지구력 성능에 대한 중탄산 나트륨 섭취

소개 운동 성능의 완충제 고강도 운동 중, 근육 피로가 발생하여 혐기성 및 호기성 (지구력) 운동 성능에 부정적인 영향을 미칩니다. 근육 피로의 주요 원인은 대사 산증으로, 세포 내 젖산 및 H+ 이온의 축적으로 인해 발생합니다 (Freis et al., 2017; Krustrup et al., 2015). 근육 산도는 세포 내 및 세포 외 완충 시스템에 의해 조절되기 때문에 효과적인 근육 수축을 유지하고 피로를 지연 시키며 혐기성 및 고강도 지구력 운동에서 성능을 최적화하는 데 이러한 시스템을 향상시키는 것이 필수적입니다 (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b; ).

베타-알라닌 및 중탄산 나트륨 (SB)과 함께 세포 내 및 세포 외 완충 용량을 향상시키는 데 사용됩니다. 베타-알라닌은 근육 카르노 신 수준을 증가시켜 세포 내 버퍼링을 향상시켜 성능을 향상시킵니다 (Trexler et al., 2015). SB는 주로 혈액으로부터 H+ 이온을 제거하는 세포 외 완충제 역할을한다. 이 메커니즘은 강렬한 운동 동안 근육의 H+ 축적을 간접적으로 감소시킨다 (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b). 당분 해를 통해 ATP 생산을 보존함으로써,이 버퍼링 작용은 고강도 운동 중 근육 피로의 발병을 지연시킨다 (Lancha Junior et al., 2015; Lopes-Silva et al., 2019).

락 테이트 및 H+ 축적을 감소시키는 능력으로 인해, 연구는 해당 대사에 의존하는 고강도, 단기 운동 (1-10 분) 성능에 대한 SB의 영향에 주로 초점을 맞추고있다 (Delextrat et al., 2018; Driller et al. , 2012; Gough et., 2017). 예를 들어, 10 x 6 초 스프린트 프로토콜에서 완충 용량을 향상시킴으로써 0.3 g/kg의 SB 섭취량이 개선 된 총 작업 출력을 개선했다 (Miller et al., 2016). 따라서 SB는 일반적으로 스프린팅, 중간 거리 달리기 및 전투 스포츠와 같은 해당 대사에 의존하는 스포츠에 일반적으로 사용됩니다. 또한, SB는 또한 최종 스프린트로 끝나는 고강도 간격 훈련 또는 장거리 지구력 이벤트와 같은 혐기성 임계 값 (AT)에서 더 긴 지구력 사건 (30-60 분)에 유리할 수 있습니다 (Burke, 2013).

SB 및 지구력 성능 장기 지구력 운동 (> 30 분)은 주로 호기성 대사에 의해 주도되며, 혐기성 glycolysis는 또한 에너지 생산에 크게 기여하여 혈액 수준을 높여줍니다 (Egger et al., 2014; Jones et al.,, Jones et al., Jones et al., Jones et al., Jones et al., Jones et al., Jones et al., Jones et al. 1977; McNaugh et al., 1999). 결과적으로, SB는 지구력 운동 중 최적의 pH 수준을 유지하여 호기성 임계 값 또는 근처에서 고강도 성능을 향상시킬 수 있습니다 (Egger et al., 2014; Freis et al., 2017).

연구에 따르면 0.2-0.3의 효과를 조사했습니다 사이클링 및 러닝에서 젖산 임계 값 근처의 지구력 성능에 대한 G/KG SB 섭취는 종종 중성 (염화나트륨) 또는 산성 (암모늄) 보충제와 비교합니다. 연구 결과에 따르면 SB가 소진 시간을 개선하는 반면, 산성 제제는이를 줄일 수 있습니다 (George & MacLaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981). 예를 들어, Egger et al. (2014)는 95% 혐기성 임계 값에서 30 분 운동 세션 후 시험 중 운동 1 시간 전에 0.3 g/kg SB 섭취를 발견했다.

연구는 지구력 성능에 대한 SB의 긍정적 인 영향을 뒷받침했지만 혼합 된 증거가 있습니다. 일부 연구에 따르면 혈액 탄산염 및 pH가 증가하거나 젖산 수준이 감소 함에도 불구하고 SB는 지구력 성능을 향상시키지 못했습니다 (Freis et al., 2017; McNaughton et al., 1999). 그러나 이러한 연구는 실험실 조건 하에서 수행되었습니다. 현장 기반 실제 지구력 설정에 대한 SB의 효과에 대한 연구는 아직 수행되지 않았습니다.

중탄산 나트륨 섭취 최적화 SB는 고강도 지구력 성능을 향상시키는 약속을 보여 주었고, 연구는 종종 급성 SB 사용에 중점을 두며, 일반적으로 운동 전에 0.3g/kg 복용량을 권장합니다 (Lancha Junior et al., 2015). 이 프로토콜은 혈장 H+ 농도를 감소시키는 동시에 혈액 pH 및 중탄산염 수준을 효과적으로 증가시킨다 (Renfree, 2007). 그러나이 급성 섭취는 중탄산염과 나트륨의 빠른 흡수로 인해 위장 증상 (GIS)을 유발할 수 있습니다 (Siegler et al., 2012). 지구력 스포츠에서 GIS 관리는 단기간 이벤트보다 성능에 더 심각한 영향을 줄 수 있으므로 GIS 관리가 중요합니다 (Jeukendrup, 2017).

이로 인해 시간이 지남에 따라 복용량 확산, 저용량 사용 또는 연속 일에 걸쳐 투여하는 등 GI를 최소화하기위한 대체 SB 프로토콜의 탐색이 촉발되었습니다. 이 프로젝트와 관련된 연구자들이 수행 한 연구에서, 지구력 성능에 대한 0.2 g/kg SB의 영향은 남성 자전거 시설에서 4 일 연속으로 평가되었습니다. 결과는 급성 및 연속적인 SB 흡입 버퍼링 용량을 모두 강화했지만 (도 1), 위약에 비해 연속 흡입 시간 만 소진 시간이 크게 연장되었음을 보여 주었다 (도 2). 특히, GIS는 급성 섭취로 관찰되었지만 연속 섭취량으로 최소화되었으며, 이는 GI를 줄임으로써 대체 급성 SB 프로토콜이 더 많은 지구력 성능을 향상시키기 위해 대체 급성 SB 프로토콜이 필요하다는 것을 시사한다.

그림 1. 혈액 pH (A) 및 혈액 탄산염 수준 (B)에 대한 0.2 g/kg 중탄산 나트륨의 효과는 급성 및 연속 일에 미치는 영향 (Aktitiz et al., 2024). SB : 중탄산 나트륨. § : 급성 SB와 PLA의 유의 한 차이 (p <0.05); ¥ : 모든 쌍별 비교 (급성 SB, 연속 일 SB 및 PLA) 간의 유의 한 차이 (p <0.05).

도 2. 급성 및 연속 일에 소진에 대한 제 시간에 0.2 g/kg 중탄산 나트륨의 효과 (Aktitiz et al., 2024). SB : 중탄산 나트륨. *: 연속 일 SB와 PLA 사이의 유의 한 차이 (p <0.05).

대체 SB 섭취 방법에 대한 연구에서, 탄수화물이 풍부한 식사를 이용한 소비는 GI를 예방하는 가장 효과적인 방법 중 하나 인 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 연구 (Carr et al., 2011)는 1.5 g/kg 탄수화물 및 7 mL/kg 액체로 0.3 g/kg SB를 섭취하면 최소 GIS로 120-150 분 이내에 피크 혈액 탄산염 및 pH 수준을 초래 한 것으로 나타났습니다. . 이 발견은 탄수화물이있는 SB 소비가 성능을 향상시키면서 부작용을 최소화하여 지구력 운동 선수에게 유망한 접근 방식을 제공 할 수 있음을 시사합니다.

SB와 여성 운동 선수는 SB가 고강도 지구력 운동 성능에 긍정적 인 영향을 줄 수 있음을 보여 주었지만 (Egger et al., 2014; George & MacLaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981), 대부분의 연구 남성 운동 선수에게 수행되었습니다. 여성 운동 선수에 대한 연구는 총 SB 연구의 7.4%에 불과합니다 (Smith et al., 2022). 일반적으로 근육량이 낮고 2 형 근육 섬유의 비율이 감소하기 때문에 (Nuzzo et al., 2024), 여성은 당화 용량을 감소시킬 수 있으며, 이는 SB가 여성 생리학에 뚜렷한 영향을 미칠 수있다 (Green et al., 1984; Hegge et al., 2016; 또한, 월경주기 동안 팽만감, 복통 및 설사와 같은 위장 증상 (GIS)에 대한 월간 경험으로 인해 여성은 SB의 부작용을 더 잘 견딜 수 있습니다 (Carr et al., 2023). 이러한 결과는 SB가 여성 운동 선수에게 더 효과적 일 수 있음을 시사합니다.

실제로, 운동 전에 90 분 전에 촬영 한 0.3 g/kg SB의 급성 용량은 10 명의 육체적으로 활동적인 여성에서 1 분 최대 사이클링 성능을 향상시키는 것으로 나타났습니다 (McNaughton et al., 1997). 여성 농구 선수 (n = 15)를 포함하는 다른 연구에서, 3 일간의 0.4 g/kg SB의 요법은 시뮬레이션 게임 동안 반복 스프린트 성능과 점프 높이를 향상시켰다 (Delextrat et al., 2018). 메타 분석은 또한 여성 운동 선수의 혐기성 성능에 대한 SB의 긍정적 영향을 확인했다 (Saunders et al., 2022). 그러나 여성 운동 선수의 고강도 지구력 성능에 대한 SB의 영향은 조사되지 않았습니다. 또한, 기존의 연구는 19-26 세의 고도로 훈련 된 여성으로 제한되며 (Saunders et al., 2022), 레크리에이션 수준 및 나이 많은 여성 운동 선수에 미치는 영향은 탐구되지 않습니다.

요약하면, SB가 고강도 지구력 성능을 향상시킬 수 있다는 중요한 증거가 있지만, 여성 운동 선수 생리학 및 여성의 GI를 완화하는 대체 SB 프로토콜을 다루는 연구가 주목할만한 연구가 부족하다.

Method Study Group이 연구에는 18-40 세의 19 명의 건강한 여성 레크리에이션 주자가 포함되어 있으며, 그는 최소 1 년 동안 지속적으로 훈련을 받았습니다 (주당 3 일 이상). 참가자들은 앙카라의 대학 스포츠 클럽으로의 봉사 활동을 통해 모집됩니다. 이 연구에 대한 윤리 승인은 Hacettepe University Clinical Research Ethics Committee에서 얻었습니다. 참가자는 사전 동의서 양식이 제공되는 프로토콜에 대한 정보를 제공하며,이 연구는 Helsinki (2013)의 업데이트 된 선언을 준수합니다. 교육 역사를 기록한 인구 통계 학적 양식 및 미국 스포츠 의학 대학 신체 활동 준비 설문지는 적격성을 확인하기 위해 관리됩니다.

포함 기준 :

• 18-40 세의 여성.
• 정기 훈련의 최소 1 년 역사 (주당 3 일 이상)를 가진 레크리에이션 러너.
• 10km 이상의 인종 경험 (공식 레이스 결과로 확인).
• 6.00 분/km 미만의 평균 속도로 10km 거리를 완료하는 기능 (Strava와 같은 응용 프로그램을 통해 최상의 레코드 증거를 통해 확인).

제외 기준 :

• 신진 대사에 영향을 줄 수있는 약물 또는 보충제 사용.
• 신체 활동을 제한하는 급성 또는 만성 상태의 존재 (근골격계, 심혈관 또는 호흡기 문제).
• 알코올 및/또는 흡연 습관.
• 연구 기간 동안 신진 대사에 영향을 미치는 특정식이 요법 (간헐적 공복, 케토 제닉, 완전 채식식이 등).
• 연구 기간 동안 임신 또는 모유 수유.
• 심각한 월경 불규칙성 또는 무월경.
• 18.5-30 범위 이외의 체질량 지수 (BMI).
• 위장 장애의 병력 (예 : IBS, Crohn 's Disease).
• 중탄산 나트륨 또는 관련 화합물에 대한 알레르기 또는 편협.
• 무질서한 식사의 역사.

연구 설계이 무작위, 이중 맹검, 크로스 오버 연구는 각 참가자가 4 개의 실험 운동 테스트, 즉 하나는 신체 구성, 하나의 최대 산소 흡수 (VO2MAX) 테스트 및 10km 완료 시간 및 기타 평가에 중점을 둔 2 개의 "성능 테스트"를 포함합니다. 지구력 관련 변수. 참가자는 중탄산 나트륨 (SB)과 위약 (PL)의 두 가지 중재를 완료합니다. SB 조건에서 참가자는 0.3 g/kg SB를 받고, PL 조건에서는 이중 맹검으로 투여 된 0.03 g/kg 테이블 소금을 받게됩니다. 성능 테스트는 표준화 된 1.5 g/kg 탄수화물 아침 식사를 섭취 한 후 1.5 시간이 시작됩니다. 각각의 시험 후, 3-7 일의 세척 기간이 발생하고, 그 후 그룹이 교차되고 프로토콜이 반복됩니다.

체성분 참가자는 금속이나 전자 품목을 착용하지 않고 하룻밤 빨리 실험실을 방문하며 측정하기 전에 방광을 무효화합니다. 체중은 전자 스케일 (Tanita UBB SC 330, USA)을 사용하여 0.1kg의 정밀도로 측정됩니다. 지방 질량, 체지방 백분율, 마른 체질량 및 내장 지방 조직을 포함한 체성분은 이중 에너지 X- 선 흡수성 (DXA, Lunar Prodigy Pro Narrow Fan Beam, GE Health Care, Madison Wisconsin, 미국)을 사용하여 평가 될 것입니다. . DXA는 매일 교정되며 모든 측정은 면허가있는 연구원이 수행합니다. 신체 조성 값은 내장 지방 조직을 위해 GE Encore v14.1 소프트웨어 및 Corescan을 사용하여 분석됩니다.

식이 섭취량의 표준화는식이 섭취 기록의 하루에 24 시간 전에 수집되고 Bebis 6.1 소프트웨어 (Stuttgart, Germany)를 사용하여 분석됩니다. 이 표준화는 테스트 전에 유사한 탄수화물 섭취를 보장합니다. 또한 참가자는 테스트 90 분 전에 경주 당일 권장 사항과 일치하기 전에 표준화 된 1.5 g/kg 탄수화물 아침 식사 (시리얼, 우유, 과일)를 소비합니다 (Burke et al., 2011).

중탄산 나트륨 보충제 각 참가자는 급성 SB와 위약의 두 가지 시험을 완료합니다. Carr et al.에 의한 프로토콜에 따라 0.3 g/kg/day sb의 용량은 탄수화물이 풍부한 식사로 7 mL/kg 물에 투여 될 것이다. (2011). 위약의 경우, 0.03 g/kg/일 테이블 소금은 동일한 간격으로 투여 될 것이다. 참가자의 GIS 증상은 운동 전 90, 60 및 30 분에 10 개의 다른 GIS 증상을 평가하는 10 포인트 리 커트 척도 조사를 사용하여 평가됩니다.

VO2MAX

참가자의 VO2MAX 및 피트니스 수준을 결정하기 위해 점진적인 트레드밀 테스트 프로토콜이 수행됩니다. 테스트는 6km/h에서 시작하여 소진 될 때까지 1 분마다 1km/h로 증가하며 런닝 머신 경사는 1%로 설정됩니다. 산소 흡수 (VO2) 및 이산화탄소 생산 (VCO2)은 가스 분석 시스템 (쿼크 CPET, COSMED CARDMONARY EXERTIONS TESTING, ITALY)을 사용하여 측정되며, 심박수는 극화 점화 및 H9 센서를 사용하여 모니터링됩니다. 다음 기준 중 두 가지가 충족되면 VO2MAX 값이 유효한 것으로 간주됩니다.

• VO2의 고원.
• 호흡기 교환 비율> 1.10.
• 예측 된 최대의 90%를 초과하는 심박수.
• 연장 된 고강도 운동에 대한 SB의 영향을 평가하기 위해 18.10km 이상의 실행 성능 테스트 이상 인식 된 운동 점수는 참가자가 8km/h 및 5 분에 5 분 조깅을 한 후 10km 타임 시험을 수행합니다. 스트레칭. 참가자들은 이틀 전에 운동을 피하고, 알코올 (48 시간)과 카페인 (12 시간)을 기권하고 평범한식이 요법을 유지하도록 지시받을 것입니다. 시험은 유사한 환경 조건 하에서, 호르몬 영향을 최소화하기 위해 월경주기의 여포 단계 (6-12 일)에서 동시에 수행 될 것이다 (McNulty et al., 2020). 참가자들은 시험 일정 중에 월경주기 단계와 경구 피임약 사용을보고해야합니다.

참가자들은 최고의 성능을 제공 할 것으로 예상됩니다. 첫 방문 중에 참가자는 응용 프로그램을 사용하여 이전 가장 빠른 10km 성능을 확인하도록 요청받습니다. 각 성능 시험에 대해 실제 성능을 평가하기 위해 이전 개인 최고 10km 성능에 대한 비율이 계산됩니다. 참가자들은 시험 2-3 시간 전에 5-10 ml/kg의 물을 섭취해야하며, 두 번째 방문 중에 동일한 양이 소비되도록 유체 섭취량이 기록됩니다. 소변 샘플은 성능 테스트 전에 수집되어 굴절계 (Atago Digital Liine S.G.를 사용하여 소변 비중을 평가합니다. ug-α alpha), 다음과 같이 평가 된 값 : ≤1.020 euhydration, 1.020-1.030 저 하이드 화 및 심한 저 하이드 화의 경우> 1.030. 체액 손실의 백분율을 계산하기 위해 운동 전후 체중을 측정합니다. 운동 전 및 운동 후 체중의 차이는 운동 중에 소비되는 유체의 양에 대해 조정되며, 유체 손실의 백분율은이 값을 초기 체중으로 나누어 계산됩니다. 수화의 성능에 미치는 영향을 제어하기 위해 물 섭취, 소변 비중 및 유체 손실 백분율을 평가함으로써 적절한 수화가 보장됩니다.

표준화 된 식사 외에도 시험의 아침에는 추가 음식이 소비되지 않습니다. 시험 중 물 섭취는 제한되지 않지만 소비 된 양은 후속 테스트에서 유사한 섭취를 보장하기 위해 기록됩니다. 시험 중에, 혈액 샘플은 시험이 시작되기 전 손가락 끝에서 그리고 시험이 끝난 후 1, 3, 5 및 7 분에 혈액 pH, 젖산염 및 중탄산염 수준을 측정합니다. 심박수 (HR)는 심박수 모니터 (Polar Ignite 심박수 모니터 및 Polar H9 심박수 센서, Polar Electro Inc.)를 사용하여 지속적으로 모니터링되며 연구원은 실시간 HR 데이터를 추적합니다. 참가자들은 각 킬로미터의 완료에 대해 구두로 알리지 만 HR, 속도 또는 시간에 관한 피드백은 제공되지 않으며 구두 격려는 제공되지 않습니다. 모든 측정이 완료된 후에 만 ​​성능 데이터는 참가자와 공유됩니다.

편견을 피하기 위해 동일한 참가자에 대한 모든 측정 값은 동일한 연구원에 의해 수행되며 성능 테스트를 투여하는 연구원은 중탄산 나트륨 (SB) 또는 위약 무작위 화에 눈을 멀게합니다. 시험 종료시 얻은 성능 시간은 연구의 주요 성능 결과 역할을합니다. 10km 완료 시간과 속도, 400m마다 시간과 속도, 첫 1km, 1-5km, 5-9km, 마지막 1km 및 최종 400m도 평가됩니다. 시험 종료시 인식 된 노력은 BORG 스케일 (6-20 포인트)을 사용하여 평가됩니다.

혈액 샘플링 및 분석 혈액 샘플은 혈액 가스 분석기 (ABL 9, ABL 9,)를 사용하여 혈액 pH, 중탄산염, 젖산, PO2 및 PCO2를 분석하기 위해 기준선 및 1, 3, 5 및 7 분의 손가락에서 수집됩니다. 독일 방사기).

데이터 분석 G*Power Software (버전 3.1.9.2)를 사용하여 수행 된 샘플 크기 계산은 0.8의 0.8 인 알파 수준에서 90%의 전력에 최소 19 명의 참가자가 필요함을 나타냅니다. 데이터는 SPSS 23.0으로 분석하고 평균 ± 표준 편차로 제시되며 Shapiro-Wilk 테스트를 사용하여 정규성을 테스트합니다. 반복 측정 ANOVA는 성능 시간을 분석하는 반면 양방향 반복 측정 ANOVA는 혈액 매개 변수 (중재 X 시간)를 평가할 것입니다. 유의성은 p <0.05로 설정됩니다. Bonferroni 사후 테스트는 유의 한 차이를 식별 할 것이며, 부분 ETA 제곱 (ƞ²)은 효과 크기를 결정하기 위해 계산됩니다 (ƞ² ≤ 0.01 = 작은, ƞ² ≤ 0.06 = 중간, ƞ² ≤ 0.14 = large) (Richardson, 2011).