Assunzione di bicarbonato di sodio sulle prestazioni di resistenza

Introduzione agenti tamponosi nelle prestazioni dell'esercizio durante l'esercizio ad alta intensità, si verifica affaticamento muscolare, che ha un impatto negativo su prestazioni di esercizio sia anaerobico che aerobico (resistenza). Una causa primaria di affaticamento muscolare è l'acidosi metabolica, che deriva dall'accumulo di lattato intracellulare e ioni H+ (Freis et al., 2017; Kruslup et al., 2015). Poiché l'acidità muscolare è regolata da sistemi di buffering intracellulare ed extracellulare, migliorare questi sistemi è essenziale per sostenere una contrazione muscolare efficace, ritardare la fatica e quindi ottimizzare le prestazioni negli esercizi di resistenza sia anaerobici che ad alta intensità ).

Vari ausili ergogenici vengono utilizzati per aumentare la capacità di tampone intracellulare ed extracellulare, con beta-alanina e bicarbonato di sodio (SB) essendo due agenti ben supportati: la beta-alanina migliora il tampone intracellulare aumentando i livelli di carnosina muscolare, impedendo così acidosi e migliorando le prestazioni (Trexler et al., 2015). SB agisce principalmente come un tampone extracellulare, eliminando gli ioni H+ dal sangue. Questo meccanismo riduce indirettamente l'accumulo di H+ nei muscoli durante l'esercizio intenso (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b). Preservando la produzione di ATP tramite glicolisi, questa azione tampone ritarda l'insorgenza della fatica muscolare durante gli esercizi ad alta intensità (Lancha Junior et al., 2015; Lopes-Silva et al., 2019).

A causa della sua capacità di ridurre il lattato e l'accumulo di H+, la ricerca si è concentrata prevalentemente sugli effetti di SB su prestazioni di esercizio ad alta intensità e di breve durata (1-10 minuti) dipendenti dal metabolismo glicolitico (DeLestrat et al., 2018; Driller et al. , 2012; Ad esempio, 0,3 g/kg di dose di assunzione di SB ha migliorato la produzione di lavoro totale migliorando la capacità di buffering in un protocollo di sprint da 10 x 6 secondi (Miller et al., 2016). SB è quindi comunemente usato per lo sport dipendente dal metabolismo glicolitico, come lo sprint, la corsa di media distanza e gli sport di combattimento. Inoltre, SB può anche essere utile per eventi di resistenza più lunghi (30-60 minuti) alla soglia anaerobica (AT), come l'allenamento a intervalli ad alta intensità o eventi di resistenza a lunga distanza che si concludono con uno sprint finale (Burke, 2013).

Le prestazioni SB e di resistenza mentre l'esercizio di resistenza di lunga durata (> 30 minuti) è principalmente guidato dal metabolismo aerobico, anche la glicolisi anaerobica contribuisce in modo significativo alla produzione di energia, portando a livelli elevati di lattato nel sangue (Egger et al., 2014; Jones et al., 1977; Di conseguenza, SB può aiutare a mantenere livelli di pH ottimali durante l'esercizio di resistenza, migliorando le prestazioni ad alta intensità alla o vicino alla soglia aerobica (Egger et al., 2014; Freis et al., 2017).

Gli studi hanno esaminato gli effetti di 0,2-0,3 G/kg di assunzione di SB sulle prestazioni di resistenza vicino alla soglia del lattato in ciclo e corsa, confrontandolo spesso con integratori neutri (cloruro di sodio) o acido (cloruro di ammonio). I risultati indicano che mentre SB migliora il tempo all'esaurimento, gli agenti acidi possono ridurlo (George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981). Ad esempio, Egger et al. (2014) hanno scoperto che 0,3 g/kg di assunzione di SB un'ora prima dell'esercizio fisico ha prolungato il tempo di prestazione durante un test dopo una sessione di esercizio di 30 minuti alla soglia anaerobica al 95%.

Mentre gli studi hanno supportato gli effetti positivi di SB sulle prestazioni di resistenza, ci sono prove contrastanti. Alcuni studi hanno scoperto che, nonostante l'aumento del bicarbonato nel sangue e il pH o la riduzione dei livelli di lattato, SB non ha migliorato le prestazioni di resistenza (Freis et al., 2017; McNaughton et al., 1999). Questi studi, tuttavia, sono stati condotti in condizioni di laboratorio. Non è stata ancora condotta la ricerca sull'effetto di SB nelle impostazioni di resistenza del mondo basate sul campo.

L'ottimizzazione dell'assunzione di bicarbonato di sodio mentre SB ha dimostrato promesse nel migliorare le prestazioni di resistenza ad alta intensità, gli studi spesso si concentrano sull'uso acuto SB, raccomandando in genere una dose di 0,3 g/kg prima dell'esercizio (Lancha Junior et al., 2015). Questo protocollo aumenta efficacemente i livelli di pH nel sangue e bicarbonato (Price & Singh, 2008) riducendo al contempo la concentrazione plasmatica di H+ (Renfree, 2007). Tuttavia, questa assunzione acuta può portare a sintomi gastrointestinali (GIS) a causa del rapido assorbimento sia del bicarbonato che del sodio (Siegler et al., 2012). Negli sport di resistenza, la gestione del GIS è fondamentale, in quanto tali sintomi possono avere un impatto in modo più grave rispetto agli eventi di breve durata (Jeukendrup, 2017).

Ciò ha spinto l'esplorazione di protocolli SB alternativi per ridurre al minimo GIS, come la diffusione del dosaggio nel tempo, l'uso di dosi più basse o la somministrazione per giorni consecutivi. In uno studio condotto da ricercatori coinvolti in questo progetto, gli effetti di 0,2 g/kg di SB sulle prestazioni di resistenza sono stati valutati per quattro giorni consecutivi nei ciclisti maschili. I risultati hanno mostrato che mentre l'assunzione SB sia acuta e consecutiva ha migliorato la capacità di buffering (Figura 1), solo l'assunzione consecutiva ha esteso significativamente il tempo all'esaurimento rispetto al placebo (Figura 2). In particolare, è stato osservato GIS con assunzione acuta ma è stato ridotto al minimo con l'assunzione di giorni consecutivi, suggerendo la necessità di protocolli SB acuti alternativi per migliorare ulteriormente le prestazioni di resistenza riducendo i GIS.

Figura 1. Effetti di 0,2 g/kg di bicarbonato di sodio su pH nel sangue (A) e livelli di bicarbonato nel sangue (B) su giorni acuti e consecutivi (Aktitiz et al., 2024). SB: bicarbonato di sodio. §: differenza significativa tra SB acuto e PLA (p <0,05); ¥: differenza significativa tra tutti i confronti a coppie (SB acuto, giorni consecutivi SB e PLA) (p <0,05).

Figura 2. Effetto di 0,2 g/kg di bicarbonato di sodio in tempo all'esaurimento su giorni acuti e consecutivi (Aktitiz et al., 2024). SB: bicarbonato di sodio. *: Differenza significativa tra giorni consecutivi SB e PLA (P <0,05).

Negli studi sui metodi di assunzione di SB alternativi, il consumo con i pasti ricchi di carboidrati è risultato essere uno dei modi più efficaci per prevenire il GIS. Ad esempio, uno studio (Carr et al., 2011) ha mostrato che il consumo di 0,3 g/kg SB con carboidrati di 1,5 g/kg e fluido 7 ml/kg ha portato al picco di bicarbonato ematico e livelli di pH entro 120-150 minuti, con GIS minimo . Questa scoperta suggerisce che il consumo di SB con i carboidrati può migliorare le prestazioni minimizzando gli effetti avversi, fornendo un approccio promettente per gli atleti di resistenza.

Le atlete SB e femmine sebbene studi abbiano dimostrato che SB può avere un impatto positivo sull'esercizio di resistenza ad alta intensità (Egger et al., 2014; George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981), Most Research è stato condotto su atleti di sesso maschile. Gli studi che coinvolgono atleti rappresentano solo il 7,4% degli studi SB totali (Smith et al., 2022). A causa della loro massa muscolare generalmente più bassa e di una percentuale ridotta di fibre muscolari di tipo 2 (Nuzzo et al., 2024), le donne possono avere una capacità glicolitica ridotta, il che significa che SB potrebbe avere un effetto distinto sulla fisiologia femminile (Green et al., 1984; Hegge et al., 2016; Inoltre, a causa della loro esperienza mensile con i sintomi gastrointestinali (GIS) come gonfiore, dolore addominale e diarrea durante il ciclo mestruale, le donne possono tollerare meglio gli effetti collaterali di SB (Carr et al., 2023). Questi risultati suggeriscono che SB potrebbe essere più efficace nelle atlete.

In effetti, una dose acuta di 0,3 g/kg di SB ha assunto 90 minuti prima che l'esercizio fisico migliorasse le prestazioni di ciclismo massima di 1 minuto in 10 donne fisicamente attive (McNaughton et al., 1997). In un altro studio che coinvolge giocatori di basket femminile (n = 15), un regime di 3 giorni di 0,4 g/kg di SB ha migliorato le prestazioni di sprint ripetute e l'altezza del salto durante una partita simulata (Delextrat et al., 2018). Una meta-analisi ha anche confermato l'effetto positivo di SB sulle prestazioni anaerobiche nelle atlete femminili (Saunders et al., 2022). Tuttavia, l'impatto di SB sulle prestazioni di resistenza ad alta intensità nelle atlete non è stato studiato. Inoltre, gli studi esistenti sono limitati a donne altamente addestrate di età compresa tra 19-26 anni (Saunders et al., 2022) e i suoi effetti sulle atlete a livello ricreativo e più anziane rimangono inesplorate.

In sintesi, sebbene prove significative suggeriscano che SB può migliorare le prestazioni di resistenza ad alta intensità, vi è una notevole mancanza di ricerche che si rivolgono specificamente alla fisiologia dell'atleta femminile e ai protocolli SB alternativi che mitigano il GIS nelle donne.

Metodo Study Group Lo studio includerà 19 corridori ricreativi sani di età compresa tra 18 e 40 anni, che si sono costantemente allenati (almeno tre giorni alla settimana) per un minimo di un anno. I partecipanti saranno reclutati attraverso la sensibilizzazione ai club sportivi universitari di Ankara. L'approvazione etica per questo studio è stata ottenuta dal comitato etico della ricerca clinica dell'Università di Hacettepe. I partecipanti saranno informati del protocollo, dotato di moduli di consenso informato e lo studio aderrà alla dichiarazione aggiornata di Helsinki (2013). Verranno amministrati i moduli demografici che documentano la storia della formazione e un questionario sull'attività fisica dell'American College of Sports Medicine Activity per confermare l'idoneità.

Criteri di inclusione:

• Femmina, di età compresa tra 18 e 40 anni.
• RUNCERS REACREATIONE con una storia minima di un anno di formazione regolare (almeno tre giorni alla settimana).
• Esperienza in gare di 10 km o più (verificata da un risultato ufficiale della gara).
• Capacità di completare una distanza di 10 km a un ritmo medio al di sotto di 6,00 min/km (confermato attraverso prove migliori record tramite applicazioni come Strava).

Criteri di esclusione:

• Utilizzo di eventuali farmaci o integratori che potrebbero influire sul metabolismo.
• Presenza di qualsiasi condizione acuta o cronica che limita l'attività fisica (problemi muscoloscheletrici, cardiovascolari o respiratori).
• Alcol e/o abitudini di fumo.
• L'adesione a una dieta specifica che influenza il metabolismo durante il periodo di studio (digiuno intermittente, diete chetogeniche, vegane, ecc.).
• Gravidanza o allattamento durante il periodo di studio.
• Gravi irregolarità mestruali o amenorrea.
• Indice di massa corporea (BMI) al di fuori dell'intervallo di 18,5-30.
• Storia dei disturbi gastrointestinali (ad es. IBS, malattia di Crohn).
• Allergia o intolleranza al bicarbonato di sodio o composti correlati.
• Storia di alimentazione disordinata.

Progettazione dello studio Questo studio crossover randomizzato, in doppio cieco coinvolgerà ciascun partecipante in quattro test sperimentali di esercizi: uno per la composizione corporea, un test massimo di assorbimento di ossigeno (VO2MAX) e due "test di prestazioni" incentrati sulla valutazione del tempo di completamento di 10 km e altri Variabili correlate alla resistenza. I partecipanti completeranno due interventi: bicarbonato di sodio (SB) e placebo (PL). Nella condizione SB, i partecipanti riceveranno 0,3 g/kg SB, mentre nella condizione PL riceveranno 0,03 g/kg di sale da tavolo, somministrato in doppio cieco. I test delle prestazioni inizieranno 1,5 ore dopo l'ingestione di una colazione di carboidrati standardizzata da 1,5 g/kg. Dopo ogni test, si verificherà un periodo di lavaggio di 3-7 giorni, dopo di che i gruppi verranno attraversati e il protocollo si è ripetuto.

I partecipanti alla composizione corporea visiteranno il laboratorio dopo un digiuno notturno, senza metallo o oggetti elettronici e annullano le vesciche prima delle misurazioni. Il peso corporeo verrà misurato con una precisione di 0,1 kg usando una scala elettronica (Tanita UBB SC 330, USA). La composizione corporea, tra cui la massa grassa, la percentuale di grasso corporeo, la massa corporea magra e il tessuto adiposo viscerale, sarà valutata utilizzando assorbtiometria a raggi X a doppia energia (DXA, Lunar Prodigy Pro Stretty Fan Beam, GE Health Care, Madison Wisconsin, USA) . Il DXA sarà calibrato quotidianamente e tutte le misurazioni saranno condotte da un ricercatore autorizzato. I valori di composizione corporea verranno analizzati utilizzando il software GE Encore V14.1 e Corescan per il tessuto adiposo viscerale.

La standardizzazione dell'assunzione dietetica un giorno di record di assunzione dietetica verrà raccolta 24 ore prima dei test di prestazione e analizzata utilizzando il software Bebis 6.1 (Stoccarda, Germania). Questa standardizzazione garantirà un simile apporto di carboidrati prima dei test. Inoltre, i partecipanti consumeranno una colazione di carboidrati standardizzata da 1,5 g/kg (cereali, latte, frutta) 90 minuti prima del test, allineandosi con le raccomandazioni del giorno della gara (Burke et al., 2011).

Supplementazione di bicarbonato di sodio Ogni partecipante completerà due prove: SB acuto e placebo. Una dose di 0,3 g/kg/giorno SB verrà somministrata in 7 ml/kg di acqua con un pasto ricco di carboidrati per ridurre al minimo i sintomi gastrointestinali (GIS), seguendo il protocollo di Carr et al. (2011). Per il placebo, 0,03 g/kg/giorno di sale verrà somministrato allo stesso intervallo. I sintomi GIS dei partecipanti verranno valutati utilizzando un sondaggio su scala Likert a 10 punti che valuta 10 diversi sintomi GIS a 90, 60 e 30 minuti pre-esercizio.

Vo2max

Per determinare i livelli VO2MAX e di fitness dei partecipanti, verrà condotto un protocollo di test del tapis roulant incrementale. Il test inizierà a 6 km/h e aumenterà di 1 km/h ogni minuto fino all'esaurimento, con una pendenza del tapis roulant impostata all'1%. L'assorbimento di ossigeno (VO2) e la produzione di anidride carbonica (VCO2) saranno misurati utilizzando un sistema di analisi del gas (Quark CPET, Test di esercizio cardio-polmonare COSMED, Italia) e la frequenza cardiaca verrà monitorata utilizzando un sensore di accensione polare e H9. Il valore VO2max sarà considerato valido se sono soddisfatti due dei seguenti criteri:

• Un altopiano in VO2.
• Rapporto di scambio respiratorio> 1,10.
• Frequenza cardiaca superiore al 90% del max previsto.
• Punteggio percepito dello sforzo superiore a 18. 10 km di esecuzione del test di prestazione Per valutare l'impatto di SB sull'esercizio prolungato ad alta intensità, i partecipanti eseguiranno una prova a tempo di 10 km a seguito di una routine di riscaldamento di 5 minuti di jogging a 8 km/h e 5 minuti allungamento. I partecipanti verranno istruiti a evitare l'esercizio 2 giorni prima, astenersi dall'alcol (48 ore) e caffeina (12 ore) e mantengono la loro normale dieta. I test saranno condotti contemporaneamente, in condizioni ambientali simili, nella fase follicolare (giorni 6-12) del ciclo mestruale per ridurre al minimo l'impatto ormonale (McNulty et al., 2020). Ai partecipanti verrà chiesto di segnalare la fase del ciclo mestruale e l'uso contraccettivo orale durante la pianificazione dei test.

I partecipanti saranno informati che dovrebbero offrire le loro migliori prestazioni. Durante la loro prima visita, ai partecipanti verrà chiesto di verificare le prestazioni più veloci di 10 km utilizzando un'applicazione. Per ogni prova delle prestazioni, la percentuale relativa alle migliori prestazioni personali di 10 km personali verrà calcolata per valutare le loro prestazioni effettive. Ai partecipanti verrà chiesto di consumare 5-10 ml/kg di acqua 2-3 ore prima del test e la quantità di assunzione di liquidi verrà registrata per garantire che la stessa quantità venga consumata durante la seconda visita. I campioni di urina verranno raccolti prima del test delle prestazioni per valutare il peso specifico delle urine utilizzando un refrattometro (Atago Digital Urine S.G. Ug-α alfa), con valori valutati come segue: ≤1.020 per l'euidratazione, 1.020-1.030 per ipoidratazione e> 1,030 per ipoidratazione grave. Per calcolare la percentuale di perdita di liquidi, il peso corporeo verrà misurato prima e dopo l'esercizio. La differenza tra il peso corporeo pre e post-esercizio verrà regolata per la quantità di fluido consumato durante l'esercizio e la percentuale di perdita di fluido verrà calcolata dividendo questo valore per il peso corporeo iniziale. La corretta idratazione sarà garantita valutando l'assunzione di acqua, il gravità specifica delle urine e la percentuale di perdita di fluidi per controllare l'effetto dell'idratazione sulle prestazioni.

Nessun cibo aggiuntivo, a parte il pasto standardizzato, verrà consumato la mattina del test. L'assunzione di acqua durante il test sarà illimitata, ma la quantità consumata verrà registrata per garantire un apporto simile nei test successivi. Durante il test, i campioni di sangue verranno prelevati dalla punta del dito prima dell'inizio del test e al 1 °, 3 °, 5 ° e 7 ° minuto dopo la fine del test per misurare il pH nel sangue, il lattato e i livelli di bicarbonato. La frequenza cardiaca (HR) verrà continuamente monitorata utilizzando un monitor per la frequenza cardiaca (monitor della frequenza cardiaca per Ignite polare e il sensore di frequenza cardiaca polare H9, Polar Electro Inc., USA) e i dati delle risorse umane in tempo reale saranno monitorati dal ricercatore. I partecipanti saranno informati verbalmente del completamento di ciascun chilometro, ma non verrà fornito alcun feedback su risorse umane, velocità o tempo e non verrà dato alcun incoraggiamento verbale. I dati sulle prestazioni saranno condivisi con i partecipanti solo dopo il completamento di tutte le misurazioni.

Per evitare pregiudizi, tutte le misurazioni per lo stesso partecipante saranno condotte dallo stesso ricercatore e il ricercatore che amministra il test delle prestazioni sarà accecato al bicarbonato di sodio (SB) o alla randomizzazione placebo. Il tempo di prestazione ottenuto alla fine del test fungerà da risultato principale per le prestazioni per lo studio. Oltre al tempo e alla velocità di completamento di 10 km, saranno valutati anche il tempo e la velocità per ogni 400 m, verranno anche valutati i primi 1 km, 1-5 km, 5-9 km, ultimo 1 km e 400 m finali. Lo sforzo percepito alla fine del test sarà valutato usando la scala Borg (6-20 punti).

Il campionamento del sangue e l'analisi dei campioni di sangue verranno raccolti dalla punta del dito al basale e a 1, 3, 5 e 7 minuti dopo l'escisionario per analizzare pH nel sangue, bicarbonato, lattato, PO2 e PCO2 usando un analizzatore di gas nel sangue (ABL 9, Radiometro, Germania).

Analisi dei dati I calcoli delle dimensioni del campione eseguiti utilizzando il software G*Power (versione 3.1.9.2) indicano che sono necessari un minimo di 19 partecipanti per una potenza del 90% a un livello alfa di 0,05 con una dimensione dell'effetto di 0,8. I dati verranno analizzati con SPSS 23.0, presentati come medie ± deviazioni standard e testati per la normalità utilizzando il test Shapiro-Wilk. Misure ripetute ANOVA analizzerà i tempi di prestazione, mentre un ANOVA ripetuto a due vie valuterà i parametri del sangue (tempo di intervento x). Il significato è impostato a p <0,05. I test post hoc di Bonferroni identificheranno differenze significative e verrà calcolato Eta parziale (ƞ²) per determinare le dimensioni dell'effetto (ƞ² ≤ 0,01 = piccolo, ƞ² ≤ 0,06 = mezzo, ƞ² ≤ 0,14 = grande) (Richardson, 2011).