Inname van natriumbicarbonaat op uithoudingsvermogensprestaties

Inleiding Bufferingsmiddelen in oefeningsprestaties tijdens het uitoefening van hoge intensiteit, spiervermoeidheid treedt op, waardoor zowel anaërobe als aerobe (uithoudingsvermogen) oefeningsprestaties negatief worden beïnvloed. Een primaire oorzaak van spiervermoeidheid is metabole acidose, die voortkomt uit de accumulatie van intracellulair lactaat en H+ -ionen (Freis et al., 2017; Krustrrup et al., 2015). Aangezien spierzuurgraad wordt gereguleerd door intracellulaire en extracellulaire buffersystemen, is het verbeteren van deze systemen essentieel om effectieve spiercontractie te behouden, vermoeidheid te vertragen en de prestaties te optimaliseren in zowel anaërobe als hoge intensiteit endurance-oefeningen (Durkalec-Michalski et al., 2018; 2018B ).

Verschillende ergogene hulpmiddelen worden gebruikt om de intracellulaire en extracellulaire bufferingcapaciteit te stimuleren, waarbij bèta-alanine en natriumbicarbonaat (SB) twee goed ondersteunde middelen zijn: beta-alanine verbetert intracellulaire buffering door de spiercarnosinegehalte te voorkomen, waardoor de acidose wordt verbeterd en de prestaties verbeter (Trexler (Trexler (Trexler-prestaties (Trexler. et al., 2015). SB fungeert voornamelijk als een extracellulaire buffer en haalt H+ -ionen uit het bloed. Dit mechanisme vermindert indirect H+ accumulatie in spieren tijdens intense oefeningen (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b). Door de ATP-productie te behouden via glycolyse, vertraagt ​​deze bufferingsactie het begin van spiervermoeidheid tijdens oefeningen met hoge intensiteit (Lancha Junior et al., 2015; Lopes-Silva et al., 2019).

Vanwege het vermogen om lactaat en H+-accumulatie te verminderen, is onderzoek voornamelijk gericht op de effecten van SB op de prestaties met korte intensiteit, korte duur (1-10 minuten) die afhankelijk zijn van glycolytisch metabolisme (DeLextrat et al., 2018; Driller et al. , 2012; Gough et al., 2017). Bijvoorbeeld, 0,3 g/kg dosis SB-inname verbeterde de totale werkuitgang door de buffercapaciteit te verbeteren in een Sprint-protocol van 10 x 6 seconden (Miller et al., 2016). SB wordt dus vaak gebruikt voor sport die afhankelijk is van glycolytisch metabolisme, zoals sprinten, middellange afstand en gevechtssporten. Bovendien kan SB ook gunstig zijn voor langere uithoudingsgebeurtenissen (30-60 minuten) op de anaërobe drempel (AT), zoals intervaltraining met hoge intensiteit of langdurige uithoudingsgebeurtenissen die worden afgesloten met een laatste sprint (Burke, 2013).

SB en duurprestaties Hoewel langdurige uithoudingsvermogen oefening (> 30 minuten) voornamelijk wordt aangedreven door aerobe metabolisme, draagt ​​anaërobe glycolyse ook aanzienlijk bij aan de energieproductie, wat leidt tot verhoogde bloedlactaatniveaus (Egger et al., 2014; Jones et al., 1977; McNaughton et al., 1999). Bijgevolg kan SB helpen bij het handhaven van optimale pH-niveaus tijdens duuroefeningen, waardoor de prestaties van hoge intensiteit bij of nabij de aerobe drempel worden verbeterd (Egger et al., 2014; Freis et al., 2017).

Studies hebben de effecten van 0,2-0,3 onderzocht G/kg SB -inname op duurprestaties in de buurt van de lactaatdrempel bij fietsen en hardlopen, vaak vergelijken met neutrale (natriumchloride) of zure (ammoniumchloride) supplementen. De bevindingen geven aan dat hoewel SB de tijd tot uitputting verbetert, zure middelen het kunnen verminderen (George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981). Bijvoorbeeld, Egger et al. (2014) ontdekte dat 0,3 g/kg SB-inname een uur vóór de training de prestatietijd verlengt tijdens een test na een trainingssessie van 30 minuten bij 95% anaërobe drempel.

Hoewel studies de positieve effecten van SB op de duurprestaties hebben ondersteund, is er gemengd bewijs. Sommige studies hebben aangetoond dat, ondanks het verhogen van bloedbicarbonaat en pH of het verlagen van de lactaatniveaus, SB de duurprestaties niet verbeterde (Freis et al., 2017; McNaughton et al., 1999). Deze studies werden echter uitgevoerd onder laboratoriumomstandigheden. Onderzoek naar het effect van SB in veldgebaseerde, real-world Endurance Settings is nog niet uitgevoerd.

Het optimaliseren van de inname van natriumbicarbonaat Hoewel SB veelbelovend heeft aangetoond bij het verbeteren van de prestaties van de hoge intensiteit, richten studies zich vaak op acuut SB-gebruik, meestal met een dosis van 0,3 g/kg vóór het sporten (Lancha Junior et al., 2015). Dit protocol verhoogt effectief de pH- en bicarbonaatniveaus van de bloeds (Price & Singh, 2008) terwijl het plasma H+ -concentratie wordt verminderd (Renfree, 2007). Deze acute inname kan echter leiden tot gastro -intestinale symptomen (GIS) vanwege de snelle absorptie van zowel bicarbonaat als natrium (Siegler et al., 2012). In Endurance Sports is het beheren van GIS van cruciaal belang, omdat dergelijke symptomen een ernstiger invloed kunnen hebben op de prestaties dan bij evenementen met korte duur (Jeukendrup, 2017).

Dit heeft ertoe geleid dat de verkenning van alternatieve SB -protocollen om GIS te minimaliseren, zoals het verspreiden van de dosering in de loop van de tijd, met behulp van lagere doses of toediening van opeenvolgende dagen. In een studie uitgevoerd door onderzoekers die bij dit project betrokken zijn, werden de effecten van 0,2 g/kg SB op de duurprestaties gedurende vier opeenvolgende dagen bij mannelijke fietsers geëvalueerd. De resultaten toonden aan dat hoewel zowel acute als opeenvolgende SB -inname verbeterde buffercapaciteit (figuur 1), alleen opeenvolgende inname de tijd aanzienlijk verlengde tot uitputting in vergelijking met placebo (figuur 2). Met name werd GIS waargenomen met acute inname, maar werd geminimaliseerd met opeenvolgende daginname, wat suggereert dat alternatieve acute SB-protocollen nodig zijn om de duurprestaties verder te verbeteren door GIS te verminderen.

Figuur 1. Effecten van 0,2 g/kg natriumbicarbonaat op de pH van het bloed (A) en bloedbicarbonaatspiegels (B) op acute en opeenvolgende dagen (Aktitiz et al., 2024). SB: Natriumbicarbonaat. §: significant verschil tussen acute SB en PLA (p <0,05); ¥: Significant verschil tussen alle paarsgewijze vergelijkingen (acute SB, opeenvolgende dagen SB en PLA) (P <0,05).

Figuur 2. Effect van 0,2 g/kg natriumbicarbonaat op tijd tot uitputting op acute en opeenvolgende dagen (Aktitiz et al., 2024). SB: Natriumbicarbonaat. *: Significant verschil tussen opeenvolgende dagen SB en PLA (P <0,05).

In studies naar alternatieve SB-inname-methoden bleek consumptie met koolhydraatrijke maaltijden een van de meest effectieve manieren te zijn om GIS te voorkomen. Een studie (Carr et al., 2011) toonde bijvoorbeeld aan dat het consumeren van 0,3 g/kg Sb met 1,5 g/kg koolhydraat en 7 ml/kgvloeistof resulteerde in piekbloedbicarbonaat en pH-niveaus binnen 120-150 minuten, met minimale GIS . Deze bevinding suggereert dat SB -consumptie met koolhydraten de prestaties kan verbeteren, terwijl de nadelige effecten worden geminimaliseerd, waardoor een veelbelovende aanpak voor duursporters wordt geboden.

SB en vrouwelijke atleten Hoewel studies hebben aangetoond dat SB positief invloed kan hebben op hoge intensiteitsprestaties voor duurzame oefeningen (Egger et al., 2014; George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981), de meeste onderzoeksonderzoek, de meeste onderzoek is uitgevoerd op mannelijke atleten. Studies waarbij vrouwelijke atleten betrokken zijn, vertegenwoordigen slechts 7,4% van de totale SB -onderzoeken (Smith et al., 2022). Vanwege hun in het algemeen lagere spiermassa en een verminderd aandeel van type 2 spiervezels (Nuzzo et al., 2024), kunnen vrouwen een verminderde glycolytische capaciteit hebben, wat betekent dat SB een duidelijk effect kan hebben op de vrouwelijke fysiologie (Green et al., 1984; Hegge et al., 2016; Janssen et al., 2000; Bovendien, vanwege hun maandelijkse ervaring met gastro -intestinale symptomen (GIS) zoals een opgeblazen gevoel, buikpijn en diarree tijdens de menstruatiecyclus, kunnen vrouwen de bijwerkingen van SB beter verdragen (Carr et al., 2023). Deze bevindingen suggereren dat SB mogelijk effectiever is bij vrouwelijke atleten.

Inderdaad, een acute dosis van 0,3 g/kg SB is 90 minuten voordat de inspanning werd bewezen, werd aangetoond dat deze maximale fietsprestaties van 1 minuten bij 10 fysiek actieve vrouwen verbeteren (McNaughton et al., 1997). In een ander onderzoek met vrouwelijke basketbalspelers (n = 15) verbeterde een 3-daags regime van 0,4 g/kg SB herhaalde sprintprestaties en springhoogte tijdens een gesimuleerd spel (DeLextrat et al., 2018). Een meta-analyse bevestigde ook het positieve effect van SB op anaërobe prestaties bij vrouwelijke atleten (Saunders et al., 2022). De impact van SB op de prestaties van hoge intensiteit bij vrouwelijke atleten is echter niet onderzocht. Bovendien zijn bestaande studies beperkt tot hoog opgeleide vrouwen van 19-26 jaar (Saunders et al., 2022), en de effecten ervan op recreatief niveau en oudere vrouwelijke atleten blijven onontgonnen.

Samenvattend, hoewel significant bewijs suggereert dat SB hoge intensieve duurprestaties kan verbeteren, is er een opmerkelijk gebrek aan onderzoek specifiek dat de fysiologie van de vrouwelijke atleet en alternatieve SB-protocollen aanpakken die GIS bij vrouwen verzachten.

Method Study Group De studie omvat 19 gezonde vrouwelijke recreatieve hardlopers van 18-40 jaar, die al minimaal een jaar (minimaal drie dagen per week) trainen (minimaal drie dagen per week). Deelnemers worden aangeworven via outreach naar universitaire sportclubs in Ankara. Ethische goedkeuring voor deze studie werd verkregen van de Hacettepe University Clinical Research Ethics Committee. Deelnemers worden op de hoogte gebracht van het protocol, voorzien van geïnformeerde toestemmingsformulieren, en de studie zal zich houden aan de bijgewerkte verklaring van Helsinki (2013). Demografische vormen die trainingsgeschiedenis documenteren en een American College of Sports Medicine Fysieke activiteiten Readiness -vragenlijst zal worden beheerd om de geschiktheid te bevestigen.

Inclusiecriteria:

• Vrouw, 18-40 jaar oud.
• Recreatieve hardloper met een minimale eenjarige geschiedenis van reguliere training (minimaal drie dagen per week).
• Ervaring in races van 10 km of meer (geverifieerd door een officieel racesultaat).
• Mogelijkheid om een ​​afstand van 10 km te voltooien op een gemiddeld tempo onder 6,00 min/km (bevestigd door het best-record bewijs via toepassingen zoals Strava).

Uitsluitingscriteria:

• Gebruik van medicijnen of supplementen die van invloed kunnen zijn op het metabolisme.
• Aanwezigheid van een acute of chronische aandoening die lichamelijke activiteit bepert (musculoskeletale, cardiovasculaire of ademhalingskwesties).
• Alcohol en/of rookgewoonten.
• Naleving van een specifiek dieet dat het metabolisme tijdens de studieperiode beïnvloedt (intermitterend vasten, ketogeen, veganistische diëten, enz.).
• Zwangerschap of borstvoeding tijdens de studieperiode.
• Ernstige menstruatie onregelmatigheden of amenorroe.
• Body Mass Index (BMI) buiten het bereik van 18,5-30.
• Geschiedenis van gastro -intestinale aandoeningen (bijv. IBS, de ziekte van Crohn).
• Allergie of intolerantie voor natriumbicarbonaat of gerelateerde verbindingen.
• Geschiedenis van ongeordend eten.

Studieontwerp Deze gerandomiseerde, dubbelblinde, crossover-studie zal elke deelnemer betrekken bij vier experimentele oefentests: één voor lichaamssamenstelling, één maximale zuurstofopname (VO2MAX) -test en twee "prestatietests" gericht op het evalueren van 10 km voltooiingstijd en andere uithoudingsvermogen-gerelateerde variabelen. Deelnemers zullen twee interventies voltooien: natriumbicarbonaat (SB) en placebo (PL). In de SB-toestand ontvangen deelnemers 0,3 g/kg SB, terwijl ze in de PL-conditie 0,03 g/kg tafelzout ontvangen, dubbelblind toegediend. Prestatietests beginnen 1,5 uur na inname van een gestandaardiseerd 1,5 g/kg koolhydraatontbijt. Na elke test zal een uitspoelingsperiode van 3-7 dagen optreden, waarna de groepen worden overgestoken en het protocol herhaald.

Deelnemers aan de lichaamssamenstelling zullen het laboratorium bezoeken na een nacht vasten, geen metaal- of elektronische items dragen en hun blazen vóór metingen ongeldig maken. Lichaamsgewicht wordt gemeten tot een precisie van 0,1 kg met behulp van een elektronische schaal (Tanita UBB SC 330, VS). Lichaamssamenstelling, inclusief vetmassa, lichaamsvetpercentage, magere lichaamsmassa en visceraal vetweefsel, zullen worden beoordeeld met behulp van dual-energy röntgenabsorptiometrie (DXA, Lunar Procty Pro smal fanstraal, GE Health Care, Madison Wisconsin, VS) . De DXA wordt dagelijks gekalibreerd en alle metingen worden uitgevoerd door een erkende onderzoeker. Lichaamssamenstellingswaarden worden geanalyseerd met behulp van GE Encore V14.1 Software en Corescan voor visceraal vetweefsel.

Standaardisatie van de inname van de voeding op een dag van de inname van de voeding wordt 24 uur vóór prestatietests verzameld en geanalyseerd met behulp van de Bebis 6.1 -software (Stuttgart, Duitsland). Deze standaardisatie zorgt voor een vergelijkbare inname van koolhydraat vóór tests. Bovendien zullen deelnemers een gestandaardiseerd 1,5 g/kg koolhydraatontbijt (ontbijtgranen, melk, fruit) consumeren 90 minuten voor het testen, in overeenstemming met aanbevelingen van de racedag (Burke et al., 2011).

Natriumbicarbonaatsuppletie Elke deelnemer zal twee proeven voltooien: acute SB en placebo. Een dosis van 0,3 g/kg/dag SB wordt toegediend in 7 ml/kg water met een koolhydraatrijke maaltijd om gastro-intestinale (GIS) symptomen te minimaliseren, volgens het protocol door Carr et al. (2011). Voor placebo wordt 0,03 g/kg/dagtafelzout met dezelfde intervallen toegediend. De GIS-symptomen van de deelnemers worden geëvalueerd met behulp van een 10-punts Likert-schaalquête die 10 verschillende GIS-symptomen beoordeelt bij 90, 60 en 30 minuten vóór de oefening.

Vo2max

Om de VO2Max- en fitnessniveaus van de deelnemers te bepalen, wordt een incrementeel testprotocol van de loopband uitgevoerd. De test begint bij 6 km/u en neemt elke minuut met 1 km/u toe tot de uitputting, met een helling van de loopband ingesteld op 1%. Zuurstofopname (VO2) en koolstofdioxideproductie (VCO2) worden gemeten met behulp van een gasanalysesysteem (Quark CPET, COSMED cardio-pulmonale trainingstests, Italië) en de hartslag wordt gecontroleerd met behulp van een polaire Ignite en H9-sensor. De VO2Max -waarde wordt als geldig beschouwd als aan twee van de volgende criteria wordt voldaan:

• Een plateau in VO2.
• Ademhalingsuitwisselingsratio> 1.10.
• Hartslag van meer dan 90% van de voorspelde max.
• Waargenomen inspanningsscore boven 18. 10 km run prestatietest om de impact van SB op langdurige oefening met hoge intensiteit te beoordelen, zullen deelnemers een tijdstudie van 10 km uitvoeren na een warming-up routine van 5 minuten joggen bij 8 km/u en 5 minuten strekken. Deelnemers worden geïnstrueerd om te voorkomen dat oefening 2 dagen eerder, zich onthoudt van alcohol (48 uur) en cafeïne (12 uur) en hun gebruikelijke dieet te behouden. Tests zullen tegelijkertijd worden uitgevoerd, onder vergelijkbare omgevingscondities, in de folliculaire fase (dagen 6-12) van de menstruatiecyclus om de hormonale impact te minimaliseren (McNulty et al., 2020). Deelnemers zullen worden gevraagd om hun menstruatiecyclusfase en orale anticonceptie te melden tijdens testplanning.

Deelnemers zullen worden geïnformeerd dat van hen wordt verwacht dat ze hun beste prestaties leveren. Tijdens hun eerste bezoek zullen deelnemers worden gevraagd om hun eerdere snelste 10 km -prestaties te verifiëren met behulp van een applicatie. Voor elke prestatieproef zal het percentage ten opzichte van hun vorige persoonlijke beste prestaties van 10 km worden berekend om hun werkelijke prestaties te beoordelen. Deelnemers worden gevraagd om 2-3 uur vóór de test 5-10 ml/kg water te consumeren en de hoeveelheid vloeistofinname wordt geregistreerd om ervoor te zorgen dat dezelfde hoeveelheid wordt verbruikt tijdens het tweede bezoek. Urinemonsters zullen worden verzameld vóór de prestatietest om het soortelijk gewicht van urine te evalueren met behulp van een refractometer (Atago Digital Urine S.G. Ug-a alpha), met waarden als volgt beoordeeld: ≤1,020 voor euhydratatie, 1.020-1.030 voor hypohydratatie en> 1.030 voor ernstige hypohydratatie. Om het percentage vloeistofverlies te berekenen, wordt het lichaamsgewicht voor en na het sporten gemeten. Het verschil tussen lichaamsgewicht voor en na de oefening wordt aangepast voor de hoeveelheid vloeistof die tijdens de oefening wordt verbruikt, en het percentage vloeistofverlies zal worden berekend door deze waarde te delen door het initiële lichaamsgewicht. Juiste hydratatie zal worden gewaarborgd door het evalueren van waterinname, het specifieke gewicht van urine en het percentage vloeistofverlies om het effect van de hydratatie op de prestaties te regelen.

Geen extra voedingsmiddelen, afgezien van de gestandaardiseerde maaltijd, worden op de ochtend van de test geconsumeerd. Waterinname tijdens de test zal onbeperkt zijn, maar de verbruikte hoeveelheid zal worden geregistreerd om een ​​vergelijkbare inname in daaropvolgende tests te garanderen. Tijdens de test worden bloedmonsters uit de vingertop gehaald voordat de test begint en op de 1e, 3e, 5e en 7e minuten na de test eindigt om de pH-, lactaat- en bicarbonaatniveaus van de bloed te meten. Hartslag (HR) zal continu worden gecontroleerd met behulp van een hartslagmonitor (Polar Ignite Hartslagmonitor en Polar H9 Hartslagsensor, Polar Electro Inc., VS), en realtime HR-gegevens worden gevolgd door de onderzoeker. Deelnemers worden mondeling op de hoogte gebracht van de voltooiing van elke kilometer, maar er zal geen feedback worden gegeven over HR, snelheid of tijd, en er zal geen verbale aanmoediging worden gegeven. Prestatiegegevens worden alleen met deelnemers gedeeld nadat alle metingen zijn voltooid.

Om bias te voorkomen, worden alle metingen voor dezelfde deelnemer uitgevoerd door dezelfde onderzoeker en de onderzoeker die de prestatietest aflegt, zal blind zijn voor het natriumbicarbonaat (SB) of placebo -randomisatie. De prestatietijd verkregen aan het einde van de test zal dienen als de primaire prestatie -uitkomst voor de studie. Naast de 10 km voltooiingstijd en snelheid, worden de tijd en snelheid voor elke 400 m, de eerste 1 km, 1-5 km, 5-9 km, laatste 1 km en de laatste 400 m ook geëvalueerd. De waargenomen inspanning aan het einde van de test zal worden beoordeeld met behulp van de Borg-schaal (6-20 punten).

Bloedbemonstering en analyse-bloedmonsters worden verzameld uit de vingertop bij aanvang en na 1, 3, 5 en 7 minuten na de oefening om de pH, bicarbonaat, lactaat, po2 en PCO2 met bloedgasanalysator te analyseren (ABL 9, Radiometer, Duitsland).

Gegevensanalyse Sample Grootteberekeningen uitgevoerd met behulp van G*Power Software (versie 3.1.9.2) geven aan dat een minimum van 19 deelnemers vereist is voor een vermogen van 90% op een alfaniveau van 0,05 met een effectgrootte van 0,8. Gegevens worden geanalyseerd met SPSS 23.0, gepresenteerd als gemiddelde ± standaardafwijkingen en getest op normaliteit met behulp van de Shapiro-Wilk-test. Herhaalde metingen ANOVA zullen prestatietijden analyseren, terwijl een tweerichtingsherhaalde metingen ANOVA bloedparameters zullen beoordelen (interventie x tijd). De significantie wordt ingesteld op P <0,05. Bonferroni post -hoc tests zullen significante verschillen identificeren, en gedeeltelijke ETA -kwadraat (ƞ²) zal worden berekend om de effectgroottes te bepalen (ƞ² ≤ 0,01 = klein, ƞ² ≤ 0,06 = medium, ƞ² ≤ 0,14 = groot) (Richardson, 2011).