Forschern an diesem Projekt beteiligten Studie wurden die Auswirkungen von 0,2 g/kg SB auf die Ausdauerleistung an vier aufeinanderfolgenden Tagen bei männlichen Radfahrern bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl akute als auch aufeinanderfolgende SB -Aufnahme die Pufferkapazität verstärkten (Abbildung 1), aber nur die aufeinanderfolgende Aufnahme die Zeit bis zur Erschöpfung im Vergleich zu Placebo signifikant verlängerte (Abbildung 2). Bemerkenswerterweise wurde GIS mit einer akuten Aufnahme beobachtet, minimiert jedoch mit aufeinanderfolgender Tag aufgenommen, was auf die Notwendigkeit alternativer akuter SB-Protokolle hinweist, um die Ausdauerleistung durch Reduzierung der GIS weiter zu verbessern.

Abbildung 1. Auswirkungen von 0,2 g/kg Natriumbicarbonat auf das Blut -pH -Wert von Blut (A) und Blutbicarbonat (B) auf akute und aufeinanderfolgende Tage (Aktitiz et al., 2024). SB: Natriumbicarbonat. §: signifikanter Unterschied zwischen akuter SB und PLA (p <0,05); ¥: Signifikanter Unterschied zwischen allen paarweisen Vergleichen (akute SB, aufeinanderfolgende Tage SB und PLA) (p <0,05).

Abbildung 2. Effekt von 0,2 g/kg Natriumbicarbonat zur Erschöpfung an akuten und aufeinanderfolgenden Tagen (Aktitiz et al., 2024). SB: Natriumbicarbonat. *: Signifikanter Unterschied zwischen aufeinanderfolgenden Tagen SB und PLA (p <0,05).

In Studien zu alternativen SB-Aufnahmemethoden wurde festgestellt, dass der Konsum mit kohlenhydratreichen Mahlzeiten eine der effektivsten Möglichkeiten zur Vorbeugung von GIS ist. Beispielsweise zeigte eine Studie (Carr et al., 2011), dass der Konsum von 0,3 g/kg SB mit 1,5 g/kg Kohlenhydrat und 7 ml/kg Flüssigkeit innerhalb von 120 bis 150 Minuten zu einem minimalen GIS zu Spitzenblutbicarbonat und pH-Werten führte . Dieser Befund legt nahe, dass der SB -Verbrauch mit Kohlenhydraten die Leistung verbessern kann und gleichzeitig negative Auswirkungen minimiert und einen vielversprechenden Ansatz für Ausdauersportler liefert.

SB- und weibliche Sportler, obwohl Studien gezeigt haben, dass SB die Leistung der Ausdauerausdauer von hoher Intensität positiv beeinflussen kann (Egger et al., 2014; George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981), meisten Forschung wurde an männlichen Athleten durchgeführt. Studien, an denen Sportlerinnen beteiligt sind, machen nur 7,4% der gesamten SB -Studien aus (Smith et al., 2022). Aufgrund ihrer allgemein niedrigeren Muskelmasse und einem reduzierten Anteil der Typ -2 -Muskelfasern (Nuzzo et al., 2024) können Frauen die glykolytische Kapazität verringert haben, was bedeutet, dass SB eine deutliche Wirkung auf die weibliche Physiologie haben könnte (Green et al., 1984; Hegge et al., 2016; Aufgrund ihrer monatlichen Erfahrung mit gastrointestinalen Symptomen (GIS) wie Blähungen, Bauchschmerzen und Durchfall während des Menstruationszyklus können Frauen die Nebenwirkungen von SB besser vertragen (Carr et al., 2023). Diese Ergebnisse legen nahe, dass SB bei Sportlerinnen effektiver sein könnte.

In der Tat wurde gezeigt, dass eine akute Dosis von 0,3 g/kg SB 90 Minuten vor dem Training um 1-minütige maximale Radsportleistung bei 10 körperlich aktiven Frauen erhöht (McNaughton et al., 1997). In einer anderen Studie mit Basketballspielerinnen (n = 15) verbesserte eine 3-tägige Regime von 0,4 g/kg SB während eines simulierten Spiels die wiederholte Sprint-Leistung und die Sprunghöhe (Delextrat et al., 2018). Eine Metaanalyse bestätigte auch die positive Wirkung des SB auf die anaerobe Leistung bei Sportlerninnen (Saunders et al., 2022). Die Auswirkungen von SB auf die Ausdauerleistung mit hoher Intensität bei weiblichen Sportlern wurden jedoch nicht untersucht. Darüber hinaus sind bestehende Studien auf hochqualifizierte Frauen im Alter von 19 bis 26 Jahren beschränkt (Saunders et al., 2022), und deren Auswirkungen auf die Sportler auf Freizeitebene und ältere Sportlerinnen bleiben unerforscht.

Zusammenfassend lässt sich zwar erhebliche Nachweise darauf hinweisen, dass SB die Ausdauerleistung mit hoher Intensität verbessern kann, aber es gibt einen bemerkenswerten Mangel an Forschungen, die speziell die Physiologie der weiblichen Sportlerin und alternative SB-Protokolle ansprechen, die GIS bei Frauen mildern.

Methodenstudiengruppe Die Studie wird 19 gesunde weibliche Freizeitläufer im Alter von 18 bis 40 Jahren umfassen, die mindestens ein Jahr lang konsequent trainiert haben (mindestens drei Tage pro Woche). Die Teilnehmer werden durch Öffentlichkeitsarbeit in Universitätssportclubs in Ankara rekrutiert. Die Ethikgenehmigung für diese Studie wurde vom Ethikausschuss der Hacettepe University Clinical Research Ethics eingeholt. Die Teilnehmer werden über das Protokoll informiert, das mit Formularen zur Einverständniserklärung übereinstimmt, und die Studie wird sich an die aktualisierte Erklärung von Helsinki (2013) halten. Demografische Formen, die die Ausbildungsgeschichte dokumentieren, und ein Fragebogen für körperliche Aktivität des American College of Sports Medicine werden zur Bestätigung der Berechtigung verabreicht.

Einschlusskriterien:

• Frau im Alter von 18 bis 40 Jahren.
• Freizeitläufer mit einer mindestens einjährigen Geschichte der regulären Ausbildung (mindestens drei Tage pro Woche).
• Erfahrung in Rennen von 10 km oder mehr (überprüft durch ein offizielles Rennergebnis).
• Fähigkeit, eine Entfernung von 10 km in einem durchschnittlichen Tempo unter 6,00 min/km abzuschließen (bestätigt durch Beweise für den besten Rekord über Anwendungen wie Strava).

Ausschlusskriterien:

• Verwendung von Medikamenten oder Nahrungsergänzungsmitteln, die sich auf den Stoffwechsel auswirken könnten.
• Vorhandensein eines akuten oder chronischen Zustands, der die körperliche Aktivität begrenzt (muskuloskelettaler, kardiovaskulärer oder respiratorischer Probleme).
• Alkohol- und/oder Rauchgewohnheiten.
• Einhaltung einer spezifischen Ernährung, die den Stoffwechsel während des Untersuchungszeitraums beeinflusst (intermittierendes Fasten, ketogene, vegane Diäten usw.).
• Schwangerschaft oder Stillen während des Untersuchungszeitraums.
• Schwere Menstruationsunregelmäßigkeiten oder Amenorrhoe.
• Body Mass Index (BMI) außerhalb des Bereichs von 18,5-30.
• Vorgeschichte von Magen -Darm -Störungen (z. B. IBS, Morbus Crohn).
• Allergie oder Intoleranz gegenüber Natriumbicarbonat oder verwandten Verbindungen.
• Geschichte des ungeordneten Essens.

Studiendesign Diese randomisierte, doppelblinde Crossover-Studie wird jeden Teilnehmer an vier experimentellen Übungstests betreffen: einen für die Körperzusammensetzung, eine maximale Sauerstoffaufnahme (VO2MAX) und zwei "Leistungstests", die sich auf die Bewertung von 10 km Fertigstellungszeit und anderen "Leistungstests" konzentrieren Ausdauerbezogene Variablen. Die Teilnehmer werden zwei Interventionen durchführen: Natriumbicarbonat (SB) und Placebo (PL). In der SB-Bedingung erhalten die Teilnehmer 0,3 g/kg SB, während sie in der PL-Bedingung 0,03 g/kg Tischsalz erhalten und doppelblind verabreicht werden. Die Leistungstests beginnen 1,5 Stunden nach Einnahme eines standardisierten Kohlenhydratfrühstücks von 1,5 g/kg. Nach jedem Test tritt eine Auswaschzeit von 3 bis 7 Tagen auf, wonach die Gruppen überquert werden und das Protokoll wiederholt wird.

Die Teilnehmer der Körperzusammensetzung besuchen das Labor nach einem Schnell über Nacht, tragen keine Metall- oder elektronischen Gegenstände und geben ihre Blasen vor den Messungen auf. Das Körpergewicht wird an einer Präzision von 0,1 kg unter Verwendung einer elektronischen Skala (Tanita UBB SC 330, USA) gemessen. Körperzusammensetzung, einschließlich Fettmasse, Körperfettanteil, magerer Körpermasse und viszerales Fettgewebe, werden mithilfe von Röntgenabsorptiometrie mit zwei Energie (DXA, Morkelköcher Pro Schmale Fan Beam, GE Health Care, Madison Wisconsin, USA) bewertet . Die DXA wird täglich kalibriert und alle Messungen werden von einem lizenzierten Forscher durchgeführt. Körperzusammensetzungswerte werden mit der Software von GE Encore V14.1 und Corescan für viszerale Fettgewebe analysiert.

Die Standardisierung der Nahrungsaufnahme eines Tages mit Aufnahmeaufzeichnungen der Ernährung wird 24 Stunden vor Leistungstests erfasst und unter Verwendung der BEBIS 6.1 -Software (Stuttgart, Deutschland) analysiert. Diese Standardisierung gewährleistet vor Tests eine ähnliche Kohlenhydrataufnahme. Darüber hinaus konsumieren die Teilnehmer ein standardisiertes Kohlenhydratfrühstück von 1,5 g/kg 90 Minuten vor dem Testen (Müsli, Milch, Obst), die sich an Empfehlungen des Rennens ausrichten (Burke et al., 2011).

Natriumbicarbonat -Supplementierung Jeder Teilnehmer wird zwei Versuche abschließen: akuter SB und Placebo. Eine Dosis von 0,3 g/kg/Tag SB wird in 7 ml/kg Wasser mit einer kohlenhydratreichen Mahlzeit verabreicht, um die Symptome von gastrointestinalen (GIS) nach dem Protokoll von Carr et al. (2011). Für Placebo wird in denselben Intervallen 0,03 g/kg/Tagstischsalz verabreicht. Die GIS-Symptome der Teilnehmer werden unter Verwendung einer 10-Punkte-Likert-Umfrage bewertet, bei der 10 verschiedene GIS-Symptome bei 90, 60 und 30 Minuten vor dem Training bewertet werden.

Vo2max

Um die VO2MAX- und Fitnessniveaus der Teilnehmer zu bestimmen, wird ein inkrementelles Laufband -Testprotokoll durchgeführt. Der Test beginnt bei 6 km/h und erhöht sich bis zur Erschöpfung um 1 km/h, wobei ein Laufbandsteiger auf 1%eingestellt ist. Die Sauerstoffaufnahme (VO2) und die Kohlendioxidproduktion (VCO2) werden unter Verwendung eines Gasanalysesystems (Quark CPET, COSMED Cardio-Pulmonary-Übungstests, Italien) gemessen, und die Herzfrequenz wird unter Verwendung eines polaren Zünd- und H9-Sensors überwacht. Der VO2MAX -Wert wird als gültig angesehen, wenn zwei der folgenden Kriterien erfüllt sind:

• Ein Plateau in VO2.
• Respiratory Exchange Ratio> 1,10.
• Herzfrequenz über 90% des vorhergesagten max.
• Wahrgenommener Anstrengungswert über 18. 10 km Laufleistungstest Um die Auswirkungen von SB auf längere Übungen mit hoher Intensität zu bewerten Dehnung. Die Teilnehmer werden angewiesen, 2 Tage zuvor Bewegung zu vermeiden, auf Alkohol (48 Stunden) und Koffein (12 Stunden) zu verzichten und ihre übliche Ernährung aufrechtzuerhalten. Tests werden gleichzeitig unter ähnlichen Umgebungsbedingungen in der follikulären Phase (Tage 6-12) des Menstruationszyklus durchgeführt, um die hormonellen Auswirkungen zu minimieren (McNulty et al., 2020). Die Teilnehmer werden gebeten, ihre Menstruationszyklusphase und ihre orale Verhütungsmittel während der Testplanung zu melden.

Die Teilnehmer werden informiert, dass von ihnen erwartet wird, dass sie ihre beste Leistung liefern. Während ihres ersten Besuchs werden die Teilnehmer gebeten, ihre frühere schnellste 10 -km -Leistung mit einer Anwendung zu überprüfen. Für jeden Leistungsversuch wird der Prozentsatz in Bezug auf ihre frühere persönliche Beste 10 km Leistung berechnet, um ihre tatsächliche Leistung zu bewerten. Die Teilnehmer werden gebeten, 2-3 Stunden vor dem Test 5-10 ml/kg Wasser zu konsumieren, und die Menge an Flüssigkeitsaufnahme wird erfasst, um sicherzustellen, dass der gleiche Betrag während des zweiten Besuchs verbraucht wird. Urinproben werden vor dem Leistungstest gesammelt, um das Urinspezifische Gewicht unter Verwendung eines Refraktometers zu bewerten (ATAGA Digital Urin S.G. UG-α-Alpha), wobei die Werte wie folgt bewertet werden: ≤ 1,020 für Euhydration, 1.020-1.030 zur Hypohydration und> 1,030 für schwere Hypohydration. Um den Prozentsatz des Flüssigkeitsverlusts zu berechnen, wird das Körpergewicht vor und nach dem Training gemessen. Die Differenz zwischen dem Körpergewicht vor und nach dem Training wird für die während des Trainings verbrauchte Flüssigkeit angepasst, und der Prozentsatz des Flüssigkeitsverlusts wird berechnet, indem dieser Wert durch das anfängliche Körpergewicht geteilt wird. Eine ordnungsgemäße Hydratation wird durch Bewertung der Wasseraufnahme, des im Urinspezifischen Gewichts und des Flüssigkeitsverlustanteils bewerteten, um die Auswirkung der Hydration auf die Leistung zu kontrollieren.

Abgesehen von der standardisierten Mahlzeit werden am Morgen des Tests keine zusätzlichen Lebensmittel konsumiert. Die Wasseraufnahme während des Tests wird uneingeschränkt sein, aber die verbrauchte Menge wird aufgezeichnet, um eine ähnliche Aufnahme in nachfolgenden Tests zu gewährleisten. Während des Tests werden vor Beginn des Tests Blutproben aus der Fingerspitze und am 1., 3., 5. und 7. Minuten nach dem Ende des Tests zur Messung des PH -Werts von Blut, Laktat und Bicarbonat. Die Herzfrequenz (HR) wird kontinuierlich unter Verwendung eines Herzfrequenzmonitors (Polar Ignite Heart Frequer Monitor und Polar H9 Heart Frequenzsensor, Polar Electro Inc., USA) und Echtzeit-HR-Daten überwacht. Die Teilnehmer werden mündlich über die Fertigstellung jedes Kilometers informiert, aber es werden keine Rückmeldungen in Bezug auf HR, Geschwindigkeit oder Zeit bereitgestellt, und es wird keine verbale Ermutigung gegeben. Leistungsdaten werden erst nach Abschluss aller Messungen mit den Teilnehmern geteilt.

Um eine Verzerrung zu vermeiden, werden alle Messungen für denselben Teilnehmer vom selben Forscher durchgeführt, und der Forscher, der den Leistungstest durchführt, werden für das Natriumbicarbonat (SB) oder die Placebo -Randomisierung geblendet. Die Leistungszeit am Ende des Tests dient als primäre Leistungsergebnis für die Studie. Zusätzlich zu der Zeit und Geschwindigkeit von 10 km werden die Zeit und Geschwindigkeit für jeweils 400 m, die ersten 1 km, 1-5 km, 5-9 km, die letzten 1 km und die letzten 400 m bewertet. Die wahrgenommene Anstrengung am Ende des Tests wird anhand der Borg-Skala (6-20 Punkte) bewertet.

Blutproben und Analyse Blutproben werden zu Studienbeginn und 7 Minuten nach dem Training von der Fingerspitze und bei 1, 3, 5 und 7 Minuten entnommen, um den Blut-pH-Wert, Bicarbonat, Lactat, PO2 und PCO2 unter Verwendung eines Blutgasanalysators (ABL 9, zu analysieren (ABL 9,) Radiometer, Deutschland).

Die mit der G*Power Software (Version 3.1.9.2) durchgeführten Datenanalyse -Mustergrößenberechnungen geben an, dass für eine Leistung von 90% bei einem Alpha -Wert von 0,05 mit einer Effektgröße von 0,8 mindestens 19 Teilnehmer erforderlich sind. Die Daten werden mit SPSS 23.0 analysiert, als Mittelwerte ± Standardabweichungen dargestellt und unter Verwendung des Shapiro-Wilk-Tests auf Normalität getestet. Wiederholte Messungen ANOVA analysieren die Leistungszeiten, während eine Zwei-Wege-ANOVA-ANOVA die Blutparameter bewertet (Intervention X-Zeit). Die Signifikanz ist auf p <0,05 festgelegt. Bonferroni -Post -hoc -Tests identifizieren signifikante Unterschiede, und das partielle ETA -Quadrat (ƞ²) wird berechnet, um die Effektgrößen zu bestimmen (ƞ² ≤ 0,01 = klein, ƞ² ≤ 0,06 = Medium, ƞ² ≤ 0,14 = groß) (Richardson, 2011).