Spożycie wodorowęglanu sodu w zakresie wydajności wytrzymałościowej

WPROWADZENIE Środki buforujące w wydajności ćwiczeń Podczas ćwiczeń o wysokiej intensywności występuje zmęczenie mięśni, negatywnie wpływając zarówno na wydajność ćwiczeń beztlenowych, jak i aerobowych (wytrzymałościowych). Jedną z głównych przyczyny zmęczenia mięśni jest kwasica metaboliczna, która wynika z akumulacji wewnątrzkomórkowego mleczanu i jonów H+ (Freis i in., 2017; Krustrup i in., 2015). Ponieważ kwasowość mięśni jest regulowana przez wewnątrzkomórkowe i pozakomórkowe systemy buforowania, zwiększenie tych układów jest niezbędne do utrzymania skutecznego skurczu mięśni, opóźnienia zmęczenia, a tym samym optymalizacji wydajności zarówno w ćwiczeniach wytrzymałościowych beztlenowych, jak i o wysokiej intensywności (Durkac-Michalski i in., 2018a; 2018b; 2018b ).

Różne pomoce ergogenne są wykorzystywane do zwiększania wewnątrzkomórkowej i zewnątrzkomórkowej zdolności buforowania, przy czym beta-alanina i wodorowęglan sodu (SB) to dwa dobrze wspierane środki: beta-alanina zwiększa buforowanie wewnątrzkomórkowe poprzez zwiększenie poziomu karnozyny, w ten sposób, zapobiegając skoilezowaniom i poprawie kwaśności i poprawie kwaśności i poprawie kwaśnej i in., 2015). SB działa przede wszystkim jako bufor pozakomórkowy, oczyszczając jony H+ z krwi. Mechanizm ten pośrednio zmniejsza akumulację H+ w mięśniach podczas intensywnych ćwiczeń (Durkac-Michalski i in., 2018a; 2018b). Zachowując produkcję ATP poprzez glikolizę, to działanie buforowania opóźnia początek zmęczenia mięśni podczas ćwiczeń o wysokiej intensywności (Lancha Junior i in., 2015; Lopes-Silva i in., 2019).

Ze względu na jego zdolność do zmniejszenia akumulacji mleczanu i H+, badania koncentrowały się głównie na wpływie SB na ćwiczenia o wysokiej intensywności, krótkoterminowe (1-10 minut), zależne od metabolizmu glikolitycznego (Delextrat i in., 2018; Driller i in. , 2012; Gough i in., 2017). Na przykład dawka 0,3 g/kg spożycia SB poprawiła całkowitą wydajność pracy poprzez zwiększenie pojemności buforowania w protokole sprintu 10 x 6-sekundowym (Miller i in., 2016). SB jest zatem powszechnie stosowane do sportowego zależności od metabolizmu glikolitycznego, takiego jak sprint, bieganie na średnim dystansie i sporty bojowe. Ponadto SB może być korzystne dla dłuższych zdarzeń wytrzymałościowych (30-60 minut) przy progu beztlenowym (AT), takich jak trening interwałowy o wysokiej intensywności lub zdarzenia wytrzymałościowe na duże odległości końcowe (Burke, 2013).

SB i wydajność wytrzymałości, podczas gdy długotrwałe ćwiczenia wytrzymałościowe (> 30 minut) są napędzane przede wszystkim metabolizmem aerobowym, beztlenowa glikoliza znacząco przyczynia się również do produkcji energii, co prowadzi do podwyższonego poziomu mleczanu we krwi (Egger i in., 2014; Jones i in., 1977; McNaughton i in., 1999). W związku z tym SB może pomóc w utrzymaniu optymalnych poziomów pH podczas ćwiczeń wytrzymałościowych, zwiększając wydajność o wysokiej intensywności w progu aerobowym lub w jego pobliżu (Egger i in., 2014; Freis i in., 2017).

Badania zbadano wpływ 0,2-0,3 Spożycie SB G/Kg w zakresie wydajności wytrzymałości w pobliżu progu mleczanowego podczas jazdy na rowerze i biegu, często porównując go z suplementami neutralnymi (chlorkiem sodu) lub kwaśnymi (chlorkiem amonu). Odkrycia wskazują, że podczas gdy SB poprawia czas do wyczerpania, środki kwaśni mogą go zmniejszyć (George i MacLaren, 1988; Jones i in., 1977; Sutton i in., 1981). Na przykład Egger i in. (2014) stwierdzili, że spożycie 0,3 g/kg SB na godzinę przed wydłużeniem czasu wydajności ćwiczeń podczas testu po 30-minutowej sesji ćwiczeń przy 95% progu beztlenowym.

Podczas gdy badania potwierdziły pozytywny wpływ SB na wyniki wytrzymałościowe, istnieją mieszane dowody. Niektóre badania wykazały, że pomimo zwiększenia wodorowęglanu krwi i pH lub zmniejszenia poziomu mleczanu, SB nie poprawił wyników wytrzymałości (Freis i in., 2017; McNaughton i in., 1999). Badania te przeprowadzono jednak w warunkach laboratoryjnych. Badania nad efektem SB w terenie, w rzeczywistym świecie wytrzymałości nie zostały jeszcze przeprowadzone.

Optymalizacja spożycia wodorowęglanu sodu, podczas gdy SB okazał się obiecujący w zwiększeniu wydajności wytrzymałości o wysokiej intensywności, badania często koncentrują się na ostrym użyciu SB, zwykle zalecając dawkę 0,3 g/kg przed wysiłkiem (Lancha Junior i in., 2015). Ten protokół skutecznie zwiększa pH krwi i poziomy wodorowęglanu (Price i Singh, 2008), jednocześnie zmniejszając stężenie H+ w osoczu (Renfree, 2007). Jednak to ostre spożycie może prowadzić do objawów przewodu pokarmowego (GIS) z powodu szybkiego wchłaniania zarówno wodorowęglanu, jak i sodu (Siegler i in., 2012). W sportach wytrzymałościowych zarządzanie GIS ma kluczowe znaczenie, ponieważ takie objawy mogą poważniej wpływać na wydajność niż na zdarzeniach krótkoterminowych (Jeukendrup, 2017).

Skłoniło to do zbadania alternatywnych protokołów SB w celu zminimalizowania GIS, takich jak rozprzestrzenianie dawki w czasie, stosowanie niższych dawek lub administrowanie przez kolejne dni. W badaniu przeprowadzonym przez naukowców zaangażowanych w ten projekt wpływ 0,2 g/kg SB na wyniki wytrzymałości oceniano przez cztery kolejne dni u męskich rowerzystów. Wyniki wykazały, że chociaż zarówno ostre, jak i kolejne spożycie SB zwiększyły zdolność buforowania (ryc. 1), jedynie kolejne spożycie znacznie wydłużyło czas wyczerpania w porównaniu z placebo (ryc. 2). W szczególności GIS zaobserwowano z ostrym spożyciem, ale został zminimalizowany z kolejnym spożyciem dnia, co sugeruje potrzebę alternatywnych ostrych protokołów SB w celu dalszej poprawy wydajności wytrzymałości poprzez zmniejszenie GIS.

Rysunek 1. Wpływ 0,2 g/kg wodorowęglanu sodu na poziomy pH krwi (A) i wodorowęglanu we krwi (B) na ostre i kolejne dni (Aktitiz i in., 2024). SB: wodorowęglan sodu. §: Znacząca różnica między ostrym SB i PLA (p <0,05); ¥: Znacząca różnica między wszystkimi porównań par (ostre SB, kolejne dni SB i PLA) (p <0,05).

Ryc. 2. Wpływ 0,2 g/kg wodorowęglanu sodu na czas do wyczerpania na ostre i kolejne dni (Aktitiz i in., 2024). SB: wodorowęglan sodu. *: Znacząca różnica między kolejnymi dniami SB i PLA (p <0,05).

W badaniach nad alternatywnymi metodami spożycia SB spożywanie posiłków bogatych w węglowodany okazało się jednym z najskuteczniejszych sposobów zapobiegania GIS. Na przykład badanie (Carr i in., 2011) wykazało, że zużycie 0,3 g/kg SB z węglowodanem 1,5 g/kg i płynem 7 ml/kg spowodowało szczytowy poziom wodorowęglanu krwi i pH w ciągu 120-150 minut, przy minimalnym GISS. . Odkrycie to sugeruje, że zużycie SB z węglowodanami może zwiększyć wydajność, jednocześnie minimalizując działanie niepożądane, zapewniając obiecujące podejście dla sportowców wytrzymałościowych.

SB i kobiety sportowcy, chociaż badania wykazały, że SB może pozytywnie wpłynąć na wyniki ćwiczeń wytrzymałościowych o wysokiej intensywności (Egger i in., 2014; George i MacLaren, 1988; Jones i in., 1977; Sutton i in., 1981), większość badawczych został przeprowadzony na męskich sportowcach. Badania z udziałem kobiet -sportowców stanowią tylko 7,4% wszystkich badań SB (Smith i in., 2022). Ze względu na ich ogólnie niższą masę mięśniową i zmniejszony odsetek włókien mięśniowych typu 2 (Nuzzo i in., 2024) kobiety mogły mieć zmniejszoną zdolność glikolityczną, co oznacza, że ​​SB może mieć wyraźny wpływ na fizjologię żeńską (Green i in., 1984; Hegge i in., 2016; Dodatkowo, ze względu na ich comiesięczne doświadczenie z objawami przewodu pokarmowego (GIS), takimi jak wzdęcia, ból brzucha i biegunka podczas cyklu miesiączkowego, kobiety mogą lepiej tolerować skutki uboczne SB (Carr i in., 2023). Odkrycia te sugerują, że SB może być bardziej skuteczne u kobiet -sportowców.

Rzeczywiście, ostra dawka 0,3 g/kg SB pobrana 90 minut przed ćwiczeniem poprawia 1-minutową maksymalną wydajność rowerową u 10 aktywnych fizycznie kobiet (McNaughton i in., 1997). W innym badaniu z udziałem kobiet koszykówki (N = 15) 3-dniowy schemat 0,4 g/kg SB poprawił powtarzaną wydajność sprintu i wysokość skoku podczas symulowanej gry (Delextrat i in., 2018). Metaanaliza potwierdziła również pozytywny wpływ SB na wydajność beztlenową u kobiet-sportowców (Saunders i in., 2022). Jednak wpływ SB na wyniki wytrzymałości o wysokiej intensywności u kobiet-sportowców nie został zbadany. Ponadto istniejące badania są ograniczone do wysoko wyszkolonych kobiet w wieku 19–26 lat (Saunders i in., 2022), a ich wpływ na sportowców na poziomie rekreacyjnym i starszych sportowców pozostaje niezbadany.

Podsumowując, choć znaczące dowody sugerują, że SB może zwiększyć wydajność wytrzymałości o wysokiej intensywności, istnieje znaczący brak badań w szczególności dotyczących fizjologii sportowców i alternatywnych protokołów SB, które łagodzą GIS u kobiet.

Grupa badań metody Badanie będzie obejmować 19 zdrowych kobiet rekreacyjnych w wieku 18–40 lat, które konsekwentnie trenują (co najmniej trzy dni w tygodniu) przez co najmniej jeden rok. Uczestnicy będą rekrutowani poprzez pomoc uniwersyteckim klubom sportowym w Ankara. Zatwierdzenie etyki na to badanie uzyskano z Hacettepe University Clinical Research Committee Ethics Ethics. Uczestnicy zostaną poinformowani o protokole, dostarczonym z formularzami świadomej zgody, a badanie będzie zgodne z zaktualizowaną deklaracją Helsinek (2013). Formularze demograficzne dokumentujące historię treningów i kwestionariusz American College of Sports Medicine Activity Activity, zostaną podane w celu potwierdzenia kwalifikowalności.

Kryteria włączenia:

• Kobieta, w wieku 18–40 lat.
• Rekreacyjny biegacz z minimalną roczną historią regularnego szkolenia (co najmniej trzy dni w tygodniu).
• Doświadczenie w wyścigach o długości 10 km lub więcej (zweryfikowane przez oficjalny wynik wyścigu).
• Możliwość ukończenia odległości 10 km przy średnim tempie poniżej 6,00 min/km (potwierdzona za pomocą najlepszych dowodów za pośrednictwem aplikacji takich jak Strava).

Kryteria wykluczenia:

• Wykorzystanie wszelkich leków lub suplementów, które mogą wpłynąć na metabolizm.
• Obecność jakiegokolwiek ostrego lub przewlekłego stanu ograniczającego aktywność fizyczną (problemy mięśniowo -szkieletowe, sercowo -naczyniowe lub oddechowe).
• Nawyki alkoholu i/lub palenia.
• Przestrzeganie określonej diety wpływającej na metabolizm w okresie badania (przerywany post, dieta ketogenna, wegańska itp.).
• Ciąża lub karmienie piersią w okresie badania.
• Ciężkie menstruacyjne nieprawidłowości lub amenorrhea.
• Wskaźnik masy ciała (BMI) poza zakresem 18,5-30.
• Historia zaburzeń żołądkowo -jelitowych (np. IBS, choroba Crohna).
• Alergia lub nietolerancja na wodorowęglan sodu lub powiązane związki.
• Historia nieuporządkowanego jedzenia.

Projekt badania To randomizowane, podwójnie ślepe badanie crossover będzie obejmować każdego uczestnika w czterech eksperymentalnych testach wysiłkowych: jeden dla składu ciała, jeden test maksymalnego pobierania tlenu (VO2max) i dwa „testy wydajności” koncentrujące się na ocenie czasu zakończenia 10 km i innej Zmienne związane z wytrzymałość. Uczestnicy zakończą dwie interwencje: wodorowęglan sodu (SB) i placebo (PL). W stanie SB uczestnicy otrzymają 0,3 g/kg SB, podczas gdy w stanie PL otrzymają sól stołową 0,03 g/kg, podawaną podwójnie ślepa ślepa. Testy wydajności rozpoczną się 1,5 godziny po spożyciu znormalizowanego śniadania węglowodanowego 1,5 g/kg. Po każdym teście nastąpi okres wymywania 3-7 dni, po czym grupy zostaną przekroczone, a protokół się powtórzy.

Uczestnicy składu ciała odwiedzą laboratorium po nocnym szybkim, nosząc żadnych metalowych lub elektronicznych przedmiotów, i unieważni swoje pęcherze przed pomiarami. Masa ciała zostanie zmierzona z precyzją 0,1 kg przy użyciu skali elektronicznej (Tanita UBB SC 330, USA). Skład ciała, w tym masa tłuszczu, procent tłuszczu, beztłuszczowa masa ciała i trzewna tkanka tłuszczowa, zostanie oceniona przy użyciu absorpcji rentgenowskiej podwójnej energii (DXA, Lunar Prodigy Pro wąska wiązka wentylatora, GE Health Care, Madison Wisconsin, USA) . DXA zostanie kalibrowane codziennie, a wszystkie pomiary będą przeprowadzane przez licencjonowanego badacza. Wartości składu ciała zostaną przeanalizowane przy użyciu oprogramowania GE Encore V14.1 i corescan dla trzewnej tkanki tłuszczowej.

Standaryzacja spożycia diety jeden dzień rejestrów spożycia diety zostanie zebrana 24 godziny przed testami wydajności i przeanalizowana przy użyciu oprogramowania Bebis 6.1 (Stuttgart, Niemcy). Ta standaryzacja zapewni podobne spożycie węglowodanów przed testami. Ponadto uczestnicy zużyją standaryzowane śniadanie węglowodanów 1,5 g/kg (płatki zbożowe, mleko, owoce) 90 minut przed testowaniem, dostosowanie się do zaleceń w dniu wyścigu (Burke i in., 2011).

Suplementacja wodorowęglanu sodu Każdy uczestnik zakończy dwie próby: ostre SB i placebo. Dawka 0,3 g/kg/dzień SB będzie podawana w 7 ml/kg wodzie z posiłkiem bogatym w węglowodan w celu zminimalizowania objawów przewodu pokarmowego (GIS), zgodnie z protokołem Carr i in. (2011). W przypadku placebo sól stołowa 0,03 g/dzień będzie podawana w tych samych odstępach czasu. Objawy GIS uczestników zostaną ocenione przy użyciu 10-punktowej ankiety Likert Scaer, oceniającą 10 różnych objawów GIS w 90, 60 i 30 minutach przed wykonaniem.

VO2max

Aby określić poziomy VO2max i sprawność uczestników, zostanie przeprowadzony przyrostowy protokół testu bieżni. Test rozpocznie się od 6 km/h i wzrośnie o 1 km/h co minutę do wyczerpania, z nachyleniem bieżni ustawionym na 1%. Wychwyt tlenu (VO2) i wytwarzanie dwutlenku węgla (VCO2) będą mierzone za pomocą systemu analizy gazu (Quark CPET, testowanie wysiłkowe sercowo-płucne, Włochy), a tętno będą monitorowane przy użyciu Polar Ignite i czujnika H9. Wartość VO2max zostanie uznana za ważną, jeśli spełnione zostaną dwa z następujących kryteriów:

• Płaskowyż w VO2.
• Współczynnik wymiany oddechowej> 1.10.
• Tętno przekraczając 90% przewidywanego maks.
• Postrzegany wynik wysiłku powyżej 18. 10 km test wydajności w celu oceny wpływu SB na przedłużone ćwiczenia o wysokiej intensywności, uczestnicy przeprowadzą 10 km próbę czasową po rutynie rozgrzewki 5 minut na 8 km/h i 5 minut sięgnięcie. Uczestnicy zostaną poinstruowani, aby uniknąć ćwiczeń 2 dni wcześniej, powstrzymywać się od alkoholu (48 godzin) i kofeiny (12 godzin) i utrzymują swoją zwykłą dietę. Testy będą przeprowadzane w tym samym czasie, w podobnych warunkach środowiskowych, w fazie pęcherzykowej (dni 6-12) cyklu miesiączkowego, aby zminimalizować uderzenie hormonalne (McNulty i in., 2020). Uczestnicy zostaną poproszeni o zgłoszenie fazy cyklu menstruacyjnego i doustnego stosowania środków antykoncepcyjnych podczas planowania testów.

Uczestnicy zostaną poinformowani, że oczekuje się, że zapewnią swoje najlepsze wyniki. Podczas pierwszej wizyty uczestnicy zostaną poproszeni o weryfikację ich poprzedniej najszybszej wydajności 10 km za pomocą aplikacji. Dla każdego badania wydajności odsetek w stosunku do ich poprzedniej osobistej najlepszej wydajności 10 km zostanie obliczony w celu oceny ich rzeczywistej wydajności. Uczestnicy zostaną poproszeni o spożywanie 5-10 ml/kg wody 2-3 godziny przed testem, a ilość spożycia płynów zostanie zarejestrowana, aby zapewnić zużycie tej samej kwoty podczas drugiej wizyty. Próbki moczu zostaną pobrane przed testem wydajności w celu oceny grawitacji właściwości moczu za pomocą refraktometru (Atago Digital Mocz S.G. UG-α alfa), z wartościami ocenianymi w następujący sposób: ≤1,020 dla euhydration, 1.020-1.030 do hipohydracji i> 1.030 dla ciężkiego hipohydracji. Aby obliczyć odsetek utraty płynu, masa ciała zostanie zmierzona przed i po wysiłku. Różnica między masą ciała przed i po wysiłku zostanie skorygowana o ilość płynu spożywanego podczas ćwiczeń, a odsetek utraty płynu zostanie obliczony poprzez podzielenie tej wartości przez początkową masę ciała. Prawidłowe nawodnienie zostanie zapewnione poprzez ocenę spożycia wody, grawitację właściwości moczu i procent utraty płynu w celu kontroli wpływu nawodnienia na wydajność.

Żadne dodatkowe produkty spożywcze, oprócz znormalizowanego posiłku, nie zostanie spożywane rano. Spożycie wody podczas testu będzie nieograniczone, ale spożywana ilość zostanie zarejestrowana, aby zapewnić podobne spożycie w kolejnych testach. Podczas testu próbki krwi zostaną pobrane z opuszka palca przed rozpoczęciem testu i na 1, 3, 5 i 7 minutach po zakończeniu testu w celu pomiaru poziomu pH krwi, mleczanu i wodorowęglanu. Tętno (HR) będzie stale monitorowane przy użyciu monitora tętna (Polar Ignite Monitor i czujnik tętna H9, Polar Electro Inc., USA), a dane HR w czasie rzeczywistym będą śledzone przez badacza. Uczestnicy zostaną ustnie poinformowani o zakończeniu każdego kilometra, ale nie zostaną przekazane opinię na temat HR, prędkości lub czasu i nie zostanie przekazana nie do ustnej zachęty. Dane dotyczące wydajności będą udostępniane uczestnikom dopiero po zakończeniu wszystkich pomiarów.

Aby uniknąć stronniczości, wszystkie pomiary dla tego samego uczestnika zostaną przeprowadzone przez tego samego badacza, a badacz administrowania testem wydajności zostanie oślepiony na wodorowęglan sodu (SB) lub randomizację placebo. Czas wydajności uzyskany na końcu testu będzie stanowić podstawowy wynik wydajności w badaniu. Oprócz czasu i prędkości 10 km, czas i prędkość na każde 400 m, oceniane zostanie również pierwsze 1 km, 1-5 km, 5-9 km, ostatnie 1 km i końcowe 400 m. Postrzegany wysiłek na końcu testu zostanie oceniony za pomocą skali Borg (6-20 punktów).

Próbki krwi i analizy krwi zostaną pobrane z opuszka palca na początku i po 1, 3, 5 i 7 minutach po ćwiczeniu do analizy pH krwi, wodorowęglanu, mleczanu, PO2 i PCO2 przy użyciu analizatora gazu krwi (ABL 9, Radiometr, Niemcy).

Analiza danych Obliczenia wielkości próby wykonane przy użyciu oprogramowania Power G*(wersja 3.1.9.2) wskazują, że wymagane jest minimum 19 uczestników dla mocy 90% na poziomie alfa 0,05 o wielkości efektu 0,8. Dane zostaną przeanalizowane za pomocą SPSS 23.0, przedstawione jako średnie ± odchylenia standardowe i przetestowane pod kątem normalności za pomocą testu Shapiro-Wilka. Powtarzane pomiary ANOVA przeanalizuje czas wydajności, podczas gdy dwukierunkowa powtarzane pomiary ANOVA oceni parametry krwi (interwencja x czas). Istotność ustawia się na p <0,05. Testy post hoc Bonferroniego zidentyfikują znaczące różnice, a częściowy kwadrat ETA (ƞ²) zostaną obliczone w celu określenia rozmiarów efektu (ƞ² ≤ 0,01 = małe, ƞ² ≤ 0,06 = średni, ƞ² ≤ 0,14 = duży) (Richardson, 2011).