Natriumbicarbonaat (NaHCO3)
De belangrijkste bestanddelen (buffers) in het bloed om de pH (zuurgraad) binnen de grenzen van 6,8 en 7,8 te houden worden gevormd door natriumbicarbonaat (NaHCO3) en koolzuur (H2CO3). Wanneer het aandeel aan koolzuur stijgt door bijvoorbeeld door fysieke trainingsarbeid, dan wordt het bloed zuur. Als dit gebeurt gaan wij automatisch dieper ademhalen om meer koolstofdioxide (CO2) door de longen uit te scheiden en minder zuur te worden. Wanneer de verzuring verder voortduurt, dan zal de basische buffer, gevormd door natriumbicarbonaat, ervoor zorgdragen dat het zuur in het bloed worden geneutraliseerd.
Natriumbicarbonaat zorgt dus voor de regulering van de zuurgraad van het lichaam. Het beschermt het lichaam en wordt aangemaakt door o.a.:
- alvleesklier (pancreas)
- maagwand
- darmwand
- nieren
Echter, indien het lichaam niet meer de gepaste capaciteit heeft om voldoende bicarbonaat aan te maken om afvalzuren te neutraliseren, dan treedt een volgende mechanisme in werking; vloeibare afvalzuren worden omgezet in vaste vorm en zodanig opgeslagen in het lichaam. De ophoping van gestolde afvalzuren ofwel slakken, zoals urinezuurkristallen, cholesterol, vetzuren etc.(het feitelijk verzuren van het lichaam) kan dan op termijn tot een hoop lichamelijke ongemakken leiden.
Er is al aardig wat onderzoek naar de relatie tussen natriumbicarbonaat en verzuring van het lichaam. Een veelzeggend onderzoek is geweest waarbij is onderzocht hoe de bicarbonaatcapaciteit van het lichaam zich verhoudt tot de toename van de leeftijd van personen.
*Frassetto, Lynda en Sebastian, Anthony – Age and Systematic Acid-Base Equilibrium: Analysis of Published Data, Journal of Gerontology: BIOLOGICAL SCIENCES, 1996, Vol. 51A. No1, B91-B99
Het onderzoek van Dr. Lynda Frassetto* beschrijft de relatie tussen de hoeveel bicarbonaat (HCO3-) in het bloedplasma en de leeftijd in jaren van de gemeten personen. Duidelijk is af te lezen dat tot aan het 40ste levensjaar de hoeveelheid bicarbonaat in het bloed constant blijft en dat na het 40ste levensjaar de hoeveelheid bicarbonaat substantieel afneemt.
De resultaten van dit onderzoekt tonen aan dat de bicarbonaatbuffers tot aan het 40ste levensjaar redelijk in stand zijn, maar dat na het 40ste levensjaar deze bicarbonaatbuffers in steeds mindere mate aanwezig zijn om zuren in het lichaam te neutraliseren en af te voeren. Het is dan ook niet moeilijk om te begrijpen dat onze westerse leefstijl (ongezond dieet met veel zout en suiker, stress etc.) een flink beroep doet op onze bicarbonaatbuffers waardoor zelfs op veel eerdere leeftijd dan het 40ste levensjaar, de hoeveelheid bicarbonaat in het lichaam afneemt.
Het innemen van natriumbicarbonaat tabletten of oplossingen is slecht voor het lichaam!
Aangezien al wel wordt erkend dat natriumbicarbonaat van essentieel belang is bij het ontzuren van het lichaam, wordt vaak geopperd om natriumbicarbonaat in poedervorm op te lossen in water en dit op te drinken. Tevens wordt natriumbicarbonaat in tabletvorm verkocht (vaak op doktersrecept) om eventuele verzuringen tegen te gaan. Deze methoden waarmee wordt geprobeerd om de bicarbonaatbuffers in het lichaam te verhogen vallen sterk af te raden, aangezien dit tot andere klachten kan leiden. Het maagzuur zet de opgeloste natriumbicarbonaat om in water (H2O), keukenzout (NaCl) en koolstofdioxide (CO2). De inname van natriumbicarbonaat heeft dan o.a. diaree als bijverschijnsel vanwege de aanmaak van substantiële hoeveelheden koolstofdioxide (CO2) in de maag. De bloeddruk kan ook heel snel stijgen vanwege de aanmaak van keukenzout (NaCl). En als laatste wordt de belangrijke verhouding van de mineralen natrium/kalium ernstig verstoord. Deze verhouding dient 1:3 te zijn voor de instandhouding van het evenwicht tussen het vocht in de lichaamscellen, en tussen het vocht tussen de lichaamscellen (intra- en extracellulaire waterhuishouding).
Hoe dan wel op veilige en effectieve wijze de bicarbonaatbuffers in het lichaam te verhogen?
Het is dus erg belangrijk om voldoende natriumbicarbonaat in het lichaam aanwezig te hebben om het lichaam op effectieve wijze de zuurgraad te laten reguleren. Bestaat dan een methode om op veilige wijze de bicarbonaat buffers weer te verhogen?
Er zijn 2 methoden waarbij dit op continue basis veilig en effectief kan:
1) het drinken van basisch water
2) het innemen van tabletten welke:
- Pas oplossen in de darmen
- De juiste verhouding natrium/kalium van 1:3 bevatten
Natriumbicarbonaat en sportprestaties?
Tijdens hoog intensieve inspanning ontstaat melkzuur in de spier. In het lichaam wordt melkzuur omgezet in lactaat en een H+-ion. Verzuring in de spieren treedt op door een ophoping van deze H+-ionen in de spieren [8]. Hierdoor werken enzymen minder goed werken en gaat de prestatie achteruit.
Het bufferen van H+-ionen zou dan wellicht een positieve bijdrage aan prestatieverbetering kunnen leveren. Het lichaam beschikt zelf over buffers. Hiermee is het lichaam in staat de effecten van verzuring enigszins tegen te gaan. Een van deze buffers is bicarbonaat. Bicarbonaat is een essentiële zuurbuffer van het bloed in het lichaam. Het kan verzuring tegengaan door H+-ionen in het bloed te binden (maar buffert dus geen lactaat) [8]. Als bicarbonaat in aanraking komt met het H+-ion gaat zij een verbinding aan. De H+-ionen dragen dan niet meer bij aan de verzuring. Het ontstane product (H2CO3) valt uiteen in water en koolzuurgas en beide producten zijn goed af te voeren door het lichaam. De voorraad bicarbonaat in het lichaam is echter niet oneindig. Op een gegeven moment is er geen bicarbonaat meer aanwezig om de H+-ionen te binden en treedt er verzuring op.
Het lichaam maakt zelf bicarbonaat aan [8], maar zoals gezegd is de voorraad bicarbonaat niet oneindig. Om de voorraad bicarbonaat te vergroten bestaat sinds een aantal decennia het idee atleten bicarbonaat in te laten nemen. Wetenschappers hebben veel onderzoek uitgevoerd naar de effecten van de inname van bicarbonaat, meestal in de vorm van natriumbicarbonaat (o.a. bekend als bakpoeder en ook als zuiveringszout), op de prestatie.
Prestatie
Het is onduidelijk of de inname van natriumbicarbonaat uiteindelijk leidt tot prestatieverbetering. Er is onderzoek bekend waarin geen enkel positief effect is gevonden [o.a. 4,5] op de prestatie maar er zijn ook studies waarin wel een positief effect op verschillende sportprestaties is aangetoond [o.a. 1,3,7]. Dat er geen eenduidig beeld bestaat over de bijdrage aan de prestatie blijkt uit het feit dat vanaf de begin jaren ’80 ongeveer net zoveel onderzoek is verschenen waarin een positief effect is aangetoond als onderzoek waarin geen effect op de sportprestatie is gevonden [6]. Dit betekent dat het (nog) geen vaststaand feit is dat het innemen van natriumbicarbonaat werkelijk leidt tot prestatieverbetering en dat de gevonden positieve effecten over het algemeen genomen maar erg klein zijn. Als er een positief effect is gevonden is dit vooral bij zeer kortdurende hoog intensieve inspanning [8].
Hoe te gebruiken
Natriumbicarbonaat is in 3 vormen in te nemen: in poeder-/tabletvorm, in capsules en via een infuus. Aangezien er een “no needle policy” bestaat (“World Anti Doping Agency”) is dit laatste binnen de sport geen optie.
Het is af te raden natriumbicarbonaat in poedervorm in te nemen. In de maag zijn namelijk erg veel H+-ionen aanwezig. Het ingenomen natriumbicarbonaat zal hier een verbinding mee aangaan en in de maag uiteen vallen in water en koolzuurgas. Dit laatste kan tot vervelende fysieke klachten leiden zoals boeren en misselijkheid [6]. Het innemen van natriumbicarbonaat als zuurbuffer voor de spieren in poeder of tabletvorm lijkt dus niet nuttig. Het komt niet door de maag en de darm zal het dus ook niet in het bloed terecht komen.
Dan blijft slechts de capsule over. Als deze capsule door de maag heen komt en pas in de darmen oplost lijkt dit de meest efficiënte methode om natriumbicarbonaat in te nemen. Hierdoor zijn maagklachten te voorkomen en treedt het natriumbicarbonaat niet meteen op als buffer aangezien de darmen lang niet zo zuur zijn als de maag. Het begin van de dunne darm dat aangesloten is op de maag (twaalfvingerige darm) heeft zelfs als belangrijkste functie het neutraliseren van zuur.
Conclusie
Al met al is het dus geen direct gegeven dat de inname van natriumbicarbonaat zal leiden tot prestatieverbetering. Het kan zijn dat het voor een individuele atleet wel werkt maar verwacht er geen wonderen van. Het eventuele effect bij goed getrainde atleten is substantieel lager dan bij niet getrainde mensen en deze eventuele effecten zijn dan ook nog eens heel gering. Daarnaast is ook bekend dat de inname van natriumbicarbonaat kan leiden tot verslechtering van de prestatie [6], wellicht veroorzaakt door maag-darmproblemen.
Door het ontbreken van eenduidige resultaten is een individueel advies noodzakelijk. De begeleidingsstaf zal moeten kijken hoe een atleet op de inname van natriumbicarbonaat reageert en vervolgens afwegen of het nuttig is natriumbicarbonaat in te nemen. Indien de keus valt op het gebruik van natriumbicarbonaat dan lijkt het gebruik in capsulevorm de beste methode aangezien daarmee de kans op maagdarmklachten het meest wordt verkleind en dat er geen bicarbonaat verloren gaat in de maag. Als een atleet gebruik maakt van een supplement is het advies om het supplement eerst tijdens een trainingsperiode uit te proberen om te zien of het werkelijk leidt tot prestatieverbetering en of maagdarmklachten achterwege blijven. De meest gehanteerde hoeveelheid is 300 mg/kg lichaamsgewicht natriumbicarbonaat ingenomen 1 à 2 uur voor de te leveren inspanning.
Tot slot
Door de inname van natriumbicarbonaat krijgt de sporter ook veel natrium binnen. Bij een verhoogde bloeddruk is het niet verstandig langdurig grote hoeveelheden natriumbicarbonaat in te nemen. Het kan wellicht ook leiden tot een toegenomen dorstgevoel.
Atleten gebruiken ook wel eens natriumcitraat als buffer, maar deze stof leidt niet tot enige vorm van prestatieverbetering [2].
Update 21-11-2013
[1] Bellinger PM, Howe ST, Shing CM, Fell JW (2012) Effect of combined ß-alanine and sodium bicarbonate supplementation on cycling performance. Med. Sci. Sports Exerc., 44: 1545-1551
[2] Carr AJ, Hopkins WG, Gore CJ (2011) Effects of acute alkalosis and acidosis on performance. Sports Med., 41: 810-814
[3] Driller MW, Gregory JR, Williams AD, Fell JW (2013) The effects of chronic sodium bicarbonate ingestion and interval training in highly trained rowers. Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab., 23: 40-47
[4] Hobson RM, Harris RC, Martin D, Smith P, Macklin B, Elliott-Sale KJ, Sale C (2013) Effect of Sodium Bicarbonate Supplementation on 2000m Rowing Performance. Int J Sports Physiol Perform. In Press
[5]Joyce S, Minahan C, Anderson M, Osborne M (2012) Acute and chronic loading of sodium bicarbonate in highly trained swimmers. Eur. J. Appl. Physiol., 112: 461-469.
[6] Peart DJ, Siegler JC, Vince RV (2012) Practical recommendations for coaches and athletes: a meta-analysis of sodium bicarbonate use for athletic performance. J. Strength Cond. Res., 26: 1975-1983
[7] Tobias G, Benatti FB, de Salles Painelli V, Roschel H, Gualano B, Sale C, Harris RC, Lancha AH Jr, Artioli GG (2013) Additive effects of beta-alanine and sodium bicarbonate on upper-body intermittent performance. Amino Acids, 45: 309-317
[8] Willmore JH, Costill DL (1999), Physiology of sport and exercise. Champaign Illinois, Human Kinetics