持久力のパフォーマンスに対する重炭酸ナトリウム摂取量

はじめに緩衝剤運動のパフォーマンス高強度運動中に、筋肉疲労が発生し、嫌気性と有酸素（持久力）の両方の運動性能に悪影響を及ぼします。 筋肉疲労の主な原因の1つは、細胞内乳酸およびH+イオンの蓄積から生じる代謝性アシドーシスです（Freis et al。、2017; Krustrup et al。、2015）。 筋肉の酸性度は細胞内および細胞外緩衝システムによって調節されているため、これらのシステムの強化は、効果的な筋肉収縮を維持し、疲労を遅らせ、嫌気性および高強度の持久力エクササイズの両方でパフォーマンスを最適化するために不可欠です（Durkalec-Michalski et al。、2018a; 2018bbbbbb ）。

さまざまなエルゴゲン酸補助剤が利用され、細胞内および細胞外緩衝能力を高めるために利用され、重炭酸ナトリウム（SB）は2つのよくサポートされた薬剤です。ベータアラニンは、筋肉カルノシンレベルを増加させることにより細胞内緩衝を促進します。 et al。、2015）。 SBは主に細胞外緩衝液として機能し、血液からH+イオンを除去します。 このメカニズムは、激しい運動中の筋肉のH+蓄積を間接的に減少させます（Durkalec-Michalski et al。、2018a; 2018b）。 解糖を介してATP産生を維持することにより、この緩衝作用は、高強度のエクササイズ中の筋肉疲労の開始を遅らせます（Lancha Junior et al。、2015; Lopes-Silva et al。、2019）。

乳酸とH+の蓄積を減らす能力のため、研究は主にグリコリティス代謝に依存している高強度の短時間の運動（1〜10分）性能に対するSBの影響に焦点を合わせています（Delextrat et al。、2018; Driller et al。 、2012年、Gough et al。、2017）。 たとえば、0.3 g/kgのSB摂取量は、10 x 6秒のスプリントプロトコルでバッファリング容量を強化することにより、総ワーク出力を改善しました（Miller et al。、2016）。 したがって、SBは、疾走、中距離ランニング、戦闘スポーツなど、解糖代謝に依存するスポーツに一般的に使用されます。 さらに、SBは、高強度のインターバルトレーニングや最終的なスプリントで終了する長距離耐久イベントなど、嫌気性しきい値（AT）での長い耐久イベント（30〜60分）にも有益です（Burke、2013）。

SBと持久力のパフォーマンス長期耐久運動（> 30分）は主に好気性代謝によって促進され、嫌気性解糖はエネルギー生産に大きく寄与し、血液乳酸レベルの上昇につながります（Egger et al。、2014; Jones et al。、 1977; その結果、SBは持久力運動中に最適なpHレベルを維持し、有酸素閾値またはその近くで高強度のパフォーマンスを向上させるのに役立ちます（Egger et al。、2014; Freis et al。、2017）。

研究では、0.2-0.3の効果を調べました サイクリングとランニングの乳酸閾値近くの耐久性パフォーマンスに対するG/kg SB摂取量は、しばしば中性（塩化ナトリウム）または酸性（塩化アンモニウム）サプリメントと比較します。 調査結果は、SBが疲労までの時間を改善する一方で、酸性剤がそれを減らすことができることを示しています（George＆Maclaren、1988; Jones et al。、1977; Sutton et al。、1981）。 たとえば、Egger et al。 （2014）95％の嫌気性しきい値での30分間の運動セッション後のテスト中に、運動中1時間前に0.3 g/kg SB摂取量が延長されることを発見しました。

研究は持久力のパフォーマンスに対するSBのプラスの影響をサポートしていますが、さまざまな証拠があります。 いくつかの研究では、血液重炭酸塩とpHの増加または乳酸レベルの低下にもかかわらず、SBは持久力のパフォーマンスを改善しなかったことがわかりました（Freis et al。、2017; McNaughton et al。、1999）。 しかし、これらの研究は実験室条件下で実施されました。 フィールドベースの現実世界の持久力の設定におけるSBの効果に関する研究はまだ実施されていません。

重炭酸ナトリウムの摂取ナトリウムを最適化する一方で、SBは高強度の持久力のパフォーマンスを向上させることで有望であり、研究はしばしば急性SB使用に焦点を当て、通常は運動前に0.3 g/kgの用量を推奨します（Lancha Junior et al。、2015）。 このプロトコルは、血漿H+濃度を低下させながら、血液pHおよび重炭酸塩レベルを効果的に増加させます（Price＆Singh、2008）（Renfree、2007）。 しかし、この急性摂取は、重炭酸塩とナトリウムの両方の急速な吸収のために、胃腸症状（GIS）につながる可能性があります（Siegler et al。、2012）。 持久力スポーツでは、GISの管理が重要です。そのような症状は、短期間のイベントよりも大きなパフォーマンスに影響を与える可能性があるためです（Jeukendrup、2017）。

これにより、代替SBプロトコルの調査が促され、時間の経過とともに投与量を広げる、低用量の使用、連続した日数の投与など、GISを最小限に抑えることが促されました。 このプロジェクトに関与した研究者が実施した研究では、持久力のパフォーマンスに対する0.2 g/kg SBの効果を、男性サイクリストで4日間連続で評価しました。 結果は、急性および連続したSB摂取量の両方がバッファリング能力を強化した一方で（図1）、連続した摂取量のみがプラセボと比較して疲労まで大幅に延長されることを示しました（図2）。 特に、GISは急性摂取量で観察されましたが、連続した摂取量で最小化され、GISを減らすことで耐久性パフォーマンスをさらに向上させるための代替の急性SBプロトコルが必要であることが示唆されました。

図1。 急性および連続日における血液pH（A）および血液重炭酸塩レベル（B）に対する0.2 g/kg重炭酸ナトリウムの影響（Aktitiz et al。、2024）。 SB：重炭酸ナトリウム。 §：急性SBとPLAの有意差（P <0.05）; ¥：すべてのペアワイズ比較（急性SB、連続SB、およびPLA）の有意差（P <0.05）。

図2。0.2 g/kg重炭酸ナトリウムの効果は、急性および連続した日の疲労までの時間に及ぼすものです（Aktitiz et al。、2024）。 SB：重炭酸ナトリウム。 *：連続日SBとPLAの有意差（P <0.05）。

代替SB摂取方法に関する研究では、炭水化物が豊富な食事による消費がGISを防ぐ最も効果的な方法の1つであることがわかりました。 たとえば、研究（Carr et al。、2011）は、1.5 g/kgの炭水化物と7 ml/kg液で0.3 g/kg Sbを消費すると、120〜150分以内にピーク血液重炭酸塩とPHレベルをもたらし、最小限のGISでPHレベルをもたらすことが示されました。 。 この発見は、炭水化物によるSB消費が副作用を最小限に抑えながらパフォーマンスを向上させ、持久力アスリートに有望なアプローチを提供する可能性があることを示唆しています。

SBと女性のアスリート研究では、SBが高強度の持久力運動のパフォーマンスにプラスの影響を与えることができることが実証されています（Egger et al。、2014; George＆Maclaren、1988; Jones et al。、1977; Sutton et al。、1981）、ほとんどの研究男性のアスリートで行われています。 女性アスリートを含む研究は、SBの全研究の7.4％のみを表しています（Smith et al。、2022）。 筋肉量が一般的に低く、2型筋肉繊維の割合が減少しているため（Nuzzo et al。、2024）、女性は解糖能能力を低下させた可能性があります。 Hegge et al。、2016; さらに、月経周期中の膨満感、腹痛、下痢などの胃腸症状（GIS）の毎月の経験により、女性はSBの副作用をよりよく耐えることができます（Carr et al。、2023）。 これらの発見は、SBが女性アスリートでより効果的である可能性があることを示唆しています。

実際、運動の90分前に0.3 g/kg SBの急性線量が、10人の身体活動的な女性の1分間の最大サイクリングパフォーマンスを向上させることが示されました（McNaughton et al。、1997）。 女性のバスケットボール選手（n = 15）を含む別の研究では、0.4 g/kg SBの3日間のレジメンがシミュレートされたゲーム中の繰り返しスプリントパフォーマンスとジャンプ高さを改善しました（Delextrat et al。、2018）。 メタ分析により、SBの女性アスリートの嫌気性パフォーマンスに対するプラスの効果も確認されました（Saunders et al。、2022）。 ただし、女性アスリートの高強度耐久性パフォーマンスに対するSBの影響は調査されていません。 さらに、既存の研究は、19〜26歳の高度に訓練された女性に限定されており（Saunders et al。、2022）、レクリエーションレベルおよび年配の女性アスリートへの影響は未開拓のままです。

要約すると、SBは高強度の持久力のパフォーマンスを向上させることができることを示唆していますが、女性のGISを軽減する女性アスリートの生理学と代替SBプロトコルに特に対処する研究が顕著に不足しています。

方法研究グループ研究には、18〜40歳の19人の健康な女性レクリエーションランナーが含まれ、最低1年間一貫してトレーニング（少なくとも3日）を務めています。 参加者は、アンカラの大学スポーツクラブへのアウトリーチを通じて採用されます。 この研究の倫理承認は、ハセテペ大学臨床研究倫理委員会から取得されました。 参加者には、インフォームドコンセントフォームが提供されたプロトコルが通知され、この研究はヘルシンキ（2013）の更新された宣言を遵守します。 人口統計は、トレーニングの歴史を文書化し、アメリカンカレッジオブスポーツ医学の身体活動準備アンケートが適格性を確認するために実施されます。

包含基準：

• 女性、18-40歳。
• 最低1年間の定期的なトレーニングの歴史を持つレクリエーションランナー（少なくとも週3日）。
• 10 km以上のレースでの経験（公式レースの結果によって検証）。
• 6.00分/km未満の平均ペースで10 kmの距離を完了する能力（Stravaなどのアプリケーションを介して最良の記録証拠を通じて確認されます）。

除外基準：

• 代謝に影響を与える可能性のある薬やサプリメントの使用。
• 身体活動を制限する急性または慢性の状態の存在（筋骨格、心血管、または呼吸器の問題）。
• アルコールおよび/または喫煙習慣。
• 研究期間中の代謝に影響を与える特定の食事（断続的な断食、ケトジェニック、ビーガンダイエットなど）への順守。
• 研究期間中の妊娠または母乳育児。
• 重度の月経不正または無月経。
• 18.5-30の範囲外のボディマス指数（BMI）。
• 胃腸障害の病歴（例：IBS、クローン病）。
• 重炭酸ナトリウムまたは関連する化合物に対するアレルギーまたは不耐性。
• 乱れた食事の歴史。

研究デザインこのランダム化された二重盲検クロスオーバー研究には、4つの実験運動テストの各参加者が含まれます。1つは体組成、1つの最大酸素取り込み（VO2MAX）テスト、および10 kmの完了時間とその他の評価に焦点を当てた2つの「パフォーマンステスト」持久力関連変数。 参加者は、重炭酸ナトリウム（SB）とプラセボ（PL）の2つの介入を完了します。 SB条件では、参加者は0.3 g/kg SBを受け取りますが、PL条件では、0.03 g/kgのテーブル塩を受け取り、二重盲検を投与します。 パフォーマンステストは、標準化された1.5 g/kgの炭水化物の朝食を摂取してから1.5時間後に開始されます。 各テストの後、3〜7日のウォッシュアウト期間が発生し、その後グループが越えられ、プロトコルが繰り返されます。

体組成の参加者は、金属や電子アイテムを着用せずに一晩中速い後に実験室を訪れ、測定前に膀胱を無効にします。 体重は、電子スケール（Tanita UBB SC 330、米国）を使用して0.1 kgの精度まで測定されます。 脂肪質量、体脂肪率、除脂肪体重、内臓脂肪組織を含む体組成は、デュアルエネルギーX線吸収測定（DXA、Lunar Prodigy Pro Narrow Fan Beam、GE Health Care、Madison Wisconsin、米国）を使用して評価されます。 。 DXAは毎日校正され、すべての測定は認可された研究者によって実施されます。 体組成の値は、内臓脂肪組織のGE Encore V14.1ソフトウェアとCorescanを使用して分析されます。

食事摂取量の標準化1日の食事摂取記録は、パフォーマンステストの24時間前に収集され、Bebis 6.1ソフトウェア（Stuttgart、ドイツ）を使用して分析されます。 この標準化により、テスト前に同様の炭水化物摂取量が確保されます。 さらに、参加者は、テストの90分前に標準化された1.5 g/kgの炭水化物の朝食（シリアル、牛乳、果物）を消費します。

重炭酸ナトリウム補給各参加者は、急性SBとプラセボの2つの試験を完了します。 0.3 g/kg/日SBの用量は、Carr et al （2011）。 プラセボの場合、0.03 g/kg/日のテーブル塩が同じ間隔で投与されます。 参加者のGIS症状は、90、60、および30分前の10の異なるGIS症状を評価する10ポイントのリッカートスケール調査を使用して評価されます。

vo2max

参加者のVO2MAXとフィットネスレベルを決定するために、インクリメンタルトレッドミルテストプロトコルが実施されます。 テストは6 km/hで始まり、疲労するまで毎分1 km/h増加し、トレッドミルの傾斜が1％に設定されます。 酸素取り込み（VO2）および二酸化炭素生産（VCO2）は、ガス分析システム（Quark CPET、COSMED心肺運動試験、イタリア）を使用して測定され、心拍数は極地発火とH9センサーを使用して監視されます。 次の基準のうち2つが満たされている場合、VO2MAX値は有効と見なされます。

• VO2のプラトー。
• 呼吸交換比> 1.10。
• 予測最大値の90％を超える心拍数。
• 18。10 kmを超える知覚運動スコアは、長期の高強度運動に対するSBの影響を評価するためのパフォーマンステストを実行します。ストレッチ。 参加者は、2日前に運動を避け、アルコール（48時間）とカフェイン（12時間）を控え、通常の食事を維持するように指示されます。 テストは、同様の環境条件下で、ホルモンへの影響を最小限に抑えるために、月経周期の卵胞相（6〜12日目）で同時に行われます（McNulty et al。、2020）。 参加者は、テストスケジューリング中に月経周期相と経口避妊薬の使用を報告するよう求められます。

参加者は、最高のパフォーマンスを提供することが期待されていることを通知されます。 最初の訪問中に、参加者はアプリケーションを使用して以前の最速10 kmのパフォーマンスを確認するよう求められます。 各パフォーマンストライアルについて、以前の個人的な最高の10 kmパフォーマンスに対する割合が計算され、実際のパフォーマンスが評価されます。 参加者は、テストの2〜3時間前に5〜10 ml/kgの水を消費するように求められ、2回目の訪問中に同じ量が消費されるように、液体摂取量が記録されます。 パフォーマンステストの前に尿サンプルが収集され、屈折計（Atago Digital Urine S.G. UG-αアルファ）、次のように評価された値：Euhydrationの場合1.020≤1.020、1.020-1.030 低湿性、および重度の低湿性の場合は1.030以上。 体液の損失の割合を計算するために、運動の前後に体重が測定されます。 運動前と運動後の体重の違いは、運動中に消費される液体の量に対して調整され、流体損失の割合は、この値を初期体重で割ることによって計算されます。 水摂取量、尿特異的重力、および液体損失率を評価して、パフォーマンスに対する水分補給の影響を制御することにより、適切な水分補給が確保されます。

標準化された食事を除いて、テストの朝には追加の食品は消費されません。 テスト中の水摂取量は無制限になりますが、消費される量は記録され、後続のテストで同様の摂取量を確保します。 テスト中、テストが開始される前に血液サンプルが指先から採取され、テストが終了してから1回目、3回目、5分、7分後に血液のpH、乳酸、および重炭酸塩のレベルを測定します。 心拍数（HR）は、心拍数モニター（Polar Ignite心拍数モニターと極H9心拍数センサー、Polar Electro Inc.、USA）を使用して継続的に監視され、リアルタイムHRデータは研究者によって追跡されます。 参加者は各キロメートルの完了について口頭で通知されますが、HR、速度、または時間に関してフィードバックは提供されず、言葉による励ましは与えられません。 パフォーマンスデータは、すべての測定が完了した後にのみ、参加者と共有されます。

バイアスを回避するために、同じ参加者のすべての測定は同じ研究者によって実施され、パフォーマンステストを実施する研究者は重炭酸ナトリウム（SB）またはプラセボのランダム化を盲目にします。 テストの終了時に得られたパフォーマンス時間は、研究の主要なパフォーマンス結果として機能します。 10 kmの完了時間と速度に加えて、400 m、最初の1 km、1〜5 km、5〜9 km、最後の1 km、および最終400 mの時間と速度も評価されます。 テストの終了時の認識された運動は、ボルグスケール（6-20ポイント）を使用して評価されます。

血液サンプリングおよび分析血液サンプルは、ベースラインの指先から、および運動後1、3、5、および7分間に収集され、血液ガス分析装置を使用して血液pH、重炭酸塩、乳酸、PO2、およびPCO2を分析します（ABL 9、放射計、ドイツ）。

データ分析サンプルサイズG*パワーソフトウェア（バージョン3.1.9.2）を使用して実行された計算は、0.8の効果サイズの0.05のアルファレベルで90％のパワーに最低19人の参加者が必要であることを示しています。 データは、SPSS 23.0で分析され、平均±標準偏差として提示され、Shapiro-Wilkテストを使用して正常性についてテストされます。 反復測定ANOVAはパフォーマンス時間を分析しますが、双方向の反復測定ANOVAは血液パラメーターを評価します（介入x時間）。 有意性はp <0.05に設定されています。 Bonferroniの事後テストは有意な差を特定し、部分的なETAの四角（ƞ²）を計算して効果サイズ（ƞ²≤0.01=小、ƞ²≤0.06=培地、ƞ²≤0.14=大）（Richardson、2011）。