Leistungsfähigkeit nach einmaliger und mehrtägiger Einnahme von Natriumbikarbonat

Mehrere Untersuchungen belegen den positiven Einfluss einer Bikarbonatgabe vor kurzen intensiven Belastungen, die mit einer deutlichen Milchsäurebildung einhergehen. Dabei erfolgte die Verabreichung einmalig, meist ca. 60-90 s vor der Belastung. Eine englische Arbeitsgruppe konnte nun zeigen, dass auch eine vorherige mehrtägige Gabe von Natriumbikarbonat die Leistungsfähigkeit erhöht, wobei die positive Wirkung noch zwei Tage nach Absetzen der Einnahme anhält. 8 Probanden führten eine
90 sekündige maximale Belastung auf dem Fahrradergometer durch. Die Natriumbikarbonatgabe erfolgte entweder „akut” (0,5 g/kg Körpergewicht 90 min vor der Belastung) oder „chronisch” (6 Tage lang 0,5 g/kg KG täglich, in jeweils 4 Einzeldosen). Unter beiden Testbedingungen kam es infolge der gestiegenen Bikarbonatlevel zu einer signifikanten Zunahme der Leistung um 1,2-2 kJ. Bei der mehrtägigen Gabe ließ sich diese auch noch 2 Tage nach
Beendigung der Einnahme nachweisen. Der Körper scheint also in der Lage zu sein, dieses zusätzliche Pufferangebot zu speichern.
Die bei chron.
Gabe zu Belastungsende erhöhten Bikarbonatwerte könnten dafür sprechen, dass die erhöhte Leistungsfähigkeit nicht vollends ausgeschöpft wurde. Eine zusätzliche
Rolle bei der Senkung der zellulären H+-Konzentration könnte bei beiden Versuchsanordnungen die erhöhte Natriumkonzentration im Plasma spielen. Keiner der Probanden berichtete über gastrointestinale Nebenwirkungen, die häufig mit einer Bikarbonataufnahme einhergehen. Empfehlenswert scheint daher die Verabreichung kleiner Mengen in Kapselform. U.K. (Mc Naughton L, Thompson D: Acute versus chronic sodium bicarbonate ingestion and anaerobic work and power
output. J Sports Med Phys Fitness 41 (2001) 456-462
) DEUTSCHE ZEITSCHRIFT FÜR SPORTMEDIZIN Jahrgang 53, Nr. 1 (2002)


Natriumbicarbonat-/ Soda-Loading –
mehr anaerobe Leistung für Leistungssportler durch Alkalisalze?

19.11.2003 http://www.nutrisport.de

Was versteht man unter “Natriumbicarbonat- Loading” und welche Funktion hat es?

Bicarbonat1) kommt im Körper natürlicherweise vor. Es ist an der Regulation des Gleichgewichts zwischen Säuren und Basen im Körper beteiligt und zählt damit zu den Puffern. Die zusätzliche Einnahme (Substitution) von Bicarbonat in Form des Alkalisalzes Natriumbicarbonat 2) wird als “Natriumbicarbonat-Loading” bezeichnet. Diese “Beladung” erweitert die körpereigenen Vorräte an Bicarbonat. Dadurch wird einem sauren Milieu entgegengewirkt und ein alkalisches gefördert. In diesem Zusammenhang wird auch häufig der Begriff “Alkali-Loading” verwendet (1). Ein anderes Alkalisalz, das Natriumcitrat, eignet sich ebenfalls gut zur Puffer-Substitution (2).

1) Synonym für Hydrogencarbonat: HCO3-
2) Synonym für Natrium-Hydrogencarbonat (=Natron = Alkalisalz): NaHCO3

Für welche sportliche Belastung kann eine Natriumbicarbonat- Einnahme sinnvoll sein?
Interessant ist das Thema Bicarbonat-Loading für Leistungssportler, die hochintensive, kurze Belastungen (~1-7 Minuten) ausüben und dabei Energie überwiegend über Milchsäure (Lactat) anaerob, d.h. ohne Sauerstoff, gewinnen (3, 4).
Hierzu zählen bspw. 400 m-Läufe oder 100 m-Schwimmsprints (4). Auch Athleten aus etwas längeren Belastungsdisziplinen, wie etwa 1500 m-Läufer, 400- 800 m-Schwimmer (3,4) oder 5-km-Radrennsprinter (1), beanspruchen den anaeroben Stoff-wechsel zwar nicht primär, aber dennoch stark (4).
Generell: Um so stärker es belastungsbedingt zu einer Lactatanhäufung und damit zu Acidität (=Übersäuerung) kommt, um so mehr kann mit einer leistungssteigernden Wirkung durch Bicarbonat gerechnet werden (4, 5).
Keine Wirkung zeigte die Mehrzahl der Untersuchungen bei Leistungen unter 30 Sekunden und bei Kraft- und Schnellkraftbelastungen, die nur die lokale Kurzzeit-Ausdauer betreffen (1). Für eine Aussage zu aeroben Belastungen (über 10 Minuten) sind die Studienergebnisse noch unzureichend. Gesichert ist, dass aber mit keinen negativen Auswirkungen des Bicarbonats zu rechnen ist (1).

Was ist Bicarbonat (syn. Hydrogencarbonat)?

Hydrogencarbonat (HCO3-) ist das Salz der Kohlensäure (H2CO3). Im Körper kommt es als Bestandteil des Hydrogencarbonat-Kohlensäure-Puffers vor. Dieser wichtige Puffer sorgt für einen stabilen Blut-pH-Wert (6).
Bekannt ist Bicarbonat auch aus der Lebensmitteltechnologie und Pharmaindustrie, in Verbindung mit Natrium, als Bestandteil des Backpulvers (=Natron, Zusatzstoff-Nr.: E 500) (6) und in Magentabletten als Puffer.

Wie wirkt Bicarbonat?
Anaerobe Belastungen führen zu einer Anhäufung von Milchsäure (Lactat) in der Muskulatur. Die Folge ist eine stoffwechselbedingte Übersäuerung (=Acidose), die sich leistungsmindernd auswirkt, indem sie die Energiegewinnung und Muskelkontraktion behindert (3).

Im Detail:

Folgende physiologische Auswirkungen der Übersäuerung können zur Ermüdung der beanspruchten Muskeln beitragen: Die Funktionsfähigkeit von wichtigen Enzymen der Energiegewinnung in der Muskulatur wird eingeschränkt (1, 5). Bspw. das wichtige (limitierende) Enzym der Glykolyse, die Phosphofructokinase. Wird dieses entscheidende Enzym für die Energiegewinnung aus Kohlenhydraten gehemmt, kommt es zwangsläufig zur vorzeitigen Ermüdung (7). Weiterhin können Störungen im Transport und bei der Bindung von Calcium auftreten oder die Aktin-Myosin- (Muskelfasern) Interaktion behindert sein (5).
Ein hoher Lactatspiegel zwingt zur Verminderung der Belastungsintensität und schließlich zum Abbruch der Belastung (1).
Der Körper geht durch ein umfangreiches Puffersystem gegen die Übersäuerung an. Um die körpereigenen Puffermöglichkeiten zu erweitern, versucht man durch zusätzliche Gaben von puffernden Verbindungen – wie das Natriumbicarbonat – dem sauren Milieu entgegen zu wirken (1).
Puffer bauen die Anhäufung von Lactat ab. Damit ist der Körper potentiell länger in der Lage, anaerobe, also hochintensive Leistung zu erbringen (4).
Der genaue Wirkmechanismus von Bicarbonat ist allerdings sehr komplex und noch nicht genau erforscht (4).

Um wie viel kann die anaerobe Leistung verbessert werden?

Studien über die Wirksamkeit ergaben sehr unterschiedliche Ergebnisse. Die größte Wirkung mit einem länger anhaltenden Leistungsvermögen von durchschnittlich 27% bei Natriumbicarbonatgabe zeigten mehrere, methodisch gut durchgeführte Studien, die die Belastungszeit bis zur Erschöpfung gemessen hatten (4).

Durch anaerobes Training lässt sich die Pufferkapazität der Muskulatur erhöhen. Ein gut trainierter Athlet besitzt dadurch eine angepasste Pufferkapazität an seinen Belastungsumfang und profitiert unter Umständen von einer zusätzlichen Einnahme von Natriumbicarbonat nicht. Zwei Studien an Hochleistungsathleten aus dem Bereich Rudern demonstrieren diesen Zusammenhang: Hier zeigte sich keine verbesserte Leistung durch Bicarbonat (4). An dieser Stelle muss auch klar sein, dass nur Leistungs- und Hochleistungssportler und damit Trainierte Interesse haben, durch Substitution ihre anaerobe Kapazität zu erhöhen. Eine Leistungssteigerung vorauszusagen, ist demnach sehr schwer und bedarf noch einiger Forschung (4).
Dennoch, die Mehrzahl der Studien wiesen bei hoher anaerober Belastung eine signifikant positive Wirkung durch Natriumbicarbonat-Substitution nach (4).
Eine weitere Studie kommt zu dem Schluss, dass neben der Pufferkapazität des Bicarbonats scheinbar auch oder vielmehr nur das Natrium zur Leistungsverbesserung beiträgt (1, 3).

Dosierung, Bicarbonatquellen, Zeitpunkt der Einnahme, Nebenwirkungen und Legalität der Verwendung (Dopingfrage):

Dosierung:

300 mg Natriumbicarbonat pro kg Körpergewicht (1, 4).

Bicarbonatquellen:
Backpulver
mit ~1 Liter Wasser vermischt (3) –>~ 4 Teelöffel Backpulver für eine 70 kg schwere Person.
Oder: Reines Natriumhydrogencarbonat ist in der Apotheke als Pulver (z.B. Bullrich Salz Pulver) erhältlich.
Bei der Tablettenform sind häufig noch andere Pufferstoffe wie Natriumcitrat oder/ und Natriumphosphat enthalten, die zwar gut verträglich sind, allerdings ist der Puffergehalt einer Tablette meist so gering, dass die Einnahme von etlichen Tabletten notwendig wäre.

Einnahmezeitpunkt: ~1,5 Stunden (bis 3 Stunden) vor der Belastung (4).

Nebenwirkungen:
Bei einer Menge von 300 mg pro kg Körpergewicht, die in den meisten Studien eingesetzt wurde, scheint die Wirksamkeit gegeben zu sein (1, 4). Bei einigen Athleten, insbesondere wenn diese generell zu gastrointestinalen Beschwerden neigen, kann es jedoch zu Übelkeit und Durchfall kommen. Für diese Personen ist die Substitutionsmöglichkeit von Natriumbicarbonat begrenzt oder gar ausgeschlossen (5). Die Verträglichkeit wird etwas verbessert, indem ausreichend Wasser zu Bicarbonat aufgenommen wird (3). Natriumcitrat könnte alternativ verwendet werden, die Magenverträglichkeit soll hier besser sein (2, 5) (in der Apotheke zu kaufen).
Diese möglichen negativen Auswirkungen sind aber weder gefährlich, noch ist bei häufiger Anwendung mit langanhaltenden Nebenwirkungen zu rechnen (5).
Höhere Dosierungen (>400 mg alkalisches Salz pro kg Körpergewicht (2)) können allerdings zu einer Alkalose (=übermäßige Alkalisierung) führen, die Muskelkrämpfe, Apathie oder Reizbarkeit nach sich zieht. Vorsicht vor Überdosierung (1, 7) !
Doping: Bisher steht Bicarbonat nicht auf der Dopingliste (1, 5).

Stephanie Ruf
Dipl. oec. troph.
PD Dr. Dr. Dr. Christoph Raschka
Facharzt für Innere Medizin – Chirotherapie – Sportmedizin

Literatur:
(1) Williams, M.H.: Ernährung, Fitness und Sport. Dt. Ausg. hrsg. von R. Rost, Ullstein Mosby Verlag, Berlin 1997.
(2) Schek, A.: Ernährungsbezogene Leistungsförderer versus leistungsbezogene Ernährung. Ernährungs-Umschau, 42, 7: S.243-249, 1995.
(3) Applegate, E.: Effective Nutritional Ergogenic Aids. International Journal of Sport Nutrition, 9: S.229-239, 1999.
(4) Matson, L. G., Tran, Z. V.: Effects of sodium bicarbonate ingestion on anaerobic performance: A meta-analytic review. International Journal of Sports Medicine, 3: S.2-28, 1993.
(5) Maughan, R.J.: Nutritional ergogenic aids and exercise performance. British Journal of Nutrition, 12: S.255-280, 1999.
(6) Lexikon der Ernährung: in drei Bänden/ Red.: Udo Maid-Kohnert, Spektrum, Heidelberg 2002.
(7) Bucci, L.R.: Nutrients as ergogenic aids for sports and exercise. CRC Press, London, 1993.


Natriumzitrat erhöht Leistungsfähigkeit
17 gut trainierte College-Läufer, die zwei Stunden vor einem 5 km-Lauf 0,5g/kg KG Natriumzitrat ( in 1l Flüssigkeit
gelöst) aufnahmen, konnten diesen mit 1153,2±74,1 s signifikant schneller absolvieren als unter Plazebobedingungen (1183,8±91,4 s). Gleichzeitig ergaben sich geringere HK- und Hb-Werte, die Laktatkonzentration war mit 11,9±3,0 mmol/l höher als nach dem Plazebolauf (9,8±2,8 mmol/l) und die Glukosekonzentration leicht niedriger. Die Ergebnisse sprechen für eine Leistungszunahme durch die verbesserte Pufferung, die eine höhere Beteiligung anaerober Stoffwechselprozesse ermöglicht.
U.K. (Oöpik V et al: Effects of sodium citrate ingestion before exercise on endurance performance in well trained college runners. Br J Sports Med 37 (2003) 485-489)