Stanisław Poprzęcki, Adam Zając PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIE WODOROWĘGLANU SODU W SPORCIE
[H + ] M 10 0 Silnie kwaśne 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 ph Większość żywych komórek ma wąską tolerancję na zakwaszenie tj. na zwiększone stężenie jonów wodorowych [H + ]. Stężenie [H + ] decyduje o prawidłowym przebiegu procesów biologicznych, kontroluje ich przebieg. 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 Silnie zasadowe 10-14 Skala ph wynosi od 0 to 14 dlatego że, [H + ][OH - ] = 10-14
Acids, Bases, and ph ph krwi arterializowanej NORMA Zakres zmian
Zmiany ph w mięśniach i we krwi podczas wysiłku fizycznego
Zmiany we krwi: kwasu mlekowego, HCO 3-, oraz ph podczas wysiłku
Równowaga kwasowo-zasadowa W każdym przedziale organizmu jest określone ph środowiska (nie jest stałe w całym organizmie). ph jest wskaźnikiem określającym ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych, który w poszczególnych przedziałach organizmu musi być utrzymany. Duże zapotrzebowanie na ATP i PCr podczas wysiłku głównie anaerobowego w jednym przypadku dostarcza protonów (H + ) zakwaszających środowisko, ATP ADP + Pi + H + + energia, a w innym likwiduje nadmiar tych jonów np. PCr + ADP + H + ATP + Cr
Równowaga kwasowo-zasadowa Pokarm Kwasy Białka Grupy tiolowe Metabolizm Kwasy tł. Glukoza H+ + Aniony H2SO4 2 2H + + SO 4 Ciała ketonowe H+ + Aniony H+ + Mleczan CO2 + H2O HCO3 + H+ Płuca H+ Tylko nadmierne wytwarzanie prowadzi do kwasicy Wydalanie Wpływ na wartość ph przez wydalanie CO2 Nerki H+ Mocz (ok. 60 mmol H+/d)
Skąd pochodzą protony? Z kilku źródeł: - z kwasów zawartych w pokarmie (cytrynowy, askorbinowy, fosforowy, siarkowy), - z aminokwasów zawierających siarkę (metionina i cysteina) oraz kwasu asparaginowego i glutaminowego, - z glikolizy (LA), - z rozkładu ATP, - podczas syntezy ciał ketonowych (acetylooctan i β-hydroksymaślan), - z grup funkcyjnych związków (COOH, NH2 i innych)
Dieta a zakwaszenie Dieta wysokobiałkowa działa zakwaszająco. Dieta mleczna, jarska i wegeteriańska zawierająca wiele anionów metabolizujących do CO2, anionów organicznych, alkalizująco wpływ na ustrój.
Następstwa zakwaszenia Kwasica metaboliczna jest następstwem wysiłków o wysokiej intensywności (obniżenie ph o co najmniej 0,03 jednostki), zachodzących w warunkach niedostatecznej podaży tlenu do organizmu. Im większa intensywność, tym większe zakwaszenie. - Jest następstwem głównie reakcji glikolitycznych z uwalnianiem mleczanu (LA) i protonów H +, oraz innych np. choroby nerek, obniżenie poziomu HCO3-(kwasica wysiłkowa). - (Uwaga - mleczan nie zakwasza środowiska, a czynią to protony uwalniane podczas glikolizy w liczbie 2/cząsteczkę glukozy).
Następstwa zakwaszenia Wzrost [H + ] i powoduje przesunięcie krzywej hemoglobiny (Hb) w prawo, czego konsekwencją jest zmniejszenie wysycenia Hb, O2 krwi tętniczej (płuca).
Następstwa zakwaszenia Ogranicza działanie biokatalizatorów reakcji chemicznych enzymów, co powoduje zaburzenie produkcji energii w komórce i przyspieszenie procesu zmęczenia. Jony H + wpływają na: - Tempo glikolizy, - Cykl Krebsa (fosforylacja oksydacyjna), - Cykl pentozofosforanowy, - Syntezę DNA, - Przewodnictwo i pobudliwość tkanek (funkcja neurologiczna), - Aktywność hormonów, - Rozmieszczenie jonu K+ pomiędzy przestrzenią zewnątrz wewnątrzkomórkową, - Wiązanie jonów Ca ++ z troponiną C we włóknie mięśniowym, - Aktywność sarkoplazmatycznej Ca++ATP-azy.
Utrzymanie stałej homeostazy jonów [H + ] 1. układy buforowe (chemiczne), łączą się z kwasami lub zasadami, 2. płuca eliminują CO2 z płynu zewnątrzkomórkowego, 3. nerki mogą wydzielać bardziej kwasowy lub zasadowy mocz.
Regulacja zakwaszenia podczas wysiłku fizycznego Nieutrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej w ustroju pogarsza zdolność do wysiłku. Hamuje resyntezę ATP Zaburza skurcz mięśnia Równowagę kwasowo-zasadową utrzymują bufory. Uwalniają jony H +, kiedy ph jest wysokie Akceptują jony H +, kiedy ph jest niskie. ph krwi obniża się wraz ze wzrostem intensywności wysiłku. Mięśniowe ph obniża się szybciej niż krwi.
System buforowy utrzymuje stałe ph - kwas węglowy:dwuwęglany Kwas węglowy dwuwęglanowy system buforowy Rezerwa dwuwęglanów
Centralna rola buforu - kwas węglowy/ dwuwęglany w regulacji osoczowego ph
Regulacja równowagi kwasowozasadowej podczas wysiłku Pierwsza linia Bufory komórkowe Białka, dwuwęglany i grupy fosforanowe Bufory krwi Dwuwęglany (53%), hemoglobina (35%) i białka (7%). Druga linia Kompensacja oddechowa Uwaga - trenujący są bardziej odporni na zmiany ph środowiska komórki od nieterenujących.
Działanie układów buforowych Wzrost stężenia H + uruchamia układy buforowe. Bufory działają na zasadzie przyłączania lub oddawania jonów wodorowych. Podczas kwasicy bufor zobojętnia środowisko przyłączając H + do siebie. H + + bufor Hbufor Niedobór H + - zasadowica bufor oddaje H +. Hbufor H + + bufor
Praktyczne zastosowanie wodorowęglanu sodu w sporcie Suplement podajemy zawodnikowi podczas intensywnych wysiłków o dużej mocy trwających od 1 do 7 min (5 min) ciągłych i interwałowych (bufor CO2/HCO 3 - ). Środki alkalizujące: - Wodorowęglan sodu - NaHCO3 - Cytrynian sodu - Na3C6H5O7 Podawanie doustne w dawce ok. 300 mg (0,3 g, 3 mmol/kg m.c. ok. 90-120 min (60-90 min) przed wysiłkiem (dawki niższe nie dają efektów).
Praktyczne zastosowanie wodorowęglanu sodu w sporcie Duże dawki NaHCO3 przed startem mogą powodować dolegliwości żołądkowo-jelitowe: wzdęcia, nudności, wymioty i biegunki. Przyjmowanie dwuwęglanu sodu wraz z wodą może zwiększyć objętość osocza o ok. 400 ml. Bufor ten jest dozwolonym, skutecznym środkiem zwiększania możliwości wysiłkowych u pływaków (100 m i 400 m), u biegaczy (400 m-1500 m), wioślarzy, kolarzy, tenisistów.
Praktyczne zastosowanie wodorowęglanu sodu w sporcie Bufor ten jest skuteczny podawany przed startem, natomiast uzupełnianie diety przez dłuższy czas nie wpływa na wydolność fizyczną. Uwaga-dzienne dawki NaHCO3 u osobników odwodnionych lub odwadniających się (np. przed lub w czasie długotrwałego wysiłku lub z zaburzeniami elektrolitycznymi), przy braku aklimatyzacji w innych strefach klimatycznych, wysiłku w gorącym i wilgotnym środowisku, przy nagłych zmianach diety, stwarza warunki do podtrzymania stanu alkalozy metabolicznej ze wszystkim konsekwencjami.
Dwuwęglan Sodu Biały rozpuszczalny związek (NaHCO3) używany w napojach i lekach zobojętniających. Bufory krwi kompensują napływ (dyfuzję) jonów H + z mięśni. Naturalnie występujące dwuwęglany zwiększają system buforowania jedynie w określonym zakresie. Zwiększając dostawę NaHCO 3 do systemu buforowania przesuwamy zjawisko zmęczenia w czasie, podczas wysiłku beztlenowego o wysokiej intensywności. Zwiększając poziom dwuwęglanów zwiększy się ilość uwalnianych protonów z mięśni w szybszym tempie i beztlenowy system pozyskiwania energii będzie mógł funkcjonować dłużej.
Korzyści z suplementacji dwuwęglanami Suplementację dwuwęglanami stosuje się podczas wysiłków maksymalnych trwających 1-7 min lub podczas konkurencji z powtarzanym anaerobowym wysiłkiem. Jeżeli będzie to wysiłek przerywany trwający ok. 30 min, dozę dwuwęglanów podajemy w 5 dawkach ok. 2 godz. przed startem. Efekty uboczne skurcze żołądka/biegunka. Badania nad ergogennymi właściwościami dwuwęglanów: notuje się od 1930 r. Stosować suplementację w ilości 0,3 g /kg m.c. Używanie mniejszych dawek suplementu przez dłuższy okres prawdopodobnie wykluczy powstawanie efektów ubocznych lecz nie wpłynie na zdolność do wysiłku.
Zalecane dawki i czas podania suplementu należy utrzymywać, wówczas uzyskamy lepsze rezultaty sportowe w konkurencjach wykonywanych z wysoką intensywnością.
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ