Natriumbikarbonatinntak på utholdenhetsytelse

INNLEDNING Bufferingsmidler i treningsprestasjoner Under høyintensiv trening skjer muskeltretthet, og påvirker både anaerob og aerob (utholdenhet) negativt. En primær årsak til muskeltretthet er metabolsk acidose, som oppstår fra akkumulering av intracellulært laktat og H+ -ioner (Freis et al., 2017; Krustrup et al., 2015). Siden muskel surhet er regulert av intracellulære og ekstracellulære bufferingssystemer, er forbedring av disse systemene avgjørende for å opprettholde effektiv muskelsammentrekning, forsinke utmattelse og derved optimalisere ytelsen i både anaerobe og høyintensitet utholdenhetsøvelser (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b ).

Ulike ergogene hjelpemidler brukes til å øke intracellulær og ekstracellulær bufferkapasitet, med beta-alanin og natriumbikarbonat (SB) som er to godt støttede midler: beta-alanin forbedrer intracellulær buffering ved å øke muskel-karnosinnivået, dermed forhindre sur og forbedre ytelsen (teksler et al., 2015). SB fungerer først og fremst som en ekstracellulær buffer, og rydder H+ -ioner fra blodet. Denne mekanismen reduserer indirekte H+ -akkumulering i muskler under intens trening (Durkalec-Michalski et al., 2018a; 2018b). Ved å bevare ATP-produksjonen via glykolyse, forsinker denne bufferingsaksjonen begynnelsen av muskeltretthet under høyintensitetsøvelser (Lancha Junior et al., 2015; Lopes-Silva et al., 2019).

På grunn av dens evne til å redusere laktat og H+ -akkumulering, har forskning hovedsakelig fokusert på SBs effekter på høyintensitet, kortvarig trening (1-10 minutter) ytelse avhengig av glykolytisk metabolisme (Delextrat et al., 2018; Driller et al. , 2012; For eksempel forbedret 0,3 g/kg dose SB-inntaket total arbeidsutgang ved å forbedre bufferingskapasiteten i en 10 x 6 sekunders sprintprotokoll (Miller et al., 2016). SB brukes således ofte for sports avhengig av glykolytisk metabolisme, for eksempel sprinting, midtdistanseløp og kampsport. I tillegg kan SB også være fordelaktig for lengre utholdenhetshendelser (30-60 minutter) ved den anaerobe terskelen (AT), for eksempel høyintensiv intervalltrening eller langdistanse-utholdenhetshendelser som avsluttes med en endelig sprint (Burke, 2013).

SB og utholdenhetsytelse mens utholdenhetsøvelse på lang varighet (> 30 minutter) først og fremst er drevet av aerob metabolisme, bidrar anaerob glykolyse også betydelig til energiproduksjon, noe som fører til forhøyet blodlaktatnivå (Egger et al., 2014; Jones et al., 1977; McNaughton et al., 1999). Følgelig kan SB bidra til å opprettholde optimale pH-nivåer under utholdenhetsøvelse, noe som forbedrer ytelsen med høy intensitet ved eller i nærheten av den aerobe terskelen (Egger et al., 2014; Freis et al., 2017).

Studier har undersøkt effekten av 0,2-0,3 G/kg SB -inntak på utholdenhetsytelse nær laktatgrensen i sykling og løping, og sammenligner den ofte med nøytral (natriumklorid) eller sure (ammoniumklorid) tilskudd. Funn indikerer at mens SB forbedrer tid til utmattelse, kan sure midler redusere det (George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981). For eksempel har Egger et al. (2014) fant at 0,3 g/kg SB-inntak en time før trening forlenget ytelsestiden under en test etter en 30-minutters treningsøkt med 95% anaerob terskel.

Mens studier har støttet SBs positive effekter på utholdenhetsytelsen, er det blandede bevis. Noen studier fant at til tross for å øke blodbikarbonat og pH eller redusere laktatnivået, forbedret SB ikke utholdenhetsytelsen (Freis et al., 2017; McNaughton et al., 1999). Disse studiene ble imidlertid utført under laboratorieforhold. Forskning på SBs effekt i feltbaserte, utholdenhetsinnstillinger i den virkelige verden er ennå ikke utført.

Optimalisering av natriumbikarbonatinntak mens SB har vist løfte om å forbedre ytelsen med høy intensitet, fokuserer studier ofte på akutt SB-bruk, og anbefaler vanligvis en 0,3 g/kg dose før trening (Lancha Junior et al., 2015). Denne protokollen øker effektivt pH og bikarbonatnivåer i blodet (Price & Singh, 2008) mens vi reduserer plasma H+ -konsentrasjon (Renfree, 2007). Imidlertid kan dette akutte inntaket føre til gastrointestinale symptomer (GIS) på grunn av den raske absorpsjonen av både bikarbonat og natrium (Siegler et al., 2012). I utholdenhetsidretter er det kritisk å håndtere GIS, ettersom slike symptomer kan ha større innvirkning på ytelsen enn i kortvarige hendelser (Jeukendrup, 2017).

Dette har fått utforsking av alternative SB -protokoller til å minimere GIS, for eksempel å spre doseringen over tid, bruke lavere doser eller administrere over påfølgende dager. I en studie utført av forskere som var involvert i dette prosjektet, ble effekten av 0,2 g/kg SB på utholdenhetsytelse evaluert over fire påfølgende dager i mannlige syklister. Resultatene viste at selv om både akutt og påfølgende SB -inntak forbedret bufferkapasitet (figur 1), bare påfølgende inntak utvidet tid til utmattelse sammenlignet med placebo (figur 2). Spesielt ble GIS observert med akutt inntak, men ble minimert med inntak på rad, noe som antydet behovet for alternative akutte SB-protokoller for å forbedre utholdenhetens ytelse ytterligere ved å redusere GIS.

Figur 1. Effekter av 0,2 g/kg natriumbikarbonat på blod -pH (A) og blodbikarbonatnivåer (B) på akutte og påfølgende dager (Aktitiz et al., 2024). SB: Natriumbikarbonat. §: signifikant forskjell mellom akutt SB og PLA (p <0,05); ¥: Betydelig forskjell mellom alle parvise sammenligninger (akutt SB, påfølgende dager SB og PLA) (p <0,05).

Figur 2. Effekt av 0,2 g/kg natriumbikarbonat i tide til utmattelse på akutte og påfølgende dager (Aktitiz et al., 2024). SB: Natriumbikarbonat. *: Betydelig forskjell mellom påfølgende dager SB og PLA (p <0,05).

I studier på alternative SB-inntaksmetoder ble forbruk med karbohydratrike måltider funnet å være en av de mest effektive måtene å forhindre GIS. For eksempel viste en studie (Carr et al., 2011) at konsumerende 0,3 g/kg SB med 1,5 g/kg karbohydrat og 7 ml/kg væske resulterte i topp blodbikarbonat og pH-nivåer innen 120-150 minutter, med minimalt GIS . Dette funnet antyder at SB -forbruk med karbohydrater kan øke ytelsen mens de minimerer bivirkninger, og gir en lovende tilnærming for utholdenhetsutøvere.

SB og kvinnelige idrettsutøvere, selv om studier har vist at SB kan påvirke ytelsen med høy intensitet utholdenhetsøvelse (Egger et al., 2014; George & Maclaren, 1988; Jones et al., 1977; Sutton et al., 1981), mest forskning har blitt gjennomført på mannlige idrettsutøvere. Studier som involverer kvinnelige idrettsutøvere representerer bare 7,4% av de totale SB -studiene (Smith et al., 2022). På grunn av deres generelt lavere muskelmasse og en redusert andel av muskelfibre av type 2 (Nuzzo et al., 2024), kan kvinner ha redusert glykolytisk kapasitet, noe som betyr at SB kan ha en tydelig effekt på kvinnelig fysiologi (Green et al., 1984; Hegge et al., 2016; På grunn av deres månedlige erfaring med gastrointestinale symptomer (GIS) som oppblåsthet, magesmerter og diaré under menstruasjonssyklusen, kan kvinner tåle SBs bivirkninger bedre (Carr et al., 2023). Disse funnene antyder at SB kan være mer effektive hos kvinnelige idrettsutøvere.

En akutt dose på 0,3 g/kg SB tatt 90 minutter før trening ble vist å forbedre 1-minutters maksimal sykkelytelse hos 10 fysisk aktive kvinner (McNaughton et al., 1997). I en annen studie som involverer kvinnelige basketballspillere (n = 15), forbedret et 3-dagers regime på 0,4 g/kg SB gjentatt sprintytelse og hopphøyde under et simulert spill (Delextrat et al., 2018). En metaanalyse bekreftet også SBs positive effekt på anaerob ytelse hos kvinnelige idrettsutøvere (Saunders et al., 2022). Imidlertid er ikke virkningen av SB på utholdenhetsytelse med høy intensitet hos kvinnelige idrettsutøvere ikke blitt undersøkt. Videre er eksisterende studier begrenset til høyt trente kvinner i alderen 19-26 år (Saunders et al., 2022), og dens virkning på fritidsnivå og eldre kvinnelige idrettsutøvere forblir uutforsket.

Oppsummert, selv om betydelige bevis tyder på at SB kan forbedre ytelsen med høy intensitet, er det en bemerkelsesverdig mangel på forskning som spesifikt tar for seg kvinnelig idrettsutøverfysiologi og alternative SB-protokoller som demper GIS hos kvinner.

Metode Study Group Studien vil omfatte 19 sunne kvinnelige rekreasjonsløpere i alderen 18-40 år, som har vært konsekvent trening (minst tre dager per uke) i minimum ett år. Deltakerne vil bli rekruttert gjennom oppsøking til universitetsidrettsklubber i Ankara. Etikkgodkjenning for denne studien ble oppnådd fra Hacettepe University Clinical Research Ethics Committee. Deltakerne vil bli informert om protokollen, forsynt med informerte samtykkeskjemaer, og studien vil følge den oppdaterte erklæringen om Helsingfors (2013). Demografiske former som dokumenterer treningshistorie og et amerikansk College of Sports Medicine fysisk aktivitetsberedskapsspørreskjema vil bli administrert for å bekrefte kvalifisering.

Inkluderingskriterier:

• Kvinne, 18-40 år.
• Rekreasjonsløper med minimum ett års historie med regelmessig trening (minst tre dager per uke).
• Erfaring med løp på 10 km eller mer (bekreftet av et offisielt løpsresultat).
• Evne til å fullføre 10 km avstand i et gjennomsnittlig tempo under 6,00 min/km (bekreftet gjennom best-rekordbevis via applikasjoner som Strava).

Eksklusjonskriterier:

• Bruk av medisiner eller tilskudd som kan påvirke stoffskiftet.
• Tilstedeværelse av akutt eller kronisk tilstand som begrenser fysisk aktivitet (muskel- og skjelett-, kardiovaskulære eller luftveisproblemer).
• Alkohol- og/eller røykevaner.
• Overholdelse av en spesifikk kosthold som påvirker metabolismen i løpet av studieperioden (intermitterende faste, ketogen, veganske dietter, etc.).
• Graviditet eller amming i løpet av studieperioden.
• Alvorlige menstruasjonsregelmessigheter eller amenoré.
• Body Mass Index (BMI) utenfor området 18,5-30.
• Historien om gastrointestinale lidelser (f.eks. IBS, Crohns sykdom).
• Allergi eller intoleranse mot natriumbikarbonat eller beslektede forbindelser.
• Historie om forstyrret spising.

Studiedesign Denne randomiserte, dobbeltblinde, crossover-studien vil involvere hver deltaker i fire eksperimentelle treningstester: en for kroppssammensetning, en maksimal oksygenopptak (VO2max) -test, og to "ytelsestester" fokusert på å evaluere 10 km fullføringstid og annen Utholdenhetsrelaterte variabler. Deltakerne vil fullføre to intervensjoner: natriumbikarbonat (SB) og placebo (PL). I SB-tilstanden vil deltakerne motta 0,3 g/kg SB, mens de i PL-tilstand vil motta 0,03 g/kg bordsalt, administrert dobbeltblind. Prestasjonstesting vil starte 1,5 timer etter inntak av en standardisert 1,5 g/kg karbohydratfrokost. Etter hver test vil en utvaskingsperiode på 3-7 dager oppstå, hvoretter gruppene blir krysset over, og protokollen gjentas.

Deltakerne i kroppssammensetning vil besøke laboratoriet etter en rask overnatting, iført metall eller elektroniske gjenstander, og vil annullere blærene sine før målinger. Kroppsvekt vil bli målt til en presisjon på 0,1 kg ved bruk av en elektronisk skala (Tanita UBB SC 330, USA). Kroppssammensetning, inkludert fettmasse, kroppsfettprosent, mager kroppsmasse og visceralt fettvev, vil bli vurdert ved bruk av dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DXA, Lunar Prodigy Pro Smal Fan Beam, GE Health Care, Madison Wisconsin, USA) . DXA vil bli kalibrert daglig, og alle målinger vil bli utført av en lisensiert forsker. Verdier for kroppssammensetning vil bli analysert ved bruk av GE Encore V14.1 -programvare og corescan for visceralt fettvev.

Standardisering av kostholdsinntak en dag med inntak av kostholdsinntak vil bli samlet 24 timer før ytelsestester og analysert ved bruk av BEBIS 6.1 -programvaren (Stuttgart, Tyskland). Denne standardiseringen vil sikre lignende karbohydratinntak før tester. I tillegg vil deltakerne konsumere en standardisert 1,5 g/kg karbohydratfrokost (frokostblanding, melk, frukt) 90 minutter før testing, i samsvar med anbefalingene om løpsdag (Burke et al., 2011).

Natriumbikarbonattilskudd Hver deltaker vil fullføre to forsøk: akutt SB og placebo. En dose på 0,3 g/kg/dag SB vil bli administrert i 7 ml/kg vann med et karbohydratrikt måltid for å minimere gastrointestinal (GIS) symptomer, etter protokollen av Carr et al. (2011). For placebo vil 0,03 g/kg/dagsbordsalt bli administrert med samme intervaller. Deltakernes GIS-symptomer vil bli evaluert ved bruk av en 10-punkts Likert Scale-undersøkelse som vurderer 10 forskjellige GIS-symptomer ved 90, 60 og 30 minutter før trening.

Vo2max

For å bestemme deltakernes VO2max og kondisjonsnivå vil det bli utført en trinnvis tredemølle -testprotokoll. Testen begynner ved 6 km/t og øker med 1 km/t hvert minutt til utmattelse, med en tredemølle stigning satt til 1%. Oksygenopptak (VO2) og karbondioksidproduksjon (VCO2) vil bli målt ved bruk av et gassanalysesystem (Quark CPET, kosed Cardio-Pulmonal treningstesting, Italia), og hjertefrekvens vil bli overvåket ved bruk av en polar Ignite og H9-sensor. VO2max -verdien vil bli ansett som gyldig hvis to av følgende kriterier er oppfylt:

• Et platå i VO2.
• Respirasjonsutvekslingsforhold> 1,10.
• Puls over 90% av den forutsagte maks.
• Opplevd anstrengelsespoeng over 18. 10 km Kjør ytelsestest For å vurdere effekten av SB på langvarig høyintensitetsøvelse, vil deltakerne utføre en 10 km tidsforsøk etter en oppvarmingsrutine på 5 minutters jogging på 8 km/t og 5 minutter Strekking. Deltakerne vil bli instruert om å unngå trening 2 dager før, avstå fra alkohol (48 timer) og koffein (12 timer), og opprettholde sitt vanlige kosthold. Tester vil bli utført samtidig, under lignende miljøforhold, i follikulær fase (dag 6-12) av menstruasjonssyklusen for å minimere hormonell påvirkning (McNulty et al., 2020). Deltakerne vil bli bedt om å rapportere sin menstruasjonssyklusfase og oral prevensjonsbruk under testplanlegging.

Deltakerne vil bli informert om at de forventes å levere sin beste ytelse. Under deres første besøk vil deltakerne bli bedt om å bekrefte deres tidligere raskeste ytelse på 10 km ved hjelp av en applikasjon. For hver ytelsesforsøk vil prosentandelen i forhold til deres tidligere personlige beste 10 km ytelse bli beregnet for å vurdere deres faktiske ytelse. Deltakerne vil bli bedt om å konsumere 5-10 ml/kg vann 2-3 timer før testen, og mengden væskeinntak vil bli registrert for å sikre at det samme beløpet forbrukes under det andre besøket. Urinprøver vil bli samlet før ytelsestesten for å evaluere urinspesifikk tyngdekraft ved bruk av et refraktometer (Atago Digital Urine S.G. UG-a alfa), med verdier vurdert som følger: ≤1.020 for euhydrering, 1.020-1.030 for hypohydrering, og> 1.030 for alvorlig hypohydrering. For å beregne prosentandelen av væsketap, vil kroppsvekten måles før og etter trening. Forskjellen mellom kroppsvekt før og etter trening vil bli justert for mengden væske som konsumeres under treningen, og prosentandelen av væsketap vil bli beregnet ved å dele denne verdien med den opprinnelige kroppsvekten. Riktig hydrering vil bli sikret ved å evaluere vanninntak, urinspesifikk tyngdekraft og væsketapsprosent for å kontrollere hydreringens effekt på ytelsen.

Ingen ekstra matvarer, bortsett fra det standardiserte måltidet, vil bli konsumert om morgenen på testen. Vanninntak under testen vil være ubegrenset, men mengden som konsumeres vil bli registrert for å sikre lignende inntak i påfølgende tester. Under testen vil blodprøver bli tatt fra fingertuppen før testen begynner og på 1., 3., 5. og 7. minutt etter at testen er avsluttet for å måle blod -pH, laktat og bikarbonatnivå. Hjertefrekvens (HR) vil kontinuerlig bli overvåket ved hjelp av en hjertefrekvensmonitor (Polar Ignite hjertefrekvensmonitor og Polar H9-hjertefrekvenssensor, Polar Electro Inc., USA) og HR-data i sanntid vil bli sporet av forskeren. Deltakerne vil bli muntlig informert om gjennomføringen av hver kilometer, men det vil ikke bli gitt noen tilbakemelding angående HR, hastighet eller tid, og det vil ikke bli gitt noen muntlig oppmuntring. Resultatdata vil bli delt med deltakerne bare etter at alle målinger er fullført.

For å unngå skjevhet vil alle målinger for den samme deltakeren bli utført av den samme forskeren, og forskeren som administrerer ytelsestesten vil bli blendet for natriumbikarbonatet (SB) eller placebo -randomisering. Resultattiden oppnådd på slutten av testen vil tjene som det primære resultatutfallet for studien. I tillegg til 10 km fullføringstid og hastighet, vil også tid og hastighet for hver 400 m, de første 1 km, 1-5 km, 5-9 km, siste 1 km og siste 400 m evaluert. Den opplevde anstrengelsen på slutten av testen vil bli vurdert ved bruk av Borg-skalaen (6-20 poeng).

Blodprøvetaking og analyse Blodprøver vil bli samlet fra fingertuppen ved baseline og ved 1, 3, 5 og 7 minutter etter trening for å analysere blod-pH, bikarbonat, laktat, PO2 og PCO2 ved bruk av en blodgassanalysator (ABL 9, Radiometer, Tyskland).

Beregninger av dataanalyse Eksempelstørrelse utført ved bruk av G*Power Software (versjon 3.1.9.2) indikerer minimum 19 deltakere er nødvendig for en effekt på 90% på et alfa -nivå på 0,05 med en effektstørrelse på 0,8. Data vil bli analysert med SPSS 23.0, presentert som middel ± standardavvik og testet for normalitet ved bruk av Shapiro-Wilk-testen. Gjentatte tiltak ANOVA vil analysere ytelsestider, mens en toveis gjentatte tiltak ANOVA vil vurdere blodparametere (intervensjon x tid). Betydningen er satt til p <0,05. Bonferroni post hoc -tester vil identifisere signifikante forskjeller, og delvis ETA -kvadrat (ƞ²) vil bli beregnet for å bestemme effektstørrelser (ƞ² ≤ 0,01 = liten, ƞ² ≤ 0,06 = medium, ƞ² ≤ 0,14 = stor) (Richardson, 2011).