Bikarbonat som treningshjelp

Tuesday, 11 December 2012 09:57

Tilskudd av bikarbonat kan nøytralisere syreoverskuddet i musklene og gi bedre utholdenhet. Surhet i musklene eller fall i pH-verdien på grunn av opphopning av melkesyre er en viktig årsak til redusert fysisk prestasjon, noe som særlig gjelder kortvarige aktiviteter med maksimal innsats under trening og konkurranse. 

 

Tilskudd av bikarbonat kan nøytralisere syreoverskuddet i musklene og gi bedre utholdenhet. Surhet i musklene eller fall i pH-verdien på grunn av opphopning av melkesyre er en viktig årsak til redusert fysisk prestasjon, noe som særlig gjelder kortvarige aktiviteter med maksimal innsats under trening og konkurranse. 

 

Det basedannede stoffet bikarbonat har vært brukt for å bedre idrettsprestasjoner i mer enn 70 år. Etter mye forskning er det akseptert at bikarbonat fungerer som et prestasjonsfremmende (ergogent) tilskudd. Den mest brukte varianten er natriumbikarbonat, ellers kjent som natron, men utgjør også hoveddelen i vanlig bakepulver. 

 

Nøytralisere syreoverskudd

Den første prosessen der glukose brytes ned og danner energimolekylet ATP (adenosintrifosfat) kalles glykolyse (glyko = sukker, lysis = nedbrytning). Glukose består av seks karbonatomer, mens sluttproduktet i glykolysen, pyrodruesyre, har tre igjen.

Under utførelse av muskelarbeid oppstår flere flaskehalser som begrenser ytelsen, blant annet musklenes styrke og fibersammensetning, muskelcellenes evne til å oppta oksygen, lungekapasiteten, konsentrasjonen av syre-overskudd (H+-ioner fra melkesyre) i musklene og hvor effektivt laktat kan transporteres til leveren for gjenoppbygging av glukose. 

Første flaskehals for å utføre hardt arbeid merkes når vi hiver etter pusten for å tilføre cellene nok oksygen, og etter en stund blir musklene stive og såre. Dette skjer fordi glykolysen (nedbrytningen av glukose) er så effektiv at det dannes mer pyrodruesyre enn cellene klarer å kvitte seg med. Deler av pyrodruesyre fraktes inn i mitokondriene, og jo flere mitokondrier, desto mer kan fraktes dit. De som har et høyt oksygenopptak, har mange mitokondrier i musklene.

Overskudd på pyrodruesyre omdannes til melkesyre, som virker som en buffer i musklene ved at det kan tilbakedannes til pyrodruesyre. Melkesyre, i form av laktat, sendes også med blodet til leveren for å tilbakedannes til glukose, som så kan fraktes tilbake til musklene igjen. Denne prosessen kalles Cori-syklus etter de tsjekkiske forskerne Carl Ferdinand (1896-1984) og Gerty Cori (1896-1957), som delte nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1947.1

Den trangeste flaskehalsen i utførelsen av muskelarbeid er for mange den store produksjonen av melkesyre (laktat), som reduserer pH. Blir pH i musklene for lav, blir vevene ødelagt, og derfor har naturen ordnet det så viselig at syreopphopning gir smerter, slik at man må ta en pause i arbeidet enten man vil eller ikke. Tilskudd av baser kan motvirke syreoverskudd og forlenge perioden man klarer å utføre hardt arbeid. Bikarbonat er en base.

 

Melkesyre er ikke skadelig

I motsetning til hva enkelte tror, er ikke laktat et skadelig avfallsprodukt. Det er tvert imot nyttig fordi nedbrytning av glukose til laktat frigjør energi i form av ATP. Dessuten kan laktat brukes som energisubstrat i mange vev som hjertet, hjernen, nyrene og leveren og utgjør en energireserve som leveren kan tilbakedanne til glukose. 

Det er følgelig ikke laktat i seg selv, men opphopningen av hydrogenionet (H+) i musklene som er den begrensende faktoren ved intensiv fysisk aktivitet. Man kan redusere overskuddet på H+ i musklene dels ved trening for å øke antallet mitokondrier slik at det dannes mindre laktat. Dessuten kan man ta tilskudd som nøytraliserer overskuddet av H+ slik at muskulaturen ikke blir så sur.2 Det er her bikarbonat kommer inn i bildet.

 

Anaerobt og aerobt stoffskifte
Det anaerobe (an = uten, aerobt = oksygen) stoffskiftet i cellene skjer uten tilførsel av oksygen i det som kalles glykolysen. I glykolysen brytes kjemiske bindinger mellom karbonatomene i glukose, og samtidig frigjøres energi for å danne ATP ved hjelp av ADP (adenosindifosfat) og fosfor. Det betyr at ADP tilføres fosfat (skrives Pi), og nettoresultatet av glykolysens 10 trinn ser slik ut:
Glukose + 2 Pi + 2ADP  2laktat+ 2ATP + 2H+ + 2H2O
Begrepene melkesyre og laktat brukes om hverandre, men skal man være pirkete, inneholder melkesyre et proton (H+) som spaltes fra når melkesyre kommer ut i blodet (væske), hvor det da dannes laktat pluss et proton. Et proton er kjernen i et hydrogenatom, universets enkleste grunnstoff, som består av ett proton og ett elektron som lett kan skilles fra. Det er akkurat det som skjer i vann, hvor molekylet H2O dissosieres (spaltes) i H+ (syre) og OH (base). Ved pH = 7 er det like mange protoner (H+) som hydroksylioner (OH). Jo større overskudd på H+, desto surere er løsninga.
 Under moderat muskelarbeid brytes pyruvat med tre karbonatomer videre ned og forbindes med koenzym A til acetyl koenzym A, som har to karbon-atomer. Disse fraktes inn i mitokondriene mens koenzymet blir igjen og frakter inn stadig nye forbindelser med to karbonatomer. Inne i mitokondriene forbindes de to karbonatomene med oksalacetat (oksaleddiksyre), som har fire karbonatomer, til sitronsyre, som har seks karbonatomer. 
Koenzym A er et stort molekyl som inneholder B-vitaminet pantotensyre, sukkerarten ribose og adenin. Det betyr at det aerobe stoffskiftet er avhengig av pantotensyre, som følgelig også kan være en flaskehals for å utføre muskelarbeid.
Hovedelementene i hvordan den oksygenkrevende energiomsetninga foregår i mitokondriene, ble lagt fram av den tysk-fødte, britiske biokjemikeren Hans Adolf Krebs (1900-81) i 1937.3
Den aerobe energiomsetninga i mitokondriene kan derfor kalles både sitronsyresyklus og Krebs-syklus.
Glykolysen gir mye mindre energi i form av ATP enn det aerobe stoffskiftet i mitokondriene. Hvert glukosemolekyl gir netto bare to ATP-molekyler i glykolysen, men hele 38 ATP-molekyler i mitokondriene.4 

 

Bikarbonat

Blodets viktigste buffersystem består av bikarbonat, som er en base, hvilket betyr at det gir elektronoverskudd. Når en base tilsettes vann, øker pH og motvirker et eventuelt syreoverskudd. Bikarbonat lages fra karbondioksid (CO2), som dannes under stoffskiftet og løses i blodet ved å reagere med vann (H2O slik:

CO2 + H2O ?? HCO3

Buffersystemet fungerer slik at vi kan puste ut overskuddet av CO2, som da forsvinner ut av lungene, mens syrer (H+) skilles ut i urinen. Buffersystemet gjør det mulig å holde kroppsvæskenes pH innenfor nøye avmålte verdier. Venøst blod har for eksempel normalt en pH på ca. 7,42, og en pH i blodet på under 7,0 eller over 7,8 er livstruende. Bikarbonat fra bukspyttkjertelen regulerer også pH i tynntarmen. Dette skjer for å nøytralisere det sterkt syreholdige innholdet som kommer fra magesekken ut i tolvfingertarmen.

 

Natriumbikarbonat

Natriumbikarbonat er karbonsyre koblet til natrium (Na). Oppløst i vann frigis bikarbonat og natrium. Dette gir med andre ord ikke overskudd på protoner (H+) og gjør væsker mer basiske. Dette molekylet består av faste, hvite krystaller, gjerne et fint pulver, og er blant annet kjent som natron (NaHCO3), men er også hovedingrediensen i bakepulver. Det hvite pulveret brukes som hevemiddel ved baking, det frigir karbondioksid (CO2), som danner små hulrom i baksten. Andre typer bikarbonat er kaliumbikarbonat, kalsiumbikarbonat og ammoniumbikarbonat.

Ved nær maksimal intensitet som varer over 20-30 sekunder, bidrar glykolysen med hoveddelen av energiomsetningen i musklene. Totalkapasiteten til dette systemet er begrenset av syremengden inne i muskelcellene (intracellulært), hovedsakelig forårsaket av H+.5 En interessant metaanalyse (samlestudie) viser at resultatene ved maksimale aktiviteter, som varer 30 sekunder til sju minutter, men også intensiv intervalliknende aktivitet, blir forbedret ved bruk av natriumbikarbonat.6 En annen metaanalyse fra 2012 konkluderer også med at natriumbikarbonat har en moderat prestasjonshevende effekt.7

Tre andre interessante studier med trente utøvere viser at natriumbikarbonat forbedrer løpstida både på 1500,8 8009 og 400 meter10 med henholdsvis vel 4, nesten 3 og 1,5 sekunder. Andre studier har imidlertid ikke vist bedre løpstider ved bruk av natriumbikarbonat, noe som kan skyldes individuelle ulikheter hos utøverne.11 Det kan også skyldes rapporterte bivirkninger som kvalme, diaré, oppblåsthet og magesmerter.12

Natriumbikarbonat ser ut til å virke gjennom å ”trekke ut” H+ og laktat fra cellene, ikke direkte å påvirke pH i musklene.13 Dette støttes av undersøkelser som viser at natriumbikarbonat gir økte mengder med laktat og H+ i blodbanen.14 En tilleggsforklaring kan være at bikarbonat øker glykolysen.15 Ved fjerning av H+ under intensiv aktivitet utsetter eller forhindrer bikarbonat (og citrat) at konsentrasjonen av dette ionet når et kritisk nivå.16 Dette kan muligens også øke ATP-produksjonen i musklenes mitokondrier.17

 

Bikarbonat i idretten

Den mest brukte metoden har vært å innta 0,3 g natriumbikarbonat per kg kroppsvekt 1-2 timer før konkurransestart. For en person på 70 kg utgjør dette 21 gram eller cirka fire teskjeer. Doser på under 0,1 g/kg/d har vist liten effekt, mens inntak på 0,15-0,2 g/kg/d har vist gunstige resultater ved intensive, intervalliknende aktiviteter.22

Natriumbikarbonat er relativt trygt i bruk, selv om bivirkninger som fordøyelsesbesvær, magesmerter, oppblåsthet, diaré og magesmerter forekommer. Derfor bør man teste natriumbikarbonat noen ganger på trening før man bruker det i konkurranser. Mesteparten av de nevnte bivirkningene kan imidlertid unngås ved å innta natriumbikarbonat de siste tre timene før konkurranser.23 

Svært store doser av bikarbonat kan føre til baseoverskudd og i verste fall hjertefeil. Andre potensielle bivirkninger av store inntak (flere titalls gram) er ødemer, høyere blodtrykk og hypernatremi (forhøyet nivå i blodet) som følge av for mye natrium.

En særlig effektiv dosering er å innta natriumbikarbonat i 5-6 dager à 500 mg/kg/d fordelt på  fire doser om dagen. Forskere mener at flere dagers bruk av natriumbikarbonat gir bedre resultater enn bare en dags bruk.24 Dette reduserer også risikoen for ubehag. Ved flere dagers bruk ser det ut som det er bedre med 500 mg/kg/d enn 300 mg/kg/d, selv om begge doser kan bedre arbeidskapasiteten.25

Ved enkeltstående konkurranser er det mest praktisk å innta natriumbikarbonat kun den aktuelle dagen, mens man ved konkurranser som pågår over mange dager, trolig kan ha nytte av å tilføre bikarbonat gjentatte dager i forkant.

Et annet buffermolekyl er natriumcitrat, som også har vist seg å ha gunstig effekt ved intensiv trening og konkurranse.26  Natriumcitrat ser imidlertid ut til å gi mindre risiko for fordøyelsesbesvær. Anbefalt dose av natriumcitrat er 0,3-0,5 g per kg kroppsvekt.

 

Syre ikke bare negativt
Lavere pH i musklene ved intensiv aktivitet er ikke nødvendigvis bare negativt, da det finnes holdepunkter for at dette kan motvirke tap av kraft grunnet depolarisering av musklenes cellemembraner.18 Intensiv aktivitet har vist seg å forstyrre elektrolyttbalansen. Vanligvis finner man mest kalium (K) inne i cellene, mens natrium (Na) dominerer i den ekstracellulære væska. Ved intensivt arbeid skifter positivt ladde kaliumioner (K+) og natriumioner (Na+) plass, og dette reduserer musklenes arbeidskapasitet.19 Litt lavere pH ser ut til å motvirke noe av denne prosessen, noe man tror kan skyldes en annen elektrolytt, klorid, som blant annet finnes sammen med natrium i vanlig bordsalt (NaCl).20 Ved langvarig, høyt muskelarbeid er det imidlertid ingen tvil om at for mye H+ innebærer flere negative konsekvenser.21 

Annen bruk

Natron ble allerede brukt av de gamle egypterne i forbindelse med rengjøring og blir også i dag brukt i noen typer sjampo og deodorant. Mer vanlig finnes natriumbikarbonat i tannkremer for å gi hvitere tenner og til å fjerne tannplakk. Bakesoda (natrium = sodium på engelsk), som natron også blir kalt, brukes også for å fjerne flekker og lukt på klær og som tøymykner.

Medisinsk kan natriumbikarbonat brukes mot for mye magesyre og halsbrann, men også ved nyrestein, nyresvikt og syreoverskudd i nyrene. Natriumbikarbonat blir videre brukt ved overdose av acetylsalisylsyre (Aspirin, Dispril) og syreholdige antidepressiva.

 

Fullt lovlig

I motsetning til ved hunde- og hesteløp er bikarbonat fullt lovlig å bruke i konkurranse. Stoffet er uansett vanskelig å oppdage siden pH i urinen normalt varierer ved valg av ulike matvarer og stoffer.

Det viktigste grunnlaget for høy fysisk ytelse er trening, kombinert med et optimalt kosthold. Natriumbikarbonat er et lovlig middel som kan øke prestasjonen under høy belastning. Det er billig og lett tilgjengelig. Hvorfor ikke gjøre et forsøk? Vi mottar gjerne tilbakemeldinger fra lesere som har fulgt den foreslåtte protokollen. 

 

 

Kilder:

1.  http://en.wikipedia.org/wiki/Carl_Cori.

2.  Kvinen S. Laktat og terskelbegrepet. www.trim.no/pub/art.php?id=527. 

3.  http://no.wikipedia.org/wiki/Krebssyklus.

4.  Vander A, Sherman J, Luciano D. Human Physiology – the mechanisms of body function, 8. utgave. New York: McGraw-Hill Book Co, 2001.

5.  Bruke L, Deakin V. Clinical sports nutrition, fourth edition. Sydney: McGraw-Hill Australia Pty Ltd., 2010.

6.  Matson LG, Tran ZV. Effects of sodium bicarbonate investigation on anaerobic performance: a meta-analytic review. International Journal of Sport and Nutrition 1993; 3: 2-28. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?/8388767 

7.  Peart DJ, Siegler JC, Vince RV. Practical recommendations for coaches and athletes: a meta-analysis of sodium bicarbonate use for athletic performance. Journal of Strength and Conditioning Research 2012; www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22505127 

8.  Bird SR, Wiles J, Robbins J. The effect of sodium bicarbonate ingestion on 1500-m racing time. Journal of Sports Sciences 1995; 13: 399-403. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8558626

9.  Wilkes D, Gledhill N, Smyth R. Effect of acute induced metabolic alkalosis on 800-m racing time. Medicine and Science in Sports and Exercise 1983; 15: 277-80. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6312244 

10.  Goldfinch J, McNaughton L, Davies P. Induced metabolic alkalosis and its effects on 400-m racing time. European Journal of Applied and Physiology Occupational Physiology 1988; 57: 45-8. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?/2830108

11.  Price MJ, Simons C. The effect of sodium bicarbonate ingestion on high-intensity intermittent running and subsequent performance. Journal of Strength and Conditioning Research 2010; 24: 1834-42. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20555273

12.  Cameron SL, McLay-Cooke RT, Brown RC mfl. Increased blood pH but not performance with sodium bicarbonate supplementation in elite rugby union players. International Journal of Sports Nutrition and Exercise Metabolism 2010; 20: 307-21. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20739719.

13.  Bishop D, Edge J, Davis C mfl. Induced metabolic alkalosis affects muscle metabolism and repeated-sprint ability. Medicine and Science in Sports and Exercise 2004; 36: 807-13. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15126714 

14.  Heil DP, Jacobsen EA, Howe SM. Influence of an alkalizing supplement on markers of endurance performance using a double-blind placebo-controlled design. Journal of the International Society of Sports Nutrition 2012; 9: 8. www.jissn.com/content/pdf/1550-2783-9-8.pdf. 

15.  Maughan RJ, Burke LM, Coyle EF. Food, nutrition and sports performance II. New York: Routledge, 2004.

16.  Street D, Nielsen JJ, Bangsbo J mfl. Metabolic alkalosis reduces exercise-induced acidosis and potassium accumulation in human skeletal muscle interstitium. The Journal of Physiology 2005; 566: 481-9. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15860529

17.  Bishop DJ, Thomas C, Moore-Morris T mfl. Sodium bicarbonate ingestion to training improves mitochondrial adaptations in rats. American Journal of Physiology, Endocrinology and Metabolism 2010; 299: E225-3. ajpendo.physiology.org/content/299/2/E225.full.pdf+html. 

18.  Pedersen TH, de Paoli F, Nielsen OB. Increased excitability of acidified skeletal muscle: role of chloride conductance. The Journal of General Physiology 2005; 125: 237-46. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15684096 

19.  Kristensen M, Juel C. Potassium-transporting proteins in skeletal muscle: cellular location and fibre-type differences. Acta Physiologica 2010; 198: 105-23. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/pubmed/19769637

20.  McKenna MJ, Bangsbo J, Renaud JM. Muscle K+, Na+, and Cl disturbances and Na+-Ka pump inactivation: implications for fatigue. The Journal of Applied Physiology 2008; 104: 288-95 jap.physiology.org/content/104/1/288.full.pdf+html. 

21.  Maughan R, Gleeson M. The biochemical basis of sports performance. 2. utgave. New York: Oxford University Press, 2010

22.  Bishop D, Claudius B. Effects of induced metabolic alkalosis on prolonged intermittent-sprint performance. Medicine and Science in Sports and Science 2005; 37: 759-67. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15870629

23.  Siegler JC, Marshall P, Bray J mfl. Sodium bicarbonate supplementation & ingestion timing: does it matter? Journal of Strength and Conditioning Research 2011; 29. september. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21964428 

24.  McNaughton L, Thompson D. Acute versus chronic sodium bicarbonate ingestion and anaerobic work and power output. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness 2001; 41: 456-62. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11687764

25.  Douroudos II, Fatouros IG, Gourgoulis V mfl. Dose-related effects of prolonged NaHCO3 ingestion during high-intensity exercise. Medicine and Science in Sports and Exercise 2006; 38: 1746-53 www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17019296 

26.  Carr AJ, Hopkins WG, Gore CJ. Effects of acute alkalosis and acidosis on performance: a meta-analysis. Sports Medicine 2011; 41: 801-14. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21923200

Last modified on Tuesday, 11 December 2012 09:00
Rate this item
(0 votes)
Read 94997 times

Leave a comment

Make sure you enter the (*) required information where indicated. HTML code is not allowed.

ANNONSER

advertisement-1

 

 

advertisement-2

UTGIVER

Stiftelsen vitenskap & fornuft

(SVOF)

Bjerkelundsveien 8 B

1358 Jar

Org.nr.: 896 716 472

Tif.: 64 00 70 35

E-post: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

HENVENDELSER

Database Partner AS
Postboks 163, 1319 Bekkestua
Tlf.: 64 00 70 35,
e-post: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
eller This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Åpningstider: 9:00-11:30
og 12:30-15:00

Vennligst send alle henvendelser
om abonnement, priser og
adresseendring dit, ikke til
redaksjonen!

ABONNEMENT

Default Theme
Layout Direction
Body
Background Color [r]
Text color [r]
Top
Top Background Image
Background Color [r]
Text color [r]
Bottom
Bottom Background Image
Background Color [r]
Text color [r]