Natriumbikarbonaatin saanti kestävyyden suorituskykyyn

Johdanto puskuroivia aineita liikunnan suorituskyvyssä korkean intensiteetin harjoituksen aikana tapahtuu lihasten väsymystä, mikä vaikuttaa negatiivisesti sekä anaerobiseen että aerobiseen (kestävyys) harjoituksen suorituskykyyn. Yksi lihaksen väsymyksen ensisijainen syy on metabolinen asidoosi, joka johtuu solunsisäisten laktaatin ja H+ -ionien kertymisestä (Freis et al., 2017; Krustrup et al., 2015). Koska lihaksen happamuutta säätelevät solunsisäiset ja solunulkoiset puskurointijärjestelmät, näiden järjestelmien parantaminen on välttämätöntä tehokkaan lihasten supistumisen, viivästymisen viivästymisen ja siten optimoimiseksi sekä anaerobisessa että korkean intensiteetin kestävyysharjoituksissa (Durkalec-Michalski ym., 2018a; 2018b ).

Erilaisia ​​ergogeenisiä apuvälineitä käytetään lisäämään solunsisäistä ja solunulkoista puskurointia, beeta-alaniinia ja natriumbikarbonaattia (SB) ovat kaksi hyvin tuettuja aineita: beeta-alaniini lisäävät solunsisäistä puskurointia lisäämällä lihaskarnosiinitasoja, estäen siten asidoosin ja parantavan suorituskykyä (Trexler et al., 2015). SB toimii ensisijaisesti solunulkoisena puskurina, puhdistaen H+ -ionit verestä. Tämä mekanismi vähentää epäsuorasti H+ Säilyttämällä ATP-tuotanto glykolyysin avulla tämä puskurointi viivästyy lihasväsymyksen alkamista korkean intensiteettiharjoittelujen aikana (Lancha Junior ym., 2015; Lopes-Silva ym., 2019).

Laktaatin ja H+: n kertymisen kykynsä vuoksi tutkimus on keskittynyt pääasiassa SB: n vaikutuksiin korkean intensiteetin, lyhytaikaisen harjoituksen (1-10 minuuttia) suorituskykyyn, jotka riippuvat glykolyyttisestä aineenvaihdunnasta (Delextrat et al., 2018; Driller et al. , 2012; Gough ym., 2017). Esimerkiksi 0,3 g/kg SB: n saannin annos paransi kokonaistyön tuotantoa parantamalla puskurointia 10 x 6 sekunnin sprinttiprotokollassa (Miller et al., 2016). SB: tä käytetään siten yleisesti glykolyyttisen aineenvaihdunnan, kuten sprinting, keskimmäisen matkan juoksun ja taisteluurheilun, urheiluun. Lisäksi SB voi olla hyödyllistä myös pidemmille kestävyystapahtumille (30–60 minuuttia) anaerobisessa kynnyksessä (AT), kuten korkean intensiteetin väliaikaisen koulutuksen tai pitkän matkan kestävyystapahtumien kanssa lopullisen sprintin kanssa (Burke, 2013).

SB ja kestävyyssuorituskyky, kun taas pitkäkestoisen kestävyysharjoituksen (> 30 minuuttia) ohjaavat ensisijaisesti aerobisen aineenvaihdunnan, anaerobinen glykolyysi myötävaikuttaa myös merkittävästi energiantuotantoon, mikä johtaa kohonneisiin verilaktaattitasoihin (Egger et al., 2014; Jones et al., 1977; McNaughton et ai., 1999). Näin ollen SB voi auttaa ylläpitämään optimaalisia pH-tasoja kestävyysharjoituksen aikana parantaen korkean intensiteetin suorituskykyä aerobisessa kynnysarvossa tai sen lähellä (Egger et al., 2014; Freis ym., 2017).

Tutkimuksissa on tutkittu 0,2-0,3: n vaikutuksia G/kg SB: n saanti kestävyyssuorituskykyyn lähellä laktaattikynnystä syklissä ja juoksussa, vertaamalla sitä usein neutraaleihin (natriumkloridi) tai happamiin (ammoniumkloridi) -lisäaineisiin. Tulokset osoittavat, että vaikka SB parantaa uupumisaikaa, happamat aineet voivat vähentää sitä (George & Maclaren, 1988; Jones et ai., 1977; Sutton et ai., 1981). Esimerkiksi Egger et ai. (2014) havaitsi, että 0,3 g/kg SB: n saanti tunti ennen harjoituksen pidennettyjä suorituskykyaikaa testin aikana 30 minuutin harjoittelujakson jälkeen 95%: n anaerobisella kynnyksellä.

Vaikka tutkimukset ovat tukeneet SB: n positiivisia vaikutuksia kestävyyden suorituskykyyn, on olemassa sekoitettuja todisteita. Joissakin tutkimuksissa havaittiin, että huolimatta verisbikarbonaatin ja pH: n lisääntymisestä tai laktaattitasojen vähentämisestä, SB ei parantanut kestävyyden suorituskykyä (Freis et al., 2017; McNaughton ym., 1999). Nämä tutkimukset tehtiin kuitenkin laboratorio -olosuhteissa. SB: n vaikutusta kenttäpohjaisissa, reaalimaailman kestävyysympäristöissä ei ole vielä tehty.

Natriumbikarbonaatin saannin optimointi, kun SB on osoittanut lupaavan parantaa korkean intensiteetin kestävyyden suorituskykyä, tutkimukset keskittyvät usein akuuttiin SB-käyttöön, suosittelemalla tyypillisesti 0,3 g/kg annosta ennen harjoittelua (Lancha Junior et al., 2015). Tämä protokolla lisää tehokkaasti veren pH- ja bikarbonaattitasoja (Price & Singh, 2008) vähentäen samalla plasman H+ -pitoisuutta (Renfree, 2007). Tämä akuutti saanti voi kuitenkin johtaa maha -suolikanavan oireisiin (GIS) johtuen sekä bikarbonaatin että natriumin nopeasta imeytymisestä (Siegler et al., 2012). Kestävyysurheilussa GIS: n hallinta on kriittistä, koska sellaiset oireet voivat vaikuttaa vakavammin suorituskykyyn kuin lyhytaikaisissa tapahtumissa (Jeukendrup, 2017).

Tämä on saanut aikaan vaihtoehtoisten SB -protokollien tutkimuksen GIS: n minimoimiseksi, kuten annostuksen levittäminen ajan myötä, pienempien annosten avulla tai antamalla peräkkäisen päivän aikana. Tässä projektissa osallistuvien tutkijoiden tekemässä tutkimuksessa arvioitiin 0,2 g/kg SB: n vaikutuksia kestävyyssuorituskykyyn neljän peräkkäisen päivän aikana miespyöräilijöissä. Tulokset osoittivat, että vaikka sekä akuutti että peräkkäinen SB: n saannin parannettu puskurointikyky (kuva 1), vain peräkkäinen saanti pidentyi merkittävästi uupumiseen verrattuna lumelääkkeeseen (kuva 2). Erityisesti GIS havaittiin akuutilla saannilla, mutta minimoitiin peräkkäisen päivän saannin avulla, mikä viittaa vaihtoehtoisten akuutin SB-protokollan tarvetta kestävyyden suorituskyvyn parantamiseksi vähentämällä GIS.

Kuva 1. 0,2 g/kg natriumbikarbonaatin vaikutukset veren pH: iin (A) ja veridikarbonaattitasoihin (B) akuutissa ja peräkkäisissä päivinä (Aktitiz et ai., 2024). SB: Natriumbikarbonaatti. §: merkitsevä ero akuutin SB: n ja PLA: n välillä (P <0,05); ¥: Merkittävä ero kaikkien pareittain vertailujen välillä (akuutti SB, peräkkäiset päivät SB ja PLA) (p <0,05).

Kuvio 2. 0,2 g/kg natriumbikarbonaatin vaikutus uupumiseen akuutissa ja peräkkäisissä päivinä (Aktitiz et ai., 2024). SB: Natriumbikarbonaatti. *: Merkittävä ero peräkkäisten päivien SB ja PLA: n välillä (P <0,05).

Vaihtoehtoisten SB-imumenetelmien tutkimuksissa hiilihydraattirikkaiden aterioiden kulutuksen todettiin olevan yksi tehokkaimmista tavoista estää GIS. Esimerkiksi tutkimus (Carr et al., 2011) osoitti, että kuluttaminen 0,3 g/kg SB: tä 1,5 g/kg hiilihydraatilla ja 7 ml/kg nesteellä johtivat veren bikarbonaatin ja pH-tasot 120-150 minuutin sisällä, minimaalisilla GIS: llä . Tämä havainto viittaa siihen, että SB: n kulutus hiilihydraateilla voi parantaa suorituskykyä minimoimalla haitalliset vaikutukset tarjoamalla lupaavan lähestymistavan kestävyysurheilijoille.

SB ja naisurheilijat, vaikka tutkimukset ovat osoittaneet, että SB voi vaikuttaa positiivisesti voimakkaan kestävyysharjoituksen suorituskykyyn (Egger ym., 2014; George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton ym., 1981), useimmat tutkimukset on suoritettu miesurheilijoille. Naisurheilijoiden tutkimukset edustavat vain 7,4% SB -tutkimuksista (Smith et ai., 2022). Niiden yleensä pienemmän lihasmassan ja vähentyneen osuuden tyypin 2 lihaskuiduista (Nuzzo et ai., 2024) naisilla voi olla vähentynyt glykolyyttinen kapasiteetti, mikä tarkoittaa, että SB: llä voi olla selkeä vaikutus naisten fysiologiaan (Green et al., 1984; Hegge et ai., 2016; Lisäksi heidän kuukausittaisen kokemuksensa vuoksi maha -suolikanavan oireista (GIS), kuten turvotuksesta, vatsakipuista ja ripulista kuukautiskierron aikana, naiset voivat sietää SB: n sivuvaikutuksia paremmin (Carr et al., 2023). Nämä havainnot viittaavat siihen, että SB saattaa olla tehokkaampi naisurheilijoilla.

Itse asiassa akuutin 0,3 g/kg SB: n annos 90 minuuttia ennen liikuntaa osoitettiin parantavan 1 minuutin maksimaalista syklisuorituskykyä 10 fyysisesti aktiivisella naisella (McNaughton et ai., 1997). Toisessa tutkimuksessa, johon osallistui naiskoripalloilijoita (n = 15), 3 päivän hoito, joka oli 0,4 g/kg SB, paransi toistuvaa sprintin suorituskykyä ja hyppykorkeutta simuloidun pelin aikana (Delextrat et al., 2018). Metaanalyysi vahvisti myös SB: n positiivisen vaikutuksen naisurheilijoiden anaerobiseen suorituskykyyn (Saunders et al., 2022). SB: n vaikutusta korkean intensiteetin kestävyyssuorituskykyyn naisurheilijoilla ei kuitenkaan ole tutkittu. Lisäksi olemassa olevat tutkimukset rajoittuvat hyvin koulutettuihin 19-26-vuotiaisiin naisisiin (Saunders et al., 2022), ja sen vaikutukset virkistystasoon ja vanhemmat naisurheilijat ovat edelleen tutkimatta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka merkittävät todisteet viittaavat siihen, että SB voi parantaa korkean intensiteetin kestävyyssuorituskykyä, tutkimuksen puute on huomattava, joka käsittelee erityisesti naisurheilijan fysiologiaa ja vaihtoehtoisia SB-protokollia, jotka lieventävät GIS: ää naisilla.

Menetelmätutkimusryhmä Tutkimukseen sisältyy 19 terveellistä 18–40-vuotiasta virkistysjuoksijaa, jotka ovat jatkuvasti kouluttaneet (vähintään kolme päivää viikossa) vähintään yhden vuoden ajan. Osallistujat rekrytoidaan Ankaran yliopistourheilukerhojen kautta. Tämän tutkimuksen etiikan hyväksyntä saatiin Hacettepen yliopiston kliinisen tutkimuksen etiikan komiteasta. Osallistujille ilmoitetaan protokollasta, jolla on tietoinen suostumuslomakkeet, ja tutkimus noudattaa Helsingin (2013) päivitettyjä ilmoituksia. Tukikelpoisuuden vahvistamiseksi annetaan demografiset muodot, jotka dokumentoivat koulutushistoriaa ja amerikkalaisen urheilulääketieteen korkeakoulun fyysisen aktiivisuuden valmiuskyselyä.

Sisällyttämiskriteerit:

• Nainen, 18–40-vuotias.
• Virkistysjuoksija, jolla on vähintään yhden vuoden säännöllinen koulutus (vähintään kolme päivää viikossa).
• Kokemus vähintään 10 km: n kisoista (vahvistettu virallisella kilpailutuloksella).
• Kyky suorittaa 10 km: n etäisyys keskimäärin alle 6,00 min/km (vahvistetaan parhaiten ennätyksellisillä todisteilla Stravan kaltaisten sovellusten kautta).

Poissulkemiskriteerit:

• Kaikkien lääkkeiden tai lisäravinteiden käyttö, jotka voivat vaikuttaa aineenvaihduntaan.
• Kaikkien akuutin tai kroonisen tilan läsnäolo, joka rajoittaa fyysistä aktiivisuutta (tuki- ja liikuntaelin-, sydän- ja verisuoni- tai hengityselimet).
• Alkoholi ja/tai tupakointitottumukset.
• Tiettyjen aineenvaihduntaan vaikuttavan ruokavalion noudattaminen tutkimusjakson aikana (ajoittainen paasto, ketogeeninen, vegaaninen ruokavalio jne.).
• Raskaus tai imetys tutkimusjakson aikana.
• Vakavat kuukautisten väärinkäytökset tai amenorrea.
• Kehon massaindeksi (BMI) alueen 18,5-30 ulkopuolella.
• Maha -suolikanavan häiriöiden historia (esim. IBS, Crohnin tauti).
• Allergia tai natriumbikarbonaatin tai siihen liittyvien yhdisteiden intoleranssi.
• Historia epäjärjestyneestä syömisestä.

Tutkimussuunnittelu Tämä satunnaistettu, kaksoissokkoutettu, ristikkäinen tutkimus liittyy jokaiseen osallistujaan neljään kokeelliseen liikuntakokeeseen: yksi kehon koostumusta varten, yksi maksimaalinen hapenoton (VO2MAX) testi ja kaksi "suorituskykytestiä", joka keskittyi 10 km: n valmistumisajan ja muun arviointiin ja muihin Kestävyyteen liittyvät muuttujat. Osallistujat suorittavat kaksi interventiota: natriumbikarbonaatti (SB) ja lumelääke (PL). SB-tilassa osallistujat saavat 0,3 g/kg SB, kun taas PL-tilassa he saavat 0,03 g/kg taulukon suolaa, annettu kaksoissokkoutettu. Suorituskyvyn testaus alkaa 1,5 tuntia standardisoidun 1,5 g/kg hiilihydraattien aamiaisen nauttimisen jälkeen. Jokaisen testin jälkeen tapahtuu 3-7 päivän pesujakso, jonka jälkeen ryhmät ylitetään ja protokolla toistetaan.

Kehon koostumuksen osallistujat vierailevat laboratoriossa yön yli yön jälkeen, pukeutumatta mitään metalli- tai elektronisia esineitä, ja tyhjentävät rakkulaitteensa ennen mittauksia. Kehon paino mitataan tarkkuudella 0,1 kg käyttämällä elektronista asteikkoa (Tanita UBB SC 330, USA). Kehon koostumus, mukaan lukien rasvamassa, kehon rasvaprosentti, laiha kehon massa ja viskeraalinen rasvakudos, arvioidaan käyttämällä kaksoisenergiaa röntgen-absorptiometriaa (DXA, Lunar Propro Pro kapea tuuletinpalkki, GE Health Care, Madison Wisconsin, USA) . DXA kalibroidaan päivittäin, ja kaikki mittaukset suorittaa lisensoitu tutkija. Kehon koostumuksen arvot analysoidaan käyttämällä GE Encore V14.1 -ohjelmistoa ja Corescania viskeraalisen rasvakudoksen suhteen.

Ruokavalion saannin standardointi Yksi päivä ruokavalion saantitietueista kerätään 24 tuntia ennen suorituskykykokeita ja analysoidaan käyttämällä BEBIS 6.1 -ohjelmistoa (Stuttgart, Saksa). Tämä standardointi varmistaa samanlaisen hiilihydraatin saanti ennen testejä. Lisäksi osallistujat kuluttavat standardisoidun 1,5 g/kg hiilihydraattien aamiaisen (vilja, maito, hedelmät) 90 minuuttia ennen testausta, linjaamalla kilpailupäivän suositusten kanssa (Burke et al., 2011).

Natriumbikarbonaattilisäaine, jokainen osallistuja suorittaa kaksi kokeilua: akuutti SB ja lumelääke. Annos 0,3 g/kg/päivä SB annetaan 7 ml/kg vedessä hiilihydraattirikkaalla aterialla maha-suolikanavan (GIS) oireiden minimoimiseksi, Carr et al. (2011). Lumelääkettä varten 0,03 g/kg/päivä pöytäsuolaa annetaan samalla väliajoin. Osallistujien GIS-oireet arvioidaan käyttämällä 10 pisteen Likert-asteikon kyselyä, jossa arvioidaan 10 erilaista GIS-oireita 90, 60 ja 30 minuutin edeltävässä käytössä.

VO2MAX

Osallistujien VO2MAX- ja kuntotasojen määrittämiseksi suoritetaan inkrementaalinen juoksumaton testiprotokolla. Testi alkaa nopeudella 6 km/h ja kasvaa 1 km/h minuutissa, kunnes uupumus, juoksumaton kaltevuus on asetettu 1%: iin. Hapen imeytyminen (VO2) ja hiilidioksidituotanto (VCO2) mitataan kaasuanalyysijärjestelmällä (kvarkin cpet, cosmed sydän- ja keuhkojen harjoitustestaus, Italia), ja sykettä tarkkaillaan käyttämällä Polar Ignite- ja H9-anturia. VO2MAX -arvoa pidetään kelvollisena, jos kaksi seuraavista kriteereistä täyttyy:

• Tasangon VO2: ssa.
• Hengityssuhteen suhde> 1,10.
• Syke ylittää 90% ennustetusta enimmäismäärästä.
• Havaittu rasituspiste yli 18. venytys. Osallistujia kehotetaan välttämään liikuntaa 2 päivää aiemmin, pidättäytymään alkoholista (48 tuntia) ja kofeiinista (12 tuntia) ja ylläpitämään tavanomaista ruokavaliota. Testit suoritetaan samanaikaisesti samanlaisissa ympäristöolosuhteissa kuukautiskierron follikulaarivaiheessa (päivät 6-12) hormonaalisten vaikutusten minimoimiseksi (McNulty et ai., 2020). Osallistujia pyydetään ilmoittamaan kuukautiskierron vaihe ja oraalinen ehkäisykäyttö testiaikataulun aikana.

Osallistujille ilmoitetaan, että heidän odotetaan toimittavan parhaan suorituskyvyn. Ensimmäisen vierailunsa aikana osallistujia pyydetään tarkistamaan aikaisempi nopein 10 km: n suorituskyky sovelluksen avulla. Jokaiselle suorituskyvyn kokeelle lasketaan prosenttiosuus heidän aiempaan henkilökohtaiseen parhaaseen 10 km: n suorituskykyyn heidän todellisen suorituskyvyn arvioimiseksi. Osallistujia pyydetään kuluttamaan 5-10 ml/kg vettä 2-3 tuntia ennen testiä, ja nesteen saanti kirjataan varmistamaan, että sama määrä kulutetaan toisen vierailun aikana. Virtsanäytteet kerätään ennen suorituskykytestiä virtsan spesifisen painovoiman arvioimiseksi refraktometrillä (Atago Digitago Virtsa S.G. UG-a-alfa), arvojen ollessa seuraavasti: ≤1,020 euhydraatiosta, 1,020-1,030 hypohydraatiota varten ja> 1,030 vaikeaa hypohydraatiota varten. Nesteen menetyksen prosenttiosuuden laskemiseksi ruumiinpaino mitataan ennen ja jälkeen harjoituksen. Eroa edeltävä ja liikunnan jälkeinen ruumiinpainon välillä säädetään harjoituksen aikana kulutetun nesteen määrän suhteen, ja nesteen menetyksen prosenttiosuus lasketaan jakamalla tämä arvo alkuperäisen painon perusteella. Oikea nesteytys varmistetaan arvioimalla veden saantia, virtsankohtaista painovoimaa ja nesteen menetysprosenttia hydraation vaikutuksen suorituskykyyn.

Ylimääräisiä ruokia, standardisoidun aterian lisäksi, ei kuluteta testin aamuna. Veden saanti testin aikana on rajoittamaton, mutta kulutettu määrä kirjataan samankaltaisen saannin varmistamiseksi seuraavissa testeissä. Testin aikana verinäytteet otetaan sormenpäästä ennen testin alkamista ja 1., 3., 5. ja 7. minuutin kuluttua testin päättymisestä veren pH-, laktaatti- ja bikarbonaattitasojen mittaamiseksi. Sykettä (HR) tarkkaillaan jatkuvasti sykkeenäyttöä (Polar Ignite -syketoimitus ja polaarinen H9-syke-anturi, Polar Electro Inc., USA), ja tutkija seuraa reaaliaikaisia ​​HR-tietoja. Osallistujille ilmoitetaan suullisesti kunkin kilometrin valmistumisesta, mutta HR: n, nopeuden tai ajan tai aikaa ei anneta palautetta, eikä sanallista rohkaisua ole annettu. Suorituskykytiedot jaetaan osallistujien kanssa vasta, kun kaikki mittaukset on valmis.

Välityksen välttämiseksi kaikki saman osallistujan mittaukset suorittavat sama tutkija, ja suorituskykykokeen antama tutkija sokeutetaan natriumbikarbonaattiin (SB) tai lumelääke satunnaistamiseen. Testin lopussa saatu suorituskykyaika toimii tutkimuksen ensisijaisena suorituskyvyn lopputuloksena. 10 km: n valmistumisajan ja nopeuden lisäksi arvioidaan myös jokaisen 400 m: n aika ja nopeus 400 metriä, ensimmäiset 1 km, 1-5 km, 5-9 km, viimeinen 1 km ja lopullinen 400 m. Testin lopussa havaittu rasitus arvioidaan Borg-asteikolla (6-20 pistettä).

Verinäytteet ja analyysi verinäytteet kerätään sormenpäästä lähtötilanteessa ja 1, 3, 5 ja 7 minuutin kuluttua liikunnan jälkeen veren pH: n, bikarbonaatin, laktaatin, PO2: n ja PCO2: n analysoimiseksi veren kaasuanalysaattorilla (ABL 9, Radiometri, Saksa).

Tietoanalyysin näytteen kokolaskelmat, jotka suoritetaan käyttämällä G*-virtaohjelmistoa (versio 3.1.9.2) osoittavat, että vähintään 19 osallistujaa tarvitaan 90%: n tehon alfa -tasolla 0,05, vaikutuksen koko 0,8. Tiedot analysoidaan SPSS 23.0: lla, esitetään keskiarvoina ± standardipoikkeamat ja testataan normaalisuuden suhteen Shapiro-Wilk-testillä. Toistuvat mitat ANOVA analysoi suorituskykyaikoja, kun taas kaksisuuntaiset toistuvat mitat ANOVA arvioi veriparametreja (interventio x-aika). Merkitys on asetettu p <0,05. Bonferroni -post hoc -testit tunnistavat merkittävät erot, ja osittainen ETA -neliö (ƞ²) lasketaan vaikutuksen koon määrittämiseksi (ƞ² ≤ 0,01 = pieni, ƞ² ≤ 0,06 = keskipitkä, ƞ² ≤ 0,14 = suuri) (Richardson, 2011).