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Alkalisches ionisiertes Wasser verbessert die durch körperliche Betätigung hervorgerufene metabolische Azidose und verbessert die anaerobe Trainingsleistung bei Kampfsportlern

Flüssigkeitszufuhr ist eines der wichtigsten Probleme im Kampfsport, da Athleten häufig Wassereinschränkungen verwenden, um vor dem Wettkampf schnell abzunehmen. Es scheint, dass alkalisches Wasser eine wirksame Alternative zu Natriumbicarbonat sein kann, um die Auswirkungen einer durch körperliche Betätigung ausgelösten metabolischen Azidose zu verhindern. Daher war das Hauptziel der vorliegenden Studie, in einer doppelblinden, placebokontrollierten, randomisierten Studie den Einfluss von hochalkalischem Mineralwasser auf den Säure-Base-Haushalt, den Hydratationsstatus und die anaerobe Kapazität zu untersuchen. 16 gut trainierte Kampfsportler (n = 16) wurden zufällig in zwei Gruppen eingeteilt; die Versuchsgruppe (EG; n = 8), die drei Wochen lang stark alkalisches Wasser einnahm, und die Kontrollgruppe (CG; n = 8), die normales Tafelwasser erhielt. Die anaerobe Leistung wurde durch zwei 30-Sekunden-Wingate-Tests für die unteren und oberen Extremitäten mit einem passiven Ruheintervall von 3 Minuten zwischen den Trainingseinheiten bewertet. Kapillarblutproben an der Fingerspitze zur Beurteilung der Laktatkonzentration wurden in Ruhe und während der 3. Minute der Erholung entnommen. Zusätzlich wurden das Säure-Base-Gleichgewicht und der Elektrolytstatus bewertet. Urinproben wurden auf das spezifische Gewicht und den pH-Wert untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das Trinken von alkalisiertem Wasser die Flüssigkeitszufuhr verbessert, das Säure-Basen-Gleichgewicht verbessert und die Leistung bei anaeroben Übungen verbessert.

Einführung

Trotz zahlreicher wissenschaftlicher Daten gibt es immer noch keine schlüssige Antwort darauf, was und wie viel wir trinken sollten, um die sportliche Leistung zu optimieren. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts wurde empfohlen, auf Alkohol zu verzichten, um die Leistung zu optimieren. Die ersten Trinkrichtlinien wurden 1975 vom ACSM eingeführt, um Hitzestress zu vermeiden, während erst 1996 auf Flüssigkeitszufuhr und Leistung eingegangen wurde [ 1 ]. Zu dieser Zeit wurde den Athleten empfohlen, während des Trainings die maximale Menge an Flüssigkeit zu trinken, die ohne Magen-Darm-Beschwerden und bis zu der durch das Schwitzen verlorenen Rate toleriert werden konnte. Je nach Art des Trainings und der Umgebung wurden Volumina von 0,6 bis 1,2 l pro Stunde empfohlen. Diese Trinkrichtlinien wurden kürzlich in Frage gestellt, und andere Probleme wie übermäßige Flüssigkeitszufuhr und Hyponatriämie wurden angesprochen [ 2 ].

Die Inkonsistenz der Ergebnisse in Bezug auf Flüssigkeitszufuhr und sportliche Leistung ergibt sich aus unterschiedlichen Versuchsprotokollen. In Studien, in denen Dehydration während des Trainings auftritt, beeinträchtigt ein Flüssigkeitsverlust von bis zu 4% der Körpermasse die Leistung nicht, während in Studien, in denen Dehydration vor dem Training ausgelöst wurde, Leistungsbeeinträchtigungen nach Dehydration von nur 1–2% der Körpermasse beobachtet wurden [ 3 ]. Mehrere umfassende Untersuchungen zum Einfluss der Dehydration auf die Muskelausdauer, Kraft, anaerobe Kapazität, Sprungleistung und Fähigkeitsleistung in Mannschaftssportspielen haben negative Auswirkungen der Dehydration ≥ 2% Körpermasse ergeben [ 4 , 5 , 6 ]. Die Flüssigkeitszufuhr ist eines der wichtigsten Probleme im Kampfsport, da Sportler häufig eine Wassereinschränkung verwenden, um vor dem Wettkampf schnell abzunehmen. Bei mehrstündigen Turnieren schwitzen Kampfsportler immens und erhöhen ihre Kerntemperatur, was sich auf die Muskelkraft auswirkt. Dadurch werden die Aktivierung des motorischen Kortex, der periphere Reiz sowie die Reaktionsgeschwindigkeit und die Leistung verringert [ 7 ].

Angesichts der großen Flüssigkeitsmengen, die während des Trainings verbraucht werden, scheint Wasser die häufigste Form der Flüssigkeitszufuhr zu sein. Wasser kommt in verschiedenen Formen vor, wobei die spezifischen Eigenschaften von seinem Mineralgehalt abhängen. Der pH-Wert von Wasser sowie die Anteile zwischen SO 4 2- und HCO 3  bestimmen den Hydratationsstatus und andere therapeutische Eigenschaften [ 7 ]. Das Trinken von wasserstoffreichem Wasser in der menschlichen Ernährung ist ein ziemlich neues Konzept und wurde kürzlich für medizinische Zwecke und zur Flüssigkeitszufuhr während des Trainings vorgeschlagen [ 8 – 10 ]. Alkalisches Wasser wird als Ernährungshilfe für die breite Öffentlichkeit wegen seiner säureabbauenden, antioxidativen und alterungshemmenden Eigenschaften vermarktet. Ein Teil der Tier- und Humanforschung hat seine Wirksamkeit als Alkalisierungsmittel bei der Behandlung der metabolischen Azidose bestätigt [ 11 , 12 ]. Eine metabolische Azidose, die während eines Trainings mit hoher Intensität auftritt, ist jedoch eine ausgeprägte Form der metabolischen Veränderung, wenn die Zellen gezwungen sind, sich auf den anaeroben ATP-Umsatz zu verlassen, der zur Protonenfreisetzung und zur Abnahme des Blut-pH-Werts führt und die Leistung beeinträchtigen kann [ 8 , 13 ].

Der anaerobe Trainingsstoffwechsel führt zur Produktion von Milchsäure in den arbeitenden Muskeln. Ein Teil der produzierten Milchsäure wird an das Blut abgegeben, wodurch der Blut-pH-Wert gesenkt und das Säure-Base-Gleichgewicht gestört wird. Mehrere Studien haben gezeigt, dass nach intensiver Belastung Wasserstoffionen aus den Muskeln freigesetzt werden, die zu viel Laktat enthalten [ 14 ]. Zwei Mechanismen wurden vorgeschlagen, um dieses Phänomen zu erklären. Es scheint, dass Wasserstoffionen sowohl von einem Natrium-Wasserstoff-Ionenaustauscher als auch von einem Milchsäuretransporter freigesetzt werden [ 15 ]. Da rote Blutkörperchen eine höhere Pufferkapazität als Blutplasma haben, verbleibt das beim Training erzeugte Laktat weitgehend im Plasma, während Wasserstoffionen auf die roten Blutkörperchen übertragen und durch Hämoglobin gepuffert werden [ 16 ]. Eines der Ziele des Trainings und der Nahrungsergänzung in anaeroben Sportdisziplinen mit hoher Intensität ist die Erhöhung der Pufferkapazität von Blut und Gewebe [ 17 ]. Die Verwendung von Natriumbicarbonat hat sich bei Ausdauersportarten mit Schnelligkeit und Kraft als wirksam erwiesen, wurde jedoch aufgrund der Möglichkeit von Magen-Darm-Beschwerden, metabolischer Alkalose und sogar Ödemen aufgrund von Natriumüberladung eingeschränkt [ 8 , 18 ]. Es scheint, dass alkalisches Wasser eine wirksame Alternative zu Natriumbicarbonat sein kann, um eine durch körperliche Betätigung verursachte metabolische Azidose zu verhindern [ 8 , 19 ]. Alkalisches Wasser ist im Gegensatz zu Bicarbonat alltagstauglich und hat keine bekannten Nebenwirkungen. Es gibt jedoch nur wenige Querschnitts- oder Längsschnittstudien zum Einfluss der Aufnahme von alkalischem Wasser bei Kampfsportlern. Hauptziel der vorliegenden Studie war es daher, in einer doppelblinden, placebokontrollierten, randomisierten Studie den Einfluss von hochalkalischem Mineralwasser auf den Säure-Basen-Haushalt, den Hydratationsstatus und die anaerobe Kapazität erfahrener Kampfsportler zu untersuchen ein sehr intensives Trainingsprotokoll.

Materialen und Methoden

Themen

An der Studie nahmen 16 sehr gut ausgebildete Männer teil, die mindestens 7,6 Jahre lang im Kampfsport trainierten und an Wettkämpfen teilnahmen. Die Athleten bildeten eine homogene Gruppe in Bezug auf Alter (Durchschnittsalter 22,3 ± 0,5 Jahre), somatische Eigenschaften sowie aerobe und anaerobe Leistung ( Tabelle 1 ). Die Probanden (n = 16) wurden zufällig in zwei Gruppen aufgeteilt, die Versuchsgruppe (EG; n = 8), die stark alkalisches Wasser erhielt, und die Kontrollgruppe (CG; n = 8), die mit Tafelwasser hydratisiert wurde. Alle Probanden hatten gültige medizinische Untersuchungen und zeigten keine Kontraindikationen für die Teilnahme an der Studie. Die Athleten wurden mündlich und schriftlich über das Versuchsprotokoll informiert, über die Möglichkeit, sich zu jedem Zeitpunkt des Versuchs zurückzuziehen, und gaben ihre schriftliche Zustimmung zur Teilnahme. Die Studie wurde von der Forschungsethikkommission der Akademie für Leibeserziehung in Katowice, Polen, genehmigt.

Tabelle 1

Eigenschaften der Studienteilnehmer.
Variablen Versuchsgruppe
(n = 8)
Kontrollgruppe
(n = 8)
Alter (Jahre) 22,7 ± 3,2 22,4 ± 2,8
Höhe (cm) 181,2 ± 2,1 178,3 ± 4,9
Körpermasse (kg) 81,8 ± 3,2 79,2 ± 2,6
UKW (%) 10,2 ± 2,1 10,8 ± 2,4
t – obere Extremitäten (J / kg) 138 ± 14 136 ± 19
t – untere Extremitäten (J / kg) 276 ± 04 283 ± 26
max – untere Extremitäten (W / kg)
max – obere Extremitäten (W / kg)
19,8 ± 0,9
8,9 ± 1,1
20,2 ± 1,6
8,7 ± 0,4
VO 2max (ml / kg / min) 64,7 ± 2,8 62,6 ± 3,2

Diät- und Trinkprotokoll

Die Energieaufnahme sowie die Aufnahme von Makro- und Mikronährstoffen aller Probanden wurde durch den 24-Stunden-Ernährungsrückruf 3 Wochen vor Beginn der Studie bestimmt. Die Teilnehmer erhielten vor und während der Untersuchung eine isokalorische Mischnahrung (3455 ± 436 kcal / Tag) (55% Kohlenhydrate, 20% Eiweiß, 25% Fett). Die Vormahlzeiten waren hinsichtlich der Energieaufnahme (600 kcal) standardisiert und bestanden aus Kohlenhydraten (70%), Fett (20%) und Eiweiß (10%). Während des Experiments und 3 Wochen vor Beginn der Studie nahmen die Teilnehmer keine Medikamente oder Ergänzungen ein. Während des Versuchs wurde die Wasseraufnahme auf Empfehlung der National Athletic Trainers Association individualisiert und betrug durchschnittlich 2,6–3,2 l pro Tag. In unserer Studie verwendeten wir Wasser mit einem pH-Wert von 9,13, das im Vergleich zu anderen im Handel erhältlichen Produkten stark alkalisch ist. Das während des Versuchs aufgenommene Wasser enthielt 840 mg / dm 3 permanente Bestandteile und wurde als mittlerer Mineralgehalt eingestuft. Das Bicarbonation HCO 3  (357,8 mg / dm 3 ) und das Carbonation CO 3 2- (163,5 mg / dm 3 ) bestanden aus den dominierenden Anionen. Natrium (Na + 254,55 mg / dm 3 ) dominierte unter den Kationen. Das Wasser enthielt Bicarbonat, Carbonat-Natrium (HCO 3  , CO 3  Na + ). Die chemischen Eigenschaften beider im Versuch verwendeten Wassertypen (alkalisches und Tafelwasser) sind in Tabelle 2 angegeben .

Tabelle 2

Chemische Eigenschaften des in der Studie verwendeten Wassers.
Variable Maßeinheit Alkalisches Wasser Tafelwasser
pH pH 9,13 ± 0,04 5,00 ± 0,08
CO 3 2- mg / dm 3 163,5 ± 6,3 14,98 ± 0,66
HCO 3  mg / dm 3 357,8 ± 6,14 3,62 ± 0,12
Cl  mg / dm 3 26,4 ± 2,3 0,41 ± 0,03
SO 4 2- mg / dm 3 7,81 ± 1,2 1,60 ± 0,09
Na + mg / dm 3 254,55 ± 7,1 1,21 ± 0,05
+ mg / dm 3 0,91 ± 0,04 0,30 ± 0,03
Ca 2+ mg / dm 3 10,00 ± 1,6 1,21 ± 0,05
Mg 2+ mg / dm 3 0,37 ± 0,03 0,40 ± 0,04

Anmerkung: Die Daten zeigen Mittelwerte ± SD von drei Analysen für jede Wasserart

Studienprotokoll

Das Experiment dauerte 3 Wochen, in denen zwei Reihen von Laboranalysen durchgeführt wurden. Die Tests wurden zu Studienbeginn und nach dreiwöchiger Hydratisierung mit alkalischem oder Tafelwasser durchgeführt. Die Studie wurde in der Vorbereitungsphase des jährlichen Trainingszyklus durchgeführt, in der ein hohes Arbeitsvolumen die tägliche Trainingsbelastung dominierte. Die Teilnehmer unterließen das Training 2 Tage lang, bevor sie es testeten, um Ermüdungseffekte zu minimieren.

Die Probanden wurden ärztlich untersucht und somatisch vermessen. Die Körperzusammensetzung wurde morgens zwischen 8.00 und 8.30 Uhr bewertet. Am Vortag hatten die Teilnehmer die letzte Mahlzeit um 20.00 Uhr. Sie meldeten sich nach einer Nacht Fasten im Labor und unterließen 48 Stunden lang das Training. Die Messungen der Körpermasse wurden auf einer medizinischen Skala mit einer Genauigkeit von 0,1 kg durchgeführt. Die Körperzusammensetzung wurde unter Verwendung der elektrischen Impedanztechnik (Inbody 720, Biospace Co., Japan) bewertet. Die anaerobe Leistung wurde durch ein zweimaliges 30-Sekunden-Wingate-Testprotokoll für die unteren und oberen Extremitäten mit einem passiven Ruheintervall von 3 Minuten zwischen den Trainingseinheiten bewertet. Dem Test ging ein 5-minütiges Aufwärmen mit einem Widerstand von 100 W und einer Trittfrequenz von 70–80 U / min für die unteren Extremitäten und 40 W und 50–60 U / min für die oberen Extremitäten voraus. Nach dem Aufwärmen begann der Testversuch, bei dem es darum ging, in kürzester Zeit die höchste Trittfrequenz zu erreichen und während des gesamten Tests aufrechtzuerhalten. Das Wingate-Protokoll für die unteren Extremitäten wurde an einem Excalibur Sport-Ergocycle mit einem Widerstand von 0,8 Nm · kg-1 (Lode BV, Groningen, Niederlande) durchgeführt. Der Wingate-Test des Oberkörpers wurde an einem Rotator mit einem fliegenden Start mit einer Last von 0,45 Nm · kg-1 (Brachumera Sport, Lode, Niederlande) durchgeführt. Jeder Proband absolvierte 4 Testversuche mit unvollständigen Pausenintervallen. Die Variablen Spitzenleistung – P max (W / Kg) und Gesamtarbeit – W t (J / Kg) wurden vom Lode Ergometer Manager (LEM, Softwarepaket, Niederlande) registriert und berechnet.

Biochemische Assays

Zur Bestimmung der Laktatkonzentration (LA), des Säure-Base-Gleichgewichts und des Elektrolytzustands wurden folgende Variablen ausgewertet: LA (mmol / l), Blut-pH, pCO 2 (mmHg), pO 2 (mmHg), HCO 3-Act (mmol / L), HCO 3-Standard (mmol / l), BE (mmol / l), O 2 SAT (mmol / l), ctCO 2 (mmol / l), Na + (mmol / l) und K + (mmol) / L). Die Messungen wurden an Kapillarblutproben an der Fingerspitze in Ruhe und nach 3 Minuten Erholung durchgeführt. Die Bestimmung von LA basierte auf einer enzymatischen Methode (Biosen C-Line Clinic, EKF-Diagnostic GmbH, Barleben, Deutschland). Die übrigen Variablen wurden mit einem Blutgasanalysegerät GEM 3500 (GEM Premier 3500, Deutschland) gemessen.

Urinproben wurden in Ruhe nach einem Fasten über Nacht zu Beginn und am Ende der Untersuchung entnommen. Sie wurden in einen Plastikbehälter gegeben und mit 5 ml / l einer 5% igen Lösung von Isopropylalkohol und Thymol zur Konservierung gemischt. Urinproben wurden auf das Vorhandensein von Blut und Proteinen untersucht. Das spezifische Gewicht wurde unter Verwendung des Atago Digital-Refraktometers (Atago Digital, USA) bestimmt. Der pH-Wert des Urins wurde auf der Basis des standardisierten Mettler Toledo-Potentiometers (Mettler Toledo, Deutschland) bestimmt.

statistische Analyse

Die Tests von Shapiro-Wilk, Levene und Mauchly wurden verwendet, um die Normalität, Homogenität und Sphärizität der Datenvarianzen der Probe zu überprüfen. Die Überprüfung der Unterschiede zwischen den analysierten Variablen vor und nach der Wasserergänzung sowie zwischen EG und CG wurde unter Verwendung von ANOVA mit wiederholten Messungen durchgeführt. Gegebenenfalls wurden Effektgrößen (Cohens d) angegeben. Parametrische Effektgrößen wurden für d> 0,8 als groß, als moderat zwischen 0,8 und 0,5 und als klein für <0,5 definiert (Cohen 1988; Maszczyk et al., 2014, 2016). Die statistische Signifikanz wurde auf p <0,05 eingestellt. Alle statistischen Analysen wurden mit Statistica 9.1 und Microsoft Office durchgeführt und als Mittelwerte mit Standardabweichungen dargestellt.

Ergebnisse

Alle Teilnehmer haben das beschriebene Prüfprotokoll ausgefüllt. Alle Verfahren wurden unter identischen Umgebungsbedingungen mit einer Lufttemperatur von 19,2 ° C und einer Luftfeuchtigkeit von 58% (Carl Roth Hydrometer, Deutschland) durchgeführt.

Die wiederholten ANOVA-Messungen zwischen der Versuchsgruppe und der Kontrollgruppe sowie zwischen dem Basiszeitraum und dem Zeitraum nach der Intervention (3 Wochen Einnahme mit alkalischem Wasser und Tafelwasser) ergaben statistisch signifikante Unterschiede für dreizehn Variablen ( Tabelle 3 ).

Tisch 3

Statistisch signifikante Unterschiede zwischen der Versuchsgruppe und der Kontrollgruppe zu Studienbeginn und nach dreiwöchiger Intervention (alkalisch gegenüber Tafelwasser).
Variablen d p F
Wingate untere Gliedmaßen 0,884 0,001 21,161
Wingate Upper Limbs Durchschnittliche Leistung 0,587 0,011 8.528
Wingate UL Peak Power Exp. 0,501 0,026 6.228
Wingate LL Gesamtarbeitszeit 0,567 0,045 4,822
Wingate UL Total Work Exp. 0,522 0,011 8,459
LA ruhe dich aus 0,534 0,008 9.429
LA post exr 0,618 0,003 13.382
pH Rest 0,834 0,001 120,159
HCO 3  Ruhe 0,844 0,001 109,250
HCO 3  nach exr 0,632 0,002 14.724
+ post exr 0,501 0,040 5.154
Urin pH 0,589 0,017 7,298
SG 0,884 0,001 19.707

Anmerkung: d – Effektgröße; p – statistische Signifikanz

F – Wert der Varianzanalyse

Post-hoc-Tests ergaben einen statistisch signifikanten Anstieg der mittleren Leistung beim Vergleich der Werte (7,98 J / kg bis 9,38 J / kg mit p = 0,001) zu Studienbeginn im Vergleich zum Abschluss der Studie in der Versuchsgruppe mit alkalischem Wasser. Im Gegensatz dazu zeigte die Kontrollgruppe, die Tafelwasser erhielt, keine statistisch signifikanten Ergebnisse. Ähnliche Änderungen wurden für die mittlere Leistung der oberen Extremitäten (von 4,32 J / kg bis 5,11 J / kg mit p = 0,011) und die Spitzenleistung der oberen Extremitäten (von 7,90 J / kg bis 8,91 J / kg mit p = 0,025) in der Versuchsgruppe beobachtet . Die Post-hoc-Tests zeigten auch statistisch signifikante Anstiege der Werte für die Gesamtarbeit der unteren Extremitäten (von 276,04 J / kg auf 292,96 J / kg mit p = 0,012) und die Gesamtarbeit der oberen Extremitäten (von 138,15 J / kg auf 156,37 J / kg mit p = 0,012), wenn Grundlinien- und Nachinterventionswerte verglichen wurden. Die Veränderungen in der Kontrollgruppe waren statistisch nicht signifikant. Diese Ergebnisse sind in 1 dargestellt .

Eine externe Datei, die ein Bild, eine Illustration usw. enthält. Der Objektname lautet pone.0205708.g001.jpg

Unterschiede zwischen Kontroll- und Versuchsgruppe bei der Gesamtarbeit der unteren und oberen Extremitäten (30er-Jahre-Wingate-Test) zu Studienbeginn und nach 3-wöchiger Einnahme von alkalischem Wasser oder Tafelwasser.

Hinweis: * statistisch signifikante Werte.

Post-hoc-Tests ergaben auch statistisch signifikante Abnahmen der LA-Konzentration in Ruhe (von 1,99 mmol / l auf 1,30 mmol / l mit p = 0,008) und einen signifikanten Anstieg der LA-Konzentration nach dem Training (von 19,09 mmol / l auf 21,20 mmol / l). L mit p = 0,003) in der Versuchsgruppe, die alkalisches Wasser zu sich nimmt.

Zusätzlich eine signifikante Erhöhung des Blut-pH in Ruhe (von 7,36 auf 7,44 mit p = 0,001), HCO 3  in Ruhe (von 23,87 auf 26,76 mit p = 0,001) und HCO 3  nach dem Training (von 12,90 auf 13,88 mit p = 0,002) wurden in der Versuchsgruppe beobachtet. Die anderen signifikanten Veränderungen traten bei der K + -Konzentration nach dem Training (von 4,15 auf 4,41 mit p = 0,039), beim Urin-pH-Wert (von 5,75 auf 6,62 mit p = 0,017) und bei der Abnahme des SG-Werts (von 1,02 auf 0,17) auf 1,00 mit p = 0,001), alle in der Versuchsgruppe mit alkalischem Wasser ergänzt.

Diskussion

Das Säure-Base-Gleichgewicht im menschlichen Körper wird durch die Blut- und Gewebepuffersysteme, die Diffusion von Kohlendioxid vom Blut zur Lunge über die Atmung und die Ausscheidung von Wasserstoffionen vom Blut zum Urin durch die Nieren eng aufrechterhalten. Diese Mechanismen regulieren auch das Säure-Basen-Gleichgewicht nach einem intensiven Training. Eine metabolische Azidose ist eine Folge von durch körperliche Anstrengung verursachten ionischen Veränderungen in kontrahierenden Muskeln. Ein erhöhter intramuskulärer Säuregehalt beeinträchtigt die Kontraktionsfähigkeit der Muskeln und schränkt die Trainingsleistung bei hoher Intensität erheblich ein [ 20 ]. Wichtig ist, dass das Säure-Base-Gleichgewicht durch Nahrungsergänzungsmittel beeinflusst werden kann.

In der vorliegenden Studie untersuchten wir die Wirkung von alkalischem Wasser auf Mineralbasis auf den Säure-Basen-Haushalt, den Hydratationsstatus und die anaerobe Leistung von Kampfsportlern. Die Studienteilnehmer waren erfahrene Sportler ( Tabelle 1 ), die extreme anaerobe Anstrengungen ausführen konnten. Wir haben einen solchen Ansatz aus zwei Gründen gewählt. Erstens ist gut dokumentiert, dass der Konsum von alkalisierendem Wasser einen signifikanten Einfluss auf den Hydratationsstatus, das Säure-Basen-Gleichgewicht, den Urin- und Blut-pH-Wert [ 8 , 10 ] sowie auf den Ca-Metabolismus und die Knochenresorptionsmarker haben kann [ 21 ]. Die Mehrzahl dieser Forschungsberichte wurde jedoch an sesshaften Personen [ 22 ] oder an Personen mit selbstberichteter körperlicher Aktivität [ 10 ] durchgeführt. Zweitens wurde die Alkalisierung mit alkalischem Wasser hauptsächlich im Zusammenhang mit der Dehydratisierung und der aeroben Leistung diskutiert [ 10 ]. Daher ist unsere Studie neu, da sie sowohl gut ausgebildete Kampfsportler als auch die Verwendung eines extrem intensiven anaeroben Trainingsprotokolls einbezieht.

Säure-Base-Gleichgewicht und Flüssigkeitsstatus

Der Austausch von Ionen, CO 2 und Wasser zwischen den intrazellulären und extrazellulären Kompartimenten hilft bei der Wiederherstellung des Säure-Basen-Gleichgewichts nach intensiver Belastung. Es liegen ausreichende Daten vor, die darauf hinweisen, dass Ergänzungsmittel, die das Blutpuffersystem verändern, die Trainingsleistung bei hoher Intensität beeinträchtigen [ 23 ]. Beim Menschen kann der pH-Wert von Muskeln bei besonders gut trainierten Athleten im Ruhezustand von 7,0 auf Werte zwischen 6,4 und 6,5 während des Trainings sinken [ 24 ]. Ergogene Hilfsmittel, die helfen, Protonen abzupuffern, schwächen Änderungen des pH-Werts und verbessern die Pufferkapazität des Muskels. Dies ermöglicht wiederum, dass sich während des Trainings eine größere Menge Laktat im Muskel ansammelt.

Die Ergebnisse unserer Studie stimmen mit der verfügbaren Literatur zum Einfluss von alkalischem Wasser auf den pH-Wert von Blut und Urin in Ruhe überein [ 9 , 19 , 25 ]. Neue Ergebnisse der vorliegenden Forschung beziehen sich jedoch auf die Veränderungen des HCO 3- nach dem Training bei Athleten, die alkalisches Wasser zu sich nehmen. Bicarbonat-CO 2 macht mehr als 90% der Plasmapufferkapazität aus. Eine Supplementation kann die Bicarbonatkonzentration im Blut und dessen pH-Wert erhöhen. Da die Bicarbonatkonzentration in den Muskeln (10 mmol / l) viel niedriger ist als im Blut (25 mmol / l), schließt die geringe Permeabilität geladener Bicarbonationen jegliche unmittelbare Auswirkung auf den Säure-Base-Status der Muskeln aus [ 24 ]. Diese Ergebnisse bestätigen die Ansicht, dass ein geeigneter Hydratationsstatus für den aktiven Bicarbonationen-Transport erforderlich ist.

Mehrere Hinweise belegen den negativen Einfluss der Dehydration (> 2% Körpermasse) auf die Muskelausdauer, Kraft und anaerobe Leistung [ 6 ]. Andererseits weisen Literaturdaten darauf hin, dass der Verbrauch von alkalischem Wasser nach einer Dehydratisierungsphase beim Radfahren gezeigt wurde, dass Radfahrer im Vergleich zu Tafelwasser schneller und vollständiger rehydratisieren können. Nach dem Verzehr von alkalischem Wasser zeigten die Radfahrer eine geringere Urinausscheidung, ihr Urin war konzentrierter (dh mit höherem spezifischen Gewicht) und die Gesamtblutproteinkonzentration war niedriger, was auf einen verbesserten Hydratationsstatus hinweist [ 26 ]. Unsere vorherige Studie hat gezeigt, dass die Verwendung von Wasser mit alkalisierenden Eigenschaften bei anaerober Belastung ein erhebliches Hydratationspotential aufweist [ 9 ]. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie bestätigen eine Abnahme des spezifischen Gewichts des Urins (von 1,02 auf 1,00, mit p = 0,001) und einen Anstieg des pH-Werts des Urins als Folge des Verbrauchs von alkalischem Wasser. Diese Ergebnisse zeigen, dass der gewöhnliche Verbrauch von hochalkalischem Wasser den Hydratationsstatus deutlich verbessern kann.

Anaerobe Leistung

Die aktuelle Untersuchung ergab einen signifikanten Anstieg der anaeroben Kapazität (W t – J / Kg) von Athleten in der Versuchsgruppe, denen alkalisches Wasser zugesetzt wurde. Die Verbesserung der W t nach dem Verbrauch von alkalischem Wasser wurde durch positive Veränderungen des Blut-pH-Werts und des Bicarbonats beeinflusst. Dieses Phänomen könnte durch die ergogenen Wirkungen einer hohen Alkalisierung und mineralischer Inhaltsstoffe erklärt werden.

Hochintensives Training, bei dem anaerobe Glykolyse ATP für die Muskelkontraktion liefert, führt zu einer gleichmäßigen Produktion von Laktat- und Wasserstoffionen. Der größte Teil der freigesetzten Wasserstoffionen ist gepuffert; Ein geringer Anteil (~ 0,001%), der im Cytosol verbleibt, führt jedoch zu einer Abnahme des Muskel-pH-Werts und einer Beeinträchtigung des Trainings. Der Lactat-Ausfluss [ 15 ] und seine Oxidation gehen mit einer ähnlichen Entfernung von Wasserstoffionen einher. Die Ergebnisse der aktuellen Studie zeigten eine statistisch signifikante Abnahme der Laktatkonzentration in Ruhe (von 1,99 mmol / l auf 1,30 mmol / l, p = 0,008) und eine signifikante Zunahme nach dem Training (von 19,09 mmol / l auf 21,20 mmol / l) , p = 0,003) im Vergleich zu den Ausgangswerten mit den am Ende der Ergänzung mit alkalischem Wasser aufgezeichneten Werten. Das in unserer Studie verwendete extrem intensive Wingate-Testprotokoll für die oberen und unteren Gliedmaßen (4 x 30 s) mit nur kurzen Pausenintervallen zwischen den einzelnen Trainingseinheiten war wahrscheinlich ein Grund dafür, dass weniger des gesamten in den Muskeln produzierten Laktats in das Blut transportiert wurde [ 27] ].

Der Muskelblutfluss bestimmt den Laktatabfluss aus dem Muskel [ 28 ] und ist abhängig von der Aktivität der Laktattransportproteine ​​[ 29 ], der extrazellulären Pufferkapazität [ 30 ] und der extrazellulären Laktatkonzentration [ 28 ]. Daher stimmen unsere Ergebnisse zur Laktatkonzentration mit der Ansicht überein, dass die anaerobe Leistung (dh W t – J / kg, W Avr – J / kg) von gegenregulatorischen Variablen abhängt. In der Tat haben wir gezeigt, dass Veränderungen des pH-Werts im Ruhezustand und des HCO 3  die anaerobe Leistung signifikant verbessern. Eine weitere Variable, die die anaerobe Leistung beeinflussen kann, ist die Blutviskosität. Weidmann et al. (2016) zeigten, dass die Einnahme von hochalkalischem Wasser die Blutviskosität um 6,30% verringerte, verglichen mit Tafelwasser (3,36%) bei 100 erholungsaktiven weiblichen und männlichen Probanden. Daher ist es möglich, dass der Überschuss an metabolischen Endprodukten (nämlich H + und Pi), die die zelluläre Homöostase und Muskelkontraktion stören, effektiver transportiert wird. Die verfügbaren Literaturdaten geben nicht eindeutig an, welche Komponenten der Pufferkapazität durch die obigen Änderungen verändert werden. Es muss darauf hingewiesen werden, dass verschiedene Methoden zur Verfügung stehen, um die Muskelpufferkapazität zu bestimmen. Aufgrund der methodischen Komplexität ist keine dieser Methoden frei von Kritik. In den meisten Studien wurde die Pufferkapazität in vitro durch Titration bestimmt, wobei der Transmembrantransport von Säure-Base-Substanzen oder die dynamische Pufferung durch in vivo ablaufende biochemische Prozesse nicht berücksichtigt wurden [ 31 ].

Die meisten Studien zeigen eine dokumentierte ergogene Wirkung der Bicarbonat-Beladung während einer intensiven Belastung von 1–7 Minuten, wenn die anaerobe Glykolyse eine wichtige Rolle bei der Energieversorgung spielt [ 32 ]. Die Begründung für die ergogene Wirkung von Bicarbonat ist, dass die Erhöhung des extrazellulären pH-Werts und des Bicarbonats den Ausfluss von Lactat und H + aus den Muskeln verstärkt. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die ergogene Wirkung von Bicarbonat bei wiederholten Sprints stärker ist als bei anhaltendem Training [ 30 ].

Unterschiedliche Strategien zur Verbesserung der Pufferkapazität von Gewebe und Blut ermöglichen keinen direkten Vergleich. Trotzdem scheint ein ergogener Effekt auf NaHCO 3 – zu bestehen , was die von Tobias et al. 33 ] In unserer Forschung haben wir große Effektgrößen in Bezug auf 4 Variablen erhalten (Durchschnittsleistung der unteren Extremitäten, ruhendes HCO 3  , ruhender Blut-pH und Urin-SG).

Schlussfolgerungen

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass das Trinken von alkalisiertem Wasser den Hydratationsstatus, das Säure-Basen-Gleichgewicht und die anaerobe Trainingsleistung bei hoher Intensität verbessert. Es scheint, dass sowohl eine größere Muskelpufferkapazität als auch eine verbesserte Entfernung von Protonen, was zu einer erhöhten glykolytischen ATP-Produktion führt, für diese Effekte verantwortlich sein können. In Anbetracht des Energiebedarfs und der starken Schweißausbeute von Kampfsportlern empfehlen die Autoren die tägliche Einnahme von 3 bis 4 l hochalkalischem Mineralwasser, um die Flüssigkeitszufuhr und die anaerobe Leistung während des Trainings und des Wettkampfs zu verbessern.

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PLoS One . 2018; 13 (11): e0205708.
Online veröffentlicht am 19. November 2018. doi: 10.1371 / journal.pone.0205708
PMCID: PMC6242303
PMID: 30452459
Alkalisches ionisiertes Wasser verbessert die durch körperliche Betätigung hervorgerufene metabolische Azidose und verbessert die anaerobe Trainingsleistung bei Kampfsportlern
Jakub Chycki , Konzeptualisierung , Untersuchung , Methodik , Schreiben – Originalentwurf , 1, * Anna Kurylas , Datenkuration , Methodik , Projektverwaltung , 1 Adam Maszczyk , Datenkuration , Validierung , Visualisierung , 2 Artur Golas , Datenkuration , Formale Analyse , 1 und Adam Zajac , Konzeptualisierung , Untersuchung , Methodik , Schreiben – Originalentwurf 1
Michal Toborek, Herausgeber

Zusätzliche Informationen

S1 Tabelle

Daten für 1 .

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S2 Tabelle

Stresstestdaten.

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S3 Tabelle

Wasserdaten.

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Danksagung

Diese Arbeit wurde vom polnischen Ministerium für Wissenschaft und Hochschulwesen im Rahmen der Zuschüsse NRSA3 03953 und NRSA4 040 54 unterstützt.

Funding Statement

Diese Arbeit wurde vom polnischen Ministerium für Wissenschaft und Hochschulwesen im Rahmen der Zuschüsse NRSA3 03953 und NRSA4 040 54 unterstützt.

Datenverfügbarkeit

Alle relevanten Daten befinden sich im Papier und in den zugehörigen Hintergrundinformationen.

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Artikel von PLoS ONE werden hier mit freundlicher Genehmigung der Public Library of Science zur Verfügung gestellt