所谓的碳酸氢盐的常见形式是碳酸氢钠 (NaHCO3)、柠檬酸钠 (Na3C6H5O7)、乳酸钠 (C3H5NaO3) 和乳酸钙 (C6H10CaO6)。
碳酸氢钠,俗称“小苏打”,呈弱碱性,分子式为NaHCO3。它由钠离子(Na+)和碳酸氢根离子(HCO3-)组成。它是一种全身性碱化剂和血液pHA缓冲剂,具有较高的值,可以增加血浆中的碳酸氢盐,缓冲过量的氢离子浓度,提高血液pH值,从而逆转酸中毒的临床表现。
补充碳酸氢盐可以让运动员连续或反复进行持续1-7分钟的爆发性高强度活动,可以延长运动疲劳时间,提高肌肉氧化能力,增加最大功率输出,增加肌纤维传导速度,增加乳酸消除。速度,从而有利于无氧耐力和整体表现。
碳酸氢盐在运动中的应用机制
在高强度运动或长时间剧烈运动,持续超过20-30秒时,肌肉中糖原的分解(即无氧糖酵解反应)会成为能量的主要来源,将碳水化合物转化为乳酸,产生ATP。 ,以满足能量需求并导致氢离子的产生。此时,酸(H+)和二氧化碳(CO2)会在肌肉和血液中积聚,使动脉血的pH值降低至7.1,肌肉组织的pH值降低至6.8。
肌肉细胞中酸的积累是导致疲劳的因素之一。它抑制肌肉细胞中关键酶的活性,延迟无氧代谢中ATP的产生,导致短期疲劳。此外,酸性会导致肌肉细胞中钾的净损失,这也会减少肌肉收缩,导致疲劳,并抑制运动能力和表现。
人体血浆的pH值呈弱碱性,平均为7.4,变化范围较小,会稳定在7.35-7.45之间。正常情况下,如果血液的pH值稍微偏离恒定范围,人体的呼吸系统和肾脏系统就会启动调节过程,以维持酸碱平衡。
为了减弱代谢酸浓度的增加,身体有几个内源系统来维持恒定的 pH 值:最显着的是细胞内和细胞外缓冲液。血液中存在一系列缓冲物质。根据化学缓冲原理,归纳为四种主要缓冲对,即NaHCO3/H2CO3、Na2HPO4/NaH2PO4、B.血浆蛋白/H。血浆蛋白B.Hb/H.Hb,它们具有强大而快速的缓冲pH变化的能力,使血液pH值恢复到适当的范围。每对缓冲物质都可以缓冲酸和碱。其中,NaHCO3/H2CO3 对最为重要,因为其含量最多。其对酸的缓冲反应如下:
从上图反应可以看出,解离度较大的强酸性HCl经过NaHCO3缓冲后,转化为解离度较小的弱酸性H2CO3。后者在体液中的解离度仅为前者的1/1500左右,因此[H+]大大降低。同时,H2CO3还可分解为H2O和CO2,CO2可呼出体外。因此,血浆中的NaHCO3称为碱储备,以二氧化碳结合力表示。正常值为 27 mmol/L(或毫当量/升)或体积的 60%。
然而,在高强度或长时间剧烈运动期间,这些缓冲系统很快就会被氢离子的积累所淹没。因此,补充内源性缓冲系统可能是改善全身pH变化、控制和维持运动表现的可行方法。
“碳酸氢盐负荷”补充法是在运动前服用碳酸氢盐,增加体内碳酸氢盐的储存量,增加血清[HCO3-],提高缓冲能力。当摄入足够高的剂量时,细胞外液中的碳酸氢钠浓度可增加至30mmol/L。 HCO3-是碱性阴离子,可与酸性阳离子(如H+)结合形成碳酸氢盐,可中和运动引起的代谢高酸性状态。通过缓冲血液中的 H+,肌肉和细胞外 H+ 浓度之间会产生更大的梯度,导致 H+ 流出肌肉。 H+ 从肌肉流出有助于延长高强度运动表现。
碳酸氢盐负荷已被证明是缓解体内酸度的有效方法。减少酸积聚可减轻疲劳,并有助于提高短时间(1-7 分钟内)无氧运动和高强度运动的表现。力竭)具有刺激作用,可以让运动员承受更长时间或更高强度的训练和比赛,并减少负面影响,使因剧烈运动产生的乳酸可以更快地排除,帮助乳酸回收用于能量生产,并促进运动后与肌肉收缩相关的酶功能和膜电位恢复正常,从而让运动员恢复得更快。
研究证据
对精英运动员的研究发现,与安慰剂相比,补充碳酸氢盐可显着改善 4 分钟骑行表现(Driller 等,2012);并提高了 400-800 米跑等项目的运动表现(Matson & Tran,1983);提高优秀男子运动员 200 米自由泳的成绩(Lindh 等,2008);提高 3 公里自行车时间测试中的表现(Kilding、Overton & Gleave,2012);男性团体运动员的间歇跑成绩显着提高了 23%,运动强度也降低了(Marriott、Krustrup & Mohr,2015)。
然而,并非所有研究都表明补充碳酸氢盐有好处。例如:使用急性剂量的 0.5 克/公斤体重的柠檬酸钠被证明可以提高受过训练的女大学生跑步者的 5 公里成绩,但在同一项研究中,调查人员未能在受过训练的男跑步者中发现这一点。 (Oopik 等人,2003)。澳大利亚对游泳运动员的一项研究发现,与服用安慰剂相比,补充碳酸氢盐并没有让游泳运动员在 200 米自由泳(持续时间大约 2 分钟)中游得更快(Joyce 等,2012)。另一项针对新西兰橄榄球运动员的研究发现,碳酸氢盐负荷对橄榄球特定技能的表现没有影响(Cameron 等,2010)。上述研究中发现的差异可能是由于精英运动员的肌肉缓冲能力已经增强,因此比业余运动员从碳酸氢盐中获得的益处更少。
许多碳酸氢盐负载研究显示出相互矛盾的结果。难以得出确切结论的一些因素包括使用的剂量、摄入时间、使用的运动方案类型以及通过碳酸氢盐负荷获得的益处。基础量,以及所研究的受试者或运动员的训练状态。
大多数研究表明,碳酸氢盐负荷可能不会提高持续 10-30 秒的高强度运动期间的表现,但可能会提高 120-240 秒期间的表现。导致高浓度血乳酸的运动模式对碳酸氢盐负荷的反应最为敏感,代谢需求决定了碳酸氢盐负荷的潜在影响。由于缓冲剂具有通过增强作用缓冲糖酵解反应代谢物的潜力,因此使用缓冲剂可能会在高强度间歇(最大和次最大运动)或无氧运动模式中产生影响。当锻炼到力竭时,才能看到最大的效果。
它对于提高耐力表现也有用吗?
由于有氧运动员在比赛期间可能会达到或高于其乳酸阈值,因此还研究了补充碳酸氢钠作为利用碳酸氢盐负荷促进乳酸从组织中流出的一种方法。对有氧耐力表现的影响。但研究指出,这些发现相对于 4 分钟或以上的运动来说是模棱两可的(Williams 等,2013)。
碳酸氢钠可以长期补充吗?
关于长期补充碳酸氢钠的研究较少。麦克诺顿等人。 (1999) 以及 McNaughton 和 Thompson (2001) 分别为受试者每天每公斤体重 0.5 克碳酸氢钠,持续 5 天和 6 天。在这两种情况下,60 秒高强度骑行期间的峰值功率均得到增强。
一些研究集中于单次急性补充碳酸氢钠对阻力训练的影响,发现它可以增加重复次数(Carr et al., 2013; Duncan, 2014),或提高男性的力量和肌肉耐力大学生(Indorato & Daniel,2016)。例如:在运动前60分钟给力量运动员补充25克碳酸氢钠,可以提高平均深蹲(重复次数+6.7,+27%)和卧推(重复次数+1.5,+6%)。 )。这就引入了长期补充的概念,其中碳酸氢钠可以改善阻力训练适应并提高后续的运动表现。但这还需要进一步研究。
如何准备小苏打运动补充剂?
小苏打粉可用作烘焙食品的膨松剂,可在超市购买。然而,这种便宜又好用的运动补剂的推广一直很困难,主要是因为它味道偏咸,而且有副作用。
碳酸氢盐负载最常见的剂量是 0.3-0.5g/kg,尽管 0.5g/kg 在较高剂量下可能更有效。副作用通常与较高水平有关。例如:一个体重60公斤的人,相当于18-30克,用市售汽水来补充碳酸氢钠。为了达到有效剂量,他必须喝23升,总共71瓶330毫升的铝罐。因此,在实际补充时,通常直接与小苏打粉和水一起食用。
研究表明,高剂量的小苏打有 50% 的机会引起胃肠道不适,例如:打嗝、胃痛、胃痉挛、胀气、腹泻和呕吐、恶心以及由于钠的保水作用而导致体重增加。这些副作用可能会抵消小苏打的性能益处,并可能抵消同时服用的其他补充剂的益处。另外,类似肥皂水的味道也是玩家难以饮用的原因之一。
每天每公斤体重摄入0.3克时,血液碳酸氢盐浓度和pH值在20-30分钟内增加,90-120分钟后观察到峰值。因此,赛前90-120分钟摄入碳酸氢钠可能有效。
可供参考的几种补充方法如下:
.单次补充:无氧相关训练/比赛前1-2小时0.2-0.3g/kg
.分次补充:30-180分钟内,分几次摄入(总量相同)
.每日补充:赛前5-6天,按体重0.5g/kg,分4-5次等量服用,赛前全天每3-4小时服用一次。
.对于非运动员来说,使用更合理的剂量,例如5-10克,可能仍具有健康益处(例如代谢率增加或代谢性酸中毒减轻),并且可能更实用。每日服两次,每次5克,连服5天。
注意:由于剂量是根据体重计算的,肥胖可能会导致口服剂量不正确。如果您的 BMI 超出正常或超重范围 (18.5-27),请根据您的“理想体重”估计口服剂量。
减少副作用的方法
摄入方法很重要,因为剂量过高或过快摄入会因碳酸氢钠与胃酸之间的中和反应而引起胃部不适,可能在1小时内出现胃痛和恶心。
1. 单次高剂量碳酸氢盐可能引起胃和肠道不适,因此首剂应从较低剂量(0.2 g/kg)或一半剂量开始,以评估胃肠道耐受性。
2、碳酸氢钠可按0.1~0.15克/公斤体重的剂量连续服用2~5天,并与少量富含碳水化合物的粉剂或正餐、零食配合服用,以减少副作用。
3、如果几天内有多次高强度比赛,可以尝试在比赛前1-3天服用0.5g/kg/天,然后在比赛开始前12-24小时停药。
4. 每天服用 3-4 次小剂量,这对于在同一天或几天内参加多项比赛的运动员来说可能是最好的。
5. 肠道不适可能与高钠负荷有关,钠负荷会吸引更多的水进入肠道。负荷期间喝大量的水可以缓解部分或大部分疼痛。开始运动前60-90分钟应喝至少500毫升水,并在休息时慢慢喝水,让身体吸收碳酸氢钠,以尽量减少胃肠道症状。
6.以胶囊形式补充,以减轻胃部不适。
适用群体
.如果您参加持续1-7分钟的高强度运动或比赛,例如中短距离游泳、跑步和划船比赛,则可能会从碳酸氢盐中受益;或涉及多项比赛和短跑的运动。比赛,如:团队运动、武术项目、网球、羽毛球、足球、橄榄球。
.科学证据表明,女性控制肌肉细胞酸度的天然缓冲系统比男性低约 20%,这使得碳酸氢盐负荷对女性运动员更有利。
.最佳的补充策略需要因人而异。碳酸氢盐产生副作用的风险很高,因此您应该在训练中尝试,找到适合自己的剂量和补充计划,然后再在比赛中使用。
.对于敏感人群,碳酸氢钠可能会引起惊恐发作。
.理论上,使用碳酸氢钠可能会引起代谢性碱中毒状态(有急性中毒的危险),因此使用时不应超过推荐剂量。
.过量摄入碳酸氢钠会增加钾的排泄,可能导致钾缺乏。应采取富含钾的饮食并长期补充碳酸氢钠,如:土豆、红薯、香蕉、番茄酱、西瓜、甜菜根、黑豆、毛豆、三文鱼、南瓜、酸奶等。
.由于碳酸氢钠含有 27.3% 的钠,因此每 100 毫克碳酸氢钠大约含有 27 毫克钠,即每茶匙 1,260 毫克。虽然大约25%的人可以快速将钠从体内排出,但这对于需要限制钠摄入的高血压患者或对高钠饮食敏感的人来说可能仍然太高。
.患有高血压和肾功能受损的人不应在没有医疗监督的情况下使用碳酸氢钠。
苏打水、苏打水、碳酸饮料
气泡水一般是指天然的气泡矿泉水,它不含糖,因为它来自天然水源,通常含有矿物质。
人造苏打水,又称碳酸水(含H2CO3),是二氧化碳气体在高压下溶解到纯净水中的饮料。将压力加压至比标准大气压更强的压力,从而增加溶解度,使二氧化碳溶解到水中。当瓶盖打开时,压力释放,气体变成气泡,产生独特的泡沫味道。
小苏打水,有时也称为苏打水,是由小苏打粉制成的。小苏打粉的主要成分是碳酸氢钠(NaHCO3)。溶于水时会放出二氧化碳气体。此时的水溶液称为小苏打水。小苏打水钠含量高,容易产生沉淀,而苏打水则不会。会议。
碳酸水有时也称为苏打水或苏打水。它在英文中还有很多其他的名字,比如:sparkling water、bubbly water或者fizzy water等等,其实它们的意思都是一样的。称其为“苏打”只是英文中苏打本身的意思,与小苏打溶液中是否添加碳酸氢钠(NaHCO3)没有直接对应关系。
碳酸饮料(如汽水、可乐、雪碧等)是添加了二氧化碳的碳酸水。此外,还添加糖、磷酸、色素、咖啡因、香料等人工添加剂进行调味。 pH值呈酸性,对运动不利。对于少数族裔群体来说,碱化没有好处。
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