Verbesserte 400-m-Sprintleistung bei mäßig trainierten Teilnehmern durch eine 4-tägige alkalisierende Diät: eine ausgewogene, randomisierte kontrollierte Studie

Dezember 9, 2021admin

In der vorliegenden Studie untersuchten wir den Einfluss einer 4-tägigen alkalisierenden gegenüber einer säurebildenden Diät auf die 400-m-Sprintleistung und die damit verbundenen physiologischen Marker bei mäßig trainierten jungen Teilnehmern. Unser Hauptergebnis ist, dass die alkalisierende Diät zu einer verbesserten 400-m-Sprintzeit, höherem Blutlaktat, aber unveränderten Blut-pH-Werten im Vergleich zur säurebildenden Diät führt.

Harn-pH

In der vorliegenden Untersuchung fanden wir signifikant höhere Urin-pH-Werte für die BASE-Studie (7,0 ± 0,7) im Vergleich zur ACID-Studie (5,5 ± 0,7). Wir gehen daher davon aus, dass die diätetische Intervention erfolgreich durchgeführt wurde, da ein Urin-pH-Wert von ≥7,0 für eine erfolgreiche Low-PRAL-Diät und ≤ 6,0 für eine High-PRAL-Diät zu erwarten ist.

Sprintleistung

So weit wir wissen, ist dies die erste Studie, die den Einfluss von säure- und basenbildender Ernährung auf die anaerobe Trainingsleistung mit hoher Anwendbarkeit für eine Sportdisziplin abschätzt. Es gibt eine Reihe von Studien, in denen die Auswirkungen einer säurehaltigen Ernährung auf die anaerobe Leistungsfähigkeit anhand von Belastungstests, die sich ausschließlich auf das Radfahren oder das Laufen auf dem Laufband beschränken, abgeschätzt wurden. In einer kürzlich erschienenen Übersichtsarbeit stellten Applegate et al. jedoch fest, dass es an Studien mangelt, die verschiedene Trainingsintensitäten und Leistungsmessungen im Zusammenhang mit einer alkalisierenden Ernährung untersuchen. Darüber hinaus empfahlen Caciano et al. eine diätetische Beeinflussung von PRAL für Sportveranstaltungen, bei denen die Leistung aufgrund einer Azidose eingeschränkt ist, wie z. B. 100-200-m-Schwimmen oder 400-800-m-Läufe. Es wurde bereits vermutet, dass sich die Sprintleistung bei 400-m-Läufen nach der Einnahme von NaHCO3 verbessert, dies wurde jedoch nicht für eine alkalisierende Ernährung untersucht. Ausgehend von der Annahme, dass eine alkalisierende Ernährung mit niedrigem PRAL-Gehalt die systemische Alkalinität und die Pufferkapazität des Blutes erhöht, stellten wir daher die Hypothese auf, dass eine alkalisierende Ernährung auch die 400-m-Sprintleistung verbessert. Tatsächlich war in der aktuellen Studie die Zeit für den 400-m-Sprint in der BASE-Studie signifikant kürzer als in der ACID-Studie, was darauf hindeutet, dass die Sprintleistung verbessert wurde, nachdem vier Tage vor dem Sprinttest hauptsächlich Nährstoffe mit niedrigem PRAL-Gehalt konsumiert wurden. Die Steigerung der Sprintleistung betrug in unserer Studie jedoch nur 2,3 % und war im Vergleich zu den 21 % Steigerung der körperlichen Leistungsfähigkeit in der neueren Literatur weniger ausgeprägt. Wir halten den Unterschied in den Leistungstests für den Hauptgrund für diese Inkongruenz. Während wir die Leistung als Laufzeit für eine festgelegte Strecke schätzten (Time-Trial-Test), bewerteten Caciano et al. die anaerobe Leistung als Zeit bis zur Erschöpfung beim Laufen auf einem Laufband mit einer individuell festgelegten und festen Geschwindigkeit. Bei Protokollen mit offenem Ende und Zeit bis zur Erschöpfung ist die Variabilität der Leistung größer als bei distanzbasierten Leistungstests, was vor allem auf motivationale und mentale Aspekte zurückzuführen ist. Wir gehen daher davon aus, dass bei Zeittests, wie z. B. einem 400-m-Sprint, eine geringere, aber konstantere Leistungssteigerung zu erwarten ist als bei Zeit-Erschöpfungstests nach einer alkalisierenden Low-PRAL-Diät. So wurde die 400-m-Sprintleistung nach der PRAL-armen Diät verbessert, obwohl die Verwendung der Handzeitmessung zur Messung des 400-m-Zeitlaufs eine der Einschränkungen dieser Studie darstellt. Die präziseste und bevorzugte Methode der Zeitmessung ist die elektronische Methode, da die Handzeitmessung absolute Fehler aufweist. Zum Beispiel sind Abweichungen zwischen den Zeitnehmern wahrscheinlich. Außerdem führt die Handzeitnahme zu einer schnelleren Sprintzeit als die elektronische Zeitnahme, und für die Handzeitnahme wurde traditionell ein Korrekturfaktor von 0,2 s verwendet. Andererseits wurden kleine mittlere Fehler (0,04-0,05 s) und sehr hohe Korrelationswerte (ICC 0 0,99) zwischen der Handzeitmessung und der elektronischen Zeitmessung beobachtet, was darauf hindeutet, dass die Handzeitmessung konsistente Sprintzeiten für denselben Handzeitnehmer liefert. Die Handzeitmessung war die einzige Methode, die für die Auswertung der Sprintzeiten in dieser Untersuchung zur Verfügung stand. Daher beschlossen wir, mehrere von Mayhew et al. vorgeschlagene Messstrategien anzuwenden, um die Probleme mit dieser Methode zu minimieren. Wir verwendeten für jeden Teilnehmer denselben Zeitmesser, um eine höhere Interrater-Reliabilität der Handzeitmessungsmethode zu erreichen, und die Zeitmesser wurden in einheitlichen Zeitmesspositionen senkrecht zur Ziellinie positioniert. Jeder Zeitnehmer war geübt im Umgang mit einer Stoppuhr und verbrachte einige Zeit damit, die Eigenschaften der in dieser Studie verwendeten Stoppuhr zu erlernen. Außerdem baten wir die Testpersonen, die Zeitmessung mit dem Zeigefinger und nicht mit dem Daumen zu starten, da früher berichtet wurde, dass die zuverlässigsten und objektivsten Zeiten mit einer tragbaren Stoppuhr erzielt werden, wenn der Zeitnehmer den Zeigefinger zur Bedienung der Stoppuhr verwendet. Wir gehen davon aus, dass diese Strategien die mit der Handzeitmessung verbundenen Fehler reduzierten und zu konsistenten Sprintzeiten in der vorliegenden Studie führten.

Blutlaktat- und Blutgasanalyse

Wir fanden signifikant niedrigere Werte für die Blutgasparameter pH, , und BE nach dem Training im Vergleich zu vor dem Training für beide Ernährungsinterventionen (BASE und ACID). Dies deutet auf eine tiefgreifende trainingsinduzierte metabolische Azidose nach 400-m-Sprintversuchen für beide Bedingungen hin.

Weiterhin fanden wir höhere maximale Laktatkonzentrationen nach der 400-m-Sprintleistung während der BASE-Studie im Vergleich zur ACID-Studie. Robergs et al. bezeichnen die Laktatproduktion während intensiver sportlicher Betätigung eher als Folge denn als Ursache der zellulären Bedingungen, die eine Azidose verursachen. Die Autoren kommen jedoch zu dem Schluss, dass Laktat immer noch ein guter indirekter Marker für zelluläre Stoffwechselbedingungen ist, die eine metabolische Azidose verursachen, da eine erhöhte Laktatproduktion mit einer Azidose einhergeht. Daher könnten höhere Blutlaktatwerte während des BASE-Versuchs in der aktuellen Studie in Kombination mit der verbesserten 400-m-Sprintzeit (d. h. mehr Energiebedarf pro Zeiteinheit) auf einen höheren Abfluss von H+-Ionen aus der Muskelzelle durch den interstitiellen Raum und in den venösen Kreislauf hinweisen, was zu einer schwereren metabolischen Azidose führt. In der aktuellen Studie wurden jedoch keine Unterschiede im Blut-pH zwischen BASE und ACID festgestellt. Das Fehlen von Unterschieden im Blut-pH-Wert zwischen den beiden Ernährungsinterventionen ist wahrscheinlich eine Folge der höheren Pufferkapazität des Blutes aufgrund der hohen Konzentrationen, die mit einer alkalisierenden Ernährung einhergehen.

Eine Erhöhung der Konzentration sowie ein erhöhter Blut-pH-Wert können beide nach einer Natriumbicarbonat-Supplementierung festgestellt werden. Leider führte die alkalisierende oder säurebildende Ernährungsintervention in dieser Studie bei keinem der Blutgasparameter zu signifikanten Unterschieden (Tabelle 1). Wir stellten jedoch eine leichte Tendenz zu höheren Werten nach einer 4-tägigen PRAL-armen Ernährung fest (Tabelle 1). In der neueren Literatur wird darauf hingewiesen, dass alkalisierende Diäten wahrscheinlich nicht die gleichen Veränderungen der Pufferkapazität bewirken wie alkalisierende ergogene Hilfsmittel und dass der Verzehr von Diäten mit niedrigem PRAL-Gehalt nur ein leichtes, aber nicht ausreichendes alkalisches Milieu schafft, um die Pufferkapazität zu verbessern. Unsere Studie weist jedoch eindeutig darauf hin, dass die Gesamtpufferkapazität nach einer 4-tägigen alkalisierenden Diät erhöht worden sein muss, da wir keine Veränderungen des Blut-pH-Wertes, aber erhöhte Blutlaktatkonzentrationen und schnellere 400-m-Sprintzeiten feststellen konnten. Daher gehen wir davon aus, dass die nicht-signifikanten Tendenzen zu und BE-Werten (Tabelle 1) auf eine höhere Pufferkapazität nach einer alkalisierenden Diät hinweisen und bei einer größeren Stichprobengröße oder einer längeren Dauer der Ernährungsintervention deutlicher werden könnten.

Praktische Anwendungen

Erstens gibt es bei Sportlern eine große Variation der PRAL-Werte zwischen den Probanden gegenüber einer normalen westlichen Ernährung. In Anbetracht dieser individuellen Variabilität sollten Sprint-Athleten und Trainer dazu angehalten werden, sich vor der Anwendung einer alkalisierenden Diät einer Ernährungsanalyse zu unterziehen, die auch Urin-pH-Messungen umfasst. Der pH-Wert des Morgenurins im nüchternen Zustand kann zur Beurteilung und während der Ernährungsintervention mit niedrigem PRAL-Wert überwacht werden, um zu bestätigen, dass die Ernährung die Säurebelastung durch die Nahrung angemessen verändert. Urin-pH-Werte von ≥7,0 können als erfolgreiche Low-PRAL-Diät und Werte von ≤6,0 als High-PRAL-Diät interpretiert werden. Bei der Interpretation von Urin-pH-Werten muss jedoch die individuelle Variabilität berücksichtigt werden.

Zweitens wird bei alkalisierenden Diäten häufig empfohlen, den PRAL-Wert durch einen erhöhten Verzehr von Obst und Gemüse und eine Minimierung des Verzehrs von Fleisch und Getreide zu erreichen. Auf der Grundlage dieser Empfehlung wird ein Kaloriendefizit während der Einnahme von basenbildenden Diäten berichtet. Daraus ergibt sich, dass insbesondere bei Sprint-Athleten der höhere Energiebedarf und der Bedarf an Eiweiß- und Kohlenhydratquellen, die den PRAL-Wert erhöhen, die Umsetzung einer basenbildenden Ernährung erschweren kann. In diesem Zusammenhang empfehlen wir die zusätzliche Verwendung von bikarbonatreichen Mineralwässern, um die Durchführung einer basenbildenden Ernährung zu erleichtern. Außerdem sollte der Verzehr von kohlenhydratreichem Obst und Gemüse, wie frischem und getrocknetem Obst, Fruchtsäften und Kartoffeln, gefördert werden. Mit Hilfe eines Ernährungstagebuchs kann die Menge der während einer PRAL-armen Diät verzehrten Lebensmittel kontrolliert werden. Die Nahrungsmitteltagebücher können für die Energie- und Makronährstoffaufnahme sowie für die Berechnung der PRAL-Gesamtmenge pro Tag ausgewertet werden. Das Fehlen von Nahrungsmitteltagebüchern sowie von Analysen der PRAL-Werte, der Energiezufuhr und des Makronährstoffgehalts ist eine weitere Einschränkung der vorliegenden Studie. Wir baten unsere Teilnehmer, die an den einzelnen Tagen der Ernährungsinterventionen verzehrten Lebensmittel anzugeben, erfassten jedoch nicht die Menge der Lebensmittel. Daher gehen wir davon aus, dass die Ernährungsinterventionen erfolgreich durchgeführt wurden, da die Tagebücher während der Low-PRAL-Diät hauptsächlich Gemüse und Obst und während der High-PRAL-Diät hauptsächlich Getreide und Milchprodukte enthielten. Wir waren jedoch nicht in der Lage, die Energiezufuhr oder den Makro- und Mikronährstoffgehalt der Lebensmittel zu analysieren. Damit können wir auch nicht über einen Einfluss des Kohlenhydratgehalts (CHO) auf die Sprintleistung berichten, der bereits untersucht wurde. Couto et al. zeigten, dass eine Ernährung mit hohem CHO-Gehalt eine höhere CHO-Oxidationsrate und eine höhere Laufgeschwindigkeit bei 400-m-Sprints bewirkte. Wir glauben jedoch nicht, dass eine hohe CHO-Zufuhr die 400-m-Sprintleistung in der Studie mit niedrigem PRAL-Gehalt positiv beeinflusst haben könnte. Wir vermuten, dass dies auf Ernährungsempfehlungen mit niedrigem PRAL zurückzuführen ist, da diese die Verwendung von Kohlenhydratquellen (Getreide, z. B. Brot oder Nudeln) einschränken, da sie den PRAL erhöhen. Damit führen diese Ernährungsempfehlungen eher zu Kaloriendefiziten beim Verzehr alkalisierender Diäten als zu einer CHO-Belastung.

Zudem weisen einige Autoren auf ein Responder/Non-Responder-Phänomen für das ergogene Potenzial der Bikarbonat-Supplementierung hin, wobei hochtrainierte Sportler tendenziell höhere Effekte zeigen als untrainierte Personen. Gastrointestinale (GI) Beschwerden sind bei der Einnahme von NaHCO3 dosisabhängig und GI-Beschwerden können die Sprintleistung negativ beeinflussen. Beides wurde bisher für eine Low-PRAL-Diät nicht berichtet; wir empfehlen jedoch dringend eine Testphase für jeden Athleten während einer wettkampffreien Trainingsperiode, bevor die übliche Ernährung während der Wettkämpfe umgestellt wird, um Unannehmlichkeiten durch die diätetische Intervention zu verhindern.

Außerdem führt eine alkalisierende Low-PRAL-Diät zu einem chronischen alkalotischen Zustand und könnte daher in mancher Hinsicht mit einer chronischen Einnahme von NaHCO3 verglichen werden. Es gibt Hinweise darauf, dass trotz der akuten Auswirkungen der Bikarbonateinnahme auf die anaerobe Leistung in Wettkampfsituationen die chronische Einnahme von NaHCO3 in Verbindung mit spezifischem Training zu aeroben Anpassungen führen kann. Die chronische Einnahme von NaHCO3 in Verbindung mit hochintensivem Training kann darüber hinaus die Mechanismen beeinflussen, die mit der Muskelkraftproduktion oder der schnellen kraftgenerierenden Kapazität zusammenhängen. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass es an Untersuchungen über die möglichen Auswirkungen chronischer Anpassungen an ein Training im alkalischen Zustand mangelt. In Bezug auf alkalisierende Ernährungsempfehlungen für Sprintathleten, bei denen es sich hauptsächlich um chronische Interventionen handelt, sind weitere Forschungen auf diesem Gebiet erforderlich, um diese Trainingseffekte in einem chronisch alkalotischen Zustand zu klären.

Grenzwerte der Studie

Eine Einschränkung unserer Studie war die Verwendung der Handzeitmessung, die bei der Messung der 400-m-Sprintleistung eine gewisse Ungenauigkeit mit sich bringt. Frühere Studien haben gezeigt, dass die elektronische Zeitmessung die präzisere und bevorzugte Methode der Zeitmessung ist. Um die mit der Handzeitnahme verbundenen potenziellen Fehler zu reduzieren, haben wir verschiedene Messstrategien angewandt, darunter die Verwendung derselben Zeitmessanlage für jeden Teilnehmer und die konsequente Positionierung der Zeitmesser senkrecht zur Ziellinie. Zukünftige Studien sollten jedoch eine elektronische Zeitmessung in Betracht ziehen, wenn sie die 400-m-Sprintleistung bei einer kleinen Stichprobengröße untersuchen. Eine weitere Einschränkung der Studie ist das Fehlen quantitativer Angaben zur Nahrungsaufnahme, die eine detaillierte Analyse der PRAL-Werte, der Energieaufnahme und des Makronährstoffgehalts ermöglichen würden. Die Teilnehmer wurden gebeten, täglich qualitative Berichte über die Nahrungsaufnahme zu erstellen. Die Gesamtmenge und die Zusammensetzung der Nahrung wurden jedoch nicht kontrolliert. Die in unserer Studie durchgeführten Lebensmittelberichte enthielten bei der Low-PRAL-Diät hauptsächlich Gemüse und Obst, bei der High-PRAL-Diät dagegen Getreide und Milchprodukte. Um die Gültigkeit unserer Ergebnisse zu untermauern, müssen in künftigen Studien umfassende Nährwertanalysen durchgeführt werden. Schließlich war die Stichprobengröße (n = 11) in unserer Studie gering, was zu breiten Konfidenzintervallen und hohen p-Werten führte. Dennoch wurde trotz dieser Einschränkung ein signifikanter Effekt der Ernährungsintervention beobachtet.