Ładowanie i wstrzymanie: Wpływ 7-dniowego ładowania monohydratem kreatyny na wydolność cykliczną przy wstrzymanym oddechu (BREATHE-C)

Kreatyna jest dobrze znana ze swojej roli w zwiększaniu regeneracji trifosforanu adenozyny (ATP), a tym samym wspomaganiu krótkotrwałych aktywności o wysokiej intensywności, poprawiając zdolność do pracy i moc mięśni szkieletowych oraz opóźniając wystąpienie zmęczenia mięśni. Jednak badania nad suplementacją kreatyny w sportach wytrzymałościowych dały niespójne wyniki. Niektóre badania w tej dziedzinie wykazały poprawę wytrzymałości, podczas gdy inne nie wykazały takiej poprawy, a nawet wykazały jej pogorszenie. Ta zmienność może wynikać z różnych protokołów suplementacji lub szerokiego zakresu protokołów stosowanych do pomiaru wydolności. Dodatkowo, wzrost masy ciała wynikający z właściwości osmotycznych kreatyny może negatywnie wpływać na wydolność w sportach z obciążeniem masą ciała. Innym czynnikiem może być skład włókien mięśniowych, ponieważ osoby, które najlepiej reagują na suplementację kreatyną, zazwyczaj mają wyższy udział włókien mięśniowych typu II, podczas gdy sportowcy wytrzymałościowi zwykle posiadają głównie włókna typu I.

Nurkowanie na wstrzymanym oddechu to praktyka nurkowania pod wodą na jednym wdechu. Dyscypliny sportowe w nurkowaniu na wstrzymanym oddechu można podzielić na trzy kategorie: statyczne wstrzymanie oddechu, dyscypliny głębokościowe i dyscypliny dynamiczne. Statyczne wstrzymanie oddechu koncentruje się na utrzymaniu oddechu przez najdłuższy możliwy czas, dyscypliny głębokościowe skupiają się na osiągnięciu największej możliwej głębokości pod wodą, podczas gdy dyscypliny dynamiczne koncentrują się na pokonaniu największej możliwej odległości pod wodą na jednym wdechu. Dyscypliny te testują zarządzanie tlenem (O2) przez nurka, tolerancję produktów przemiany materii, wydajność ruchu i oszczędzanie energii. Niektóre z ograniczeń w nurkowaniu na wstrzymanym oddechu obejmują tolerancję na wywołujące zmęczenie metabolity, nagromadzenie dwutlenku węgla (CO2) i dostępność O2. W miarę wzrostu czasu nurkowania i aktywności mięśniowej, poziom O2 spada, a zależność od beztlenowej drogi metabolicznej nasila się, prowadząc do akumulacji metabolitów, takich jak mleczan. Dlatego nurkowie, między innymi, trenują, aby zoptymalizować wykorzystanie O2, opóźnić wystąpienie kwasicy metabolicznej i zwiększyć tolerancję na podwyższony poziom metabolitów.

Chociaż nurkowanie na wstrzymanym oddechu może nie być uważane za sport wysokiej intensywności pod względem tętna i prędkości ruchu, obejmuje ono unikalny wzorzec wydolności, który obejmuje ograniczoną dostępność O2 i wywołuje przejście na metabolizm beztlenowy. To przejście jest utrzymywane przez dłuższy czas, wymagając znacznego wysiłku i wytrzymałości, aby utrzymać wydolność. Ważne jest, aby podkreślić, że żadna forma ćwiczeń nie jest czysto beztlenowa lub tlenowa, i że wszystkie systemy energetyczne przyczyniają się do resyntezy ATP. Jednak ich wkład zależy od charakteru aktywności. Tak więc, nawet jeśli system fosfokreatynowy może nie dominować w sportach wytrzymałościowych, nadal może buforować zapotrzebowanie na energię, a tym samym zapobiegać wczesnemu wystąpieniu zmęczenia. Dlatego energia wytwarzana przez fosforan kreatyny (CP) jest wykorzystywana do produkcji ATP tak długo, jak to możliwe i wykazano, że chociaż udział CP zmniejsza się między 100 a 200 metrami sprintu biegowego, zapasy CP są wyczerpywane dopiero pod koniec 400 metrów.

Ponieważ nurkowanie na wstrzymanym oddechu wymaga efektywnego wykorzystania O2, a organizm opiera się głównie na metabolizmie beztlenowym, który prowadzi do kwasicy metabolicznej, wydajna produkcja ATP, wykorzystanie O2 i produkcja CO2 są kluczowe. Suplementacja kreatyny może przynieść korzyści poprzez zapewnienie wydajnej produkcji energii i opóźnienie wystąpienia kwasicy metabolicznej. Ponadto kreatyna ma zdolność buforowania kwasowości poprzez przyjmowanie i neutralizowanie nadmiaru jonów wodorowych, które gromadzą się w mięśniach jako produkt uboczny metabolizmu beztlenowego.

Próg mleczanowy (LT) definiuje się jako punkt intensywności ćwiczeń, w którym mleczan zaczyna gromadzić się we krwi szybciej niż może zostać usunięty. Wyższy LT pozwala sportowcom utrzymywać wyższe prędkości lub wyższą moc przed wystąpieniem zmęczenia. Nurkowie na wstrzymanym oddechu również mogliby skorzystać z wyższego LT z powodu opóźnionego gromadzenia się produktów ubocznych metabolizmu beztlenowego. W różnych protokołach testów siłowo-wytrzymałościowych sugerowano, że suplementacja kreatyny zwiększa LT, poprawiając regenerację ATP i zwiększając zdolność buforowania mięśni, a także poprawia wydolność mierzoną całkowitą pracą (TW), czasem do wyczerpania (TTE) i mocą wyjściową. Mimo to, niektóre badania nie wykazały poprawy wytrzymałości i zwiększenia LT.

Dodatkowo, próg wentylacyjny (VT) definiuje się jako punkt podczas ćwiczeń, w którym wentylacja zwiększa się nieproporcjonalnie do zużycia O2 z powodu konieczności wydychania nagromadzonego CO2. VT jest ściśle związany z LT, ponieważ gdy mleczan zaczyna się gromadzić, jony wodorowe również się gromadzą, produkcja niemetabolicznego CO2 wzrasta, a także wzrasta częstość wentylacji. Nelson i in. (2000) zaobserwowali znaczące wydłużenie dystansu biegu do VT u biegaczy długodystansowych w gradacyjnym teście wysiłkowym (GTX) po suplementacji kreatyną. Autorzy doszli do wniosku, że ta zmiana spowodowała, że organizm był w stanie wykonywać submaksymalne obciążenie przy niższym koszcie O2 i zmniejszonej pracy układu sercowo-naczyniowego mierzonej tętnem.

Suplementacja kreatyny może poprawić wydolność ćwiczeń na wstrzymanym oddechu, służąc jako beztlenowe, nie mleczanowe źródło energii. Dodatkowo, kreatyna ma właściwości buforowania wewnątrzkomórkowego, które mogą pomóc opóźnić wystąpienie kwasicy metabolicznej, tym samym wydłużając czas pracy mięśni w warunkach niedotlenienia.

Ćwiczenie na wstrzymanym oddechu będzie wykonywane na ergometrze rowerowym z intensywnością odpowiadającą maksymalnemu dynamicznemu nurkowaniu na wstrzymanym oddechu, z wykorzystaniem tętna jako wskaźnika. Protokół jest zaprojektowany tak, aby odtworzyć kluczowe wymagania metaboliczne dynamicznego nurkowania na wstrzymanym oddechu, wymagając pracy mięśni w warunkach niedotlenienia.

Tętno uczestników po maksymalnym dynamicznym nurkowaniu na wstrzymanym oddechu będzie mierzone podczas ich treningu basenowego. Indywidualne tętno na końcu nurkowania (HR) będzie używane jako wskaźnik intensywności ćwiczeń do zaprojektowania indywidualnego protokołu testowania wstrzymania oddechu dla każdego uczestnika. Uczestnicy wykonają GXT w laboratorium, aby znaleźć odpowiedni opór na ergometrze rowerowym, który będzie odpowiadał ich tętnu na końcu nurkowania. Dlatego opór na ergometrze rowerowym, który będzie używany do ostatecznego testowania przed i po suplementacji, będzie określony przez tętno na końcu nurkowania i dane z GXT. Ostateczne testowanie będzie obejmować jazdę na stacjonarnym ergometrze, gdzie uczestnicy będą proszeni o pokonanie najdłuższej możliwej odległości na jednym wdechu. Główne pomiary będą obejmować: pokonaną odległość na jednym wdechu, czas wstrzymania oddechu, mleczan przed i po teście z płatka ucha oraz ocenę postrzeganego wysiłku.