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Hydrogencarbonat

 

Sport

Eine Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit durch die Gabe von alkalisierend wirkenden Substanzen wird schon seit den 1930er Jahren diskutiert. Theoretische Grundlage dieser Überlegung ist eine Pufferung der bei Muskelbelastung anfallenden Protonen und Säureäquivalente, was im Prinzip zu einer späteren Ermüdung der Muskulatur führen sollte. Eine Reihe von Studien hat dies für Kurzzeitbelastungen auch nachgewiesen, allerdings mit recht hohen Mengen von Hydrogencarbonat - im Allgemeinen um die 300 bis 400 mg pro Kilogramm Körpergewicht.

 

Abramowitz MK, Hostetter TH, Melamed ML

Lower serum bicarbonate and a higher anion gap are associated with lower cardiorespiratory fitness in young adults

Kidney Int. 2012 May;81(10):1033-42

 

Diese Kohortenstudie aus den USA untersuchte an 2174 Personen zwischen 20 und 49 Jahren aus dem „National Health and Nutrition Examination Survey 1999-2002", in wie weit die Ausprägung einer chronischen metabolischen Azidose die kardiorespiratorische Fitness beeinträchtigte. Ausgeschlossen wurden Personen mit chronischer Lungenerkrankung, eingeschränkter Nierenfunktion oder Schwangerschaft. Es wurde der Gehalt von Bikarbonat im Serum sowie die Anionenlücke (anion gap) im Serum bestimmt.
Die kardiorespiratorische Fitness wurde auf einem Laufband getestet. Im Mittel wurden Serumbikarbonatspiegel von 24,6 mmol/l (1500 mg/l) und ein anion gap von 10,26 mmol/l gemessen. Je nach Ergebnis wurden die Probanden in Quartile eingeteilt.
Eine geringe kardiorespiratorische Fitness fand sich bei den Probanden mit den geringsten Bikarbonatwerten (< 24 mmol/l;< 1464 mg/l) im Serum und dem höchsten anion gap (>11,6 mmol/L).
In einer Mehrdimensionalen Varianzanalyse wurden u.a. Parameter wie Geschlecht, Soft-Drink-Konsum, systolischer Blutdruck oder Serum-Phosphatwerte einbezogen. Für eine Standardabweichung von Bikarbonat nach oben ergab sich hierbei eine um 20 % geringere Wahrscheinlichkeit für geringe kardiorespiratorische Fitness (Odds ratio 0,8; CI 0,7 - 0,91). Für eine Standardabweichung vom anion gap nach oben ergab sich eine 30 % höhere Wahrscheinlichkeit für geringe kardiorespiratorische Fitness (Odds ratio 1,3; CI 1,15 - 1,48).
Die Autoren folgern daraus, dass die kardiorespiratorische Fitness bei jüngeren gesunden Erwachsenen mit metabolischer Azidose beeinträchtigt ist.

 

 

Dawson-Hughes B, Castaneda-Sceppa C, Harris SS, Palermo NJ, Cloutier G, Ceglia L, Dallal GE.

Impact of supplementation with bicarbonate on lower-extremity muscle performance in older men and women.

Osteoporos Int. 2010 Jul;21(7):1171-9. Epub 2009 Sep 1.

 

Diese randomisierte Studie beschreibt die Wirkung einer Behandlung mit Hydrogencarbonat auf die Nettosäureausscheidung, Stickstoffausscheidung und muskuläre Leistungsfähigkeit bei älteren Menschen ab dem 50. Lebensjahr.
Insgesamt 162 Probanden erhielten über 3 Monate täglich 67,5 mmol Hydrogencarbonat (entsprechend 4117,5 mg) oder Placebo. Zu Studienende wurden zwischen den beiden Gruppen Veränderungen der Muskelkraft der unteren Extremitäten, Ausdauer, Ausscheidung von Stickstoff und Säuren im Urin verglichen.
Hydrogencarbonat erwies sich als gut verträglich und verminderte erwartungsgemäß die renale Nettosäureausscheidung, korrelierend mit einer verminderten Stickstoffausscheidung. Bei Frauen verstärkte Hydrogencarbonat die Kraft der Oberschenkelmuskulatur im Krafttraining um 13 % (p = 0,003) im Vergleich zur Placebogruppe. Bei Männern fand sich kein derartiger Effekt.
Die Zufuhr von Hydrogencarbonat kann also bei gesunden postmenopausalen Frauen die Stickstoffausscheidung vermindern, was für eine Verminderung des altersbedingten Abbaus der Muskulatur spricht, und damit einhergehend die Muskelkraft verbessern. Hydrogencarbonat sollte demnach, so die Autoren, als sicheres und kostengünstiges Mittel in Erwägung gezogen werden, das einen Muskelschwund im Alter reduzieren könnte.

 

Lindh AM, Peyrebrune MC, Ingham SA, Bailey DM, Folland JP.
Sodium bicarbonate improves swimming performance.
Int J Sports Med. 2008 Jun;29(6):519-23. Epub 2007 Nov 14.

 

Diese randomisierte Doppelblindstudie untersuchte die Wirkungen einer Natrium-Hydrogencarbonat-Supplementation bei neun 200-m-Freistilschwimmern auf die Leistungsfähigkeit. Die Studie bestand aus drei Abschnitten: einem Kontrolldurchgang (C); einem Durchgang nach Zufuhr von Natrium-Hydrogencarbonat 300 mg/kg (NaHC; entsprechend 218 mg/kg Hydrogencarbonat) und einem Durchgang nach Placebo (P: Calciumcarbonat 200 mg/kg). NaHC und P wurden 90-60 Minuten vor dem Schwimmen eingenommen.
Bei den Ergebnissen zeigte sich eine signifikant verbesserte mittlere Leistungsfähigkeit (Zeiten über 200 m im Mittel um 1,4 Sekunden verringert) nach Natrium-Hydrogencarbonat als nach Placebo oder im Kontrolldurchgang (p < 0,05). Insgesamt schwammen acht der neun Athleten nach der NaHC-Gabe schneller als im Kontrolldurchgang oder nach Placebo.
Die Autoren ziehen den Schluss, dass eine Supplementation mit Natrium-Hydrogencarbonat bei 200-m-Freistilschwimmern zu einer Leistungssteigerung führen kann.

 

McNaughton LR, Siegler J, Midgley A.
Ergogenic effects of sodium bicarbonate.
Curr Sports Med Rep. 2008 Jul-Aug;7(4):230-6. Review.

 

Requena B, Zabala M, Padial P, Feriche B.
Sodium bicarbonate and sodium citrate: ergogenic aids?
J Strength Cond Res. 2005 Feb;19(1):213-24. Review.

 

Diese Übersichtsarbeiten fassen Erkenntnisse über zulässige leistungssteigernde Mittel im Sport zusammen. Natrium-Hydrogencarbonat und Natriumcitrat gehören hier zu den beliebtesten Substanzen. Nach den meisten Untersuchungen wirken sie vermutlich durch die Abpufferung von Protonen, die das Säure-Basen-Gleichgewicht verschieben und zur muskulären Ermüdung führen. Möglicherweise spielt auch eine verbesserte anaerobe Toleranz durch Hydrogencarbonat bzw. die entstandene metabolische Alkalose eine Rolle, d. h. eine Ermüdung tritt erst bei höheren Lactatkonzentrationen auf. Von Bedeutung für eine optimale Wirkung der Puffersubstanzen sind Dosierung, Zeitpunkt der Einnahme und Art des Trainings. Allerdings besteht eine große interindividuelle Variabilität bei der erreichten Leistungsverbesserung, die der körperlichen Grundfitness zuzuschreiben ist.

 

Edge J, Bishop D, Goodman C.
Effects of chronic NaHCO3 ingestion during interval training on changes to muscle buffer capacity, metabolism, and short-term endurance performance.
J Appl Physiol. 2006 Sep;101(3):918-25. Epub 2006 Apr 20.

 

Diese randomisierte Studie untersuchte bei 16 sportlich aktiven Studentinnen über 8 Wochen die Wirkung von Natrium-Hydrogencarbonat auf muskuläre Pufferkapazität, Ausdauerleistung und Muskelstoffwechsel während eines Intervalltrainings. Die Teilnehmerinnen erhielten Hydrogencarbonat (n = 8) oder Placebo (n = 8) und trainierten über 8 Wochen 3 Tage pro Woche (sechs- bis zwölf Sets eines Rad-Ergometertrainings über jeweils 2 Minuten bei 140-170 % der individuellen anaeroben Schwelle). Natrium-Hydrogencarbonat (jeweils 200 mg/kg entsprechend 146 mg Hydrogencarbonat) oder Placebo wurden 90 und 30 Minuten vor jeder Trainingseinheit gegeben.
Beide Gruppen zeigten nach 8 Wochen signifikante Verbesserungen der muskulären Pufferkapazität und der maximalen Sauerstoffaufnahme, ohne Unterschiede zwischen den Gruppen. Stärkere Verbesserungen nach Hydrogencarbonat als nach Placebo zeigten sowohl die anaerobe Schwelle (Zunahme um 26 vs. 15 %; p = 0,05) als auch die Zeit bis zum Ermüdungseintritt (164 vs. 123 % der Werte zu Studienbeginn; p = 0,05). Die Konzentrationen von ATP, Phosphokreatin, Kreatin und intrazellulärem Lactat veränderten sich nicht.
Diese Befunde legen nach Ansicht der Autoren nahe, dass für eine verbesserte muskuläre Pufferkapazität und die maximale Sauerstoffaufnahme eher das Training per se von Bedeutung ist als die Gabe alkalisierender Substanzen. Allerdings kann Hydrogencarbonat wohl die anaerobe Schwelle und die Ausdauerleistung verbessern, möglicherweise durch eine Verminderung der metabolischen Azidose während des Trainings.