Näringstiming innebär målinriktad konsumtion av näringsämnen och relaterade ergogena hjälpmedel vid specifika tidpunkter för att potentiellt maximera prestationen, förstärka träningsanpassningar och främja återhämtning . Hittills har majoriteten av forskningen om näringstidpunkter undersökt effekten av två makronäringsämnen: kolhydrater och proteiner . En liten, men framväxande mängd litteratur tyder dock på att strategiskt intag av koffein, kreatin, kostnitrater, natriumbikarbonat, beta-alanin, järn och kalcium kan påverka muskel- och träningsprestanda. Syftet med denna översikt är därför att kortfattat och utförligt sammanfatta den litteratur som undersöker strategier för akut och kroniskt intag av mikronäringsämnen och icke-näringsämnen och att erbjuda potentiella riktningar för framtida forskning om timing på detta område.
Timingstrategier för att förbättra prestationen
Koffein
Koffein är en trixanthin som kataboliseras av P450 cytokromsystemet i levern till tre dimetylxantiner: teofyllin, teobromin och paraxantin (för en översikt se Graham et al. ). Koffein kan påverka muskel- och träningsprestanda genom att verka som en adenosinreceptorantagonist eller genom att påverka fosfodiesteras , och excitation-kontraktionskoppling . Akut intag av 3-6 mg per kilo (mg/kg) koffein före uthållighetsträning har visat sig ha en gynnsam inverkan på fettutnyttjandet, minska upplevelsen av trötthet, öka träningsviljan och förbättra prestationen . På samma sätt har studier med motståndsträning rapporterat blandade resultat efter koffeinintag före träning, där vissa studier har rapporterat betydande ökningar av kraftproduktion och muskeluthållighet medan andra inte har kunnat påvisa sådana förändringar . I en nyligen genomförd metaanalys undersökte Grgic et al. effekterna av koffeintillskott hos 149 deltagare i 10 studier och drog slutsatsen att koffeintillskott signifikant förbättrade muskelstyrkan (standardiserad medelskillnad: 0,20, 95 % konfidensintervall , p = 0,023). Polito et al. utförde en metaanalys av 17 studier bestående av 227 män och 21 kvinnor för att fastställa effekterna av koffein på muskelprestanda. Resultaten visade att koffeintillskott förbättrade muskeluthållighet och muskelprestanda (effektstorlekar: 0,29-0,48, p < 0,01). Eftersom plasmanivåerna av koffein vanligtvis når sin topp inom 60 minuter efter intag är det logiskt att uppmärksamma tidpunkten för koffeinintag i förhållande till träning. Det är dock viktigt att notera att skillnader i sättet att administrera koffein (t.ex. koffeintuggummi, kapsel eller vattenlösning), avsaknaden av olika träningsinterventioner och underliggande genetiska faktorer som påverkar koffeinmetabolismen gör att slutsatserna från tillgängliga studier av koffeintidpunkten har en något begränsad räckvidd. Flera nyligen genomförda undersökningar som jämförde effekterna av koffeinintag före och under träning på träningsprestanda har dock gett värdefull information för personer som vill maximera de ergogena effekterna av koffein.
Hittills har alla studier av koffeintidpunkter uteslutande använt sig av cykelträningsmodeller. Bell och McLellan visade att vältränade individer som konsumerade koffein (5 mg/kg) 1, 3 eller 6 timmar innan de utförde cykelträning till utmattning upplevde en signifikant (p < 0,05) ökning av träningstiden till utmattning först efter 1 och 3 timmars intag av substansen före träningen. Cox och kollegor jämförde likaså effekterna av flera protokoll för koffeinintag på cykeltidsprestanda hos högt tränade cyklister efter att ha genomfört en två timmars cykling i stationärt tillstånd med 70 % maximal syreförbrukning (VO2peak). Deltagarna konsumerade 6 mg/kg koffein i kapselform 1 timme före den stabila cykelpasset eller konsumerade sex doser av 1 mg/kg koffein var 20:e minut under den stabila cykelpasset innan de genomförde en cykelpass med 70 % VO2peak. Intag av koffein förbättrade prestationen på tidsprovningen jämfört med placebo i båda förhållandena utan några skillnader i prestation mellan grupperna, även om prestationen på tidsprovningen endast var signifikant bättre (p = 0,04) än placebo efter intag av substansen före träningen. På samma sätt fann Conway och medarbetare , ingen extra ergogen effekt av en delad koffeindos jämfört med en enda koffeinmatchad dos (6 mg/kg) som administrerades via kapslar 1 timme före cykelträning. Slutligen förefaller det som om administrering av koffein under träning som en del av en rehydreringsstrategi kan vara en effektiv metod för att förbättra den efterföljande prestationen. Talanian och Spriet administrerade 100 mg eller 200 mg koffein som en del av en kolhydrat-elektrolytlösning till cyklister efter 80 minuter av en 120-minuters cykling i jämnt tillstånd som omedelbart följdes av ytterligare 120 minuters tidsprovcykling. Föga förvånande förbättrade båda koffeinförhållandena signifikant (p < 0,05) tidsprovsprestanda jämfört med placebo, även om 200 mg-dosen koffein förbättrade tidsprovsprestanda i större utsträckning än 100 mg-dosen. Sammantaget tyder dessa resultat på att koffeinintag under träning under långvarig cykelträning kan vara lika effektivt i förhållande till intag före träning.
Två studier har undersökt tidsaspekterna i samband med koffeinhaltigt tuggummi , som absorberas i snabbare takt än kapslar . Ryan och medarbetare undersökte effekterna av koffeinhaltigt tuggummi (200 mg) som administrerades 35 och 5 minuter före ett cykeltest med 85 % VO2max (maximal syreförbrukning) och återigen 15 minuter efter träningen. Koffein hade ingen effekt på träningsprestanda, vilket möjligen berodde på den låga koffeindosen som användes. I en senare studie gav forskarna koffeinhaltigt tuggummi (300 mg) till manliga cyklister 2 timmar, 1 timme och 5 minuter före ett tidsprov i cykling. Författarna rapporterade en signifikant förbättring (p = 0,023) av tidskörningsprestanda endast när koffein gavs omedelbart före träning (38,7 ± 1,2 min) jämfört med 60 minuter före träning (41,8 ± 2,6 min) och 2 timmar före träning (42,6 ± 2,2 min) . Resultaten från alla studier tyder på att koffein tuggummi (300 mg) omedelbart före aerob träning till utmattning kan ha en liten ergogen effekt. Det krävs dock fler studier i ett större antal träningsmodaliteter innan resultaten kan generaliseras ytterligare. Dessutom måste den varierande effekten av olika sätt att administrera koffein kvantifieras, eftersom skillnader i absorptionshastighet och biotillgänglighet dramatiskt kan förändra effekten av ett visst timingprotokoll.
Dietära nitrater
Under de senaste åren har dietära nitrater drastiskt ökat i popularitet, eftersom en stor mängd peer-reviewed studier har dokumenterat deras effektivitet för att förbättra prestationen under uthållighets- och intermittent träning. Nitrater finns i bladgrönsaker som spenat, sallad och selleri samt i rotfrukter som rödbetor . Vid intag reduceras nitrat (NO3-) från kosten till nitrit (NO2-) av bakterier i munhålan och sedan till kväveoxid (NO) i magsäcken, även om en del nitrit har visat sig komma in i den systemiska cirkulationen . NO kan förbättra träningsprestanda genom att öka blodflödet och muskelkontraktiliteten och minska syrekostnaden i samband med aerob träning . Hittills har många av de undersökningar som har använt sig av kostnitratkonsumtion använt sig av en profylaktisk tillskottsperiod på 3-6 dagar, även om forskare som undersöker effekterna av akut kostnitratkonsumtion ofta har administrerat tillskottet ungefär 2-3 timmar före träning . Det finns dock begränsad information om tidpunkten för akut nitratintag. Hoon et al. jämförde nyligen effekterna av tre strategier för nitratintag hos cyklister på nationell nivå som utförde två separata cykeltävlingar med 4 minuters tidsprov som skiljdes åt av 75 minuters vila. I en motbalanserad, dubbelblind, crossover-undersökning intog deltagarna tre kombinationer av rödbetsjuice eller placebo 150 minuter och 75 minuter före det första tidsprovet. Kombinationerna omfattade följande: rödbetsjuice administrerad 150 min före det första tidsprovet (placebo intogs vid 75 min), rödbetsjuice administrerad 75 min före det första tidsprovet (placebo intogs vid 150 min) och rödbetsjuice administrerad vid båda tidpunkterna. Kosttillskott av nitrat (oavsett tidpunkt) förbättrade dock inte statistiskt sett prestationen vid tidsprovningen under den första tidsprovningen, och tilläggsförhållandena kan ha försämrat prestationen något under den andra tidsprovningen jämfört med placebo. Författarna noterade att nitrater från andra kostkällor inte begränsades under studien, vilket kan ha minskat effekten av nitrattillskott jämfört med andra studier som helt begränsade kostnitratkonsumtionen hos alla deltagare under studieperioden. Det är uppenbart att det krävs ytterligare forskning på detta begynnande område innan tydliga slutsatser kan dras (tabell 1).
Kreatinmonohydrat
Kreatin är ett av de populäraste samt det mest vetenskapligt undersökta kosttillskottet hittills. I detta avseende har kreatintillskott upprepade gånger visats förbättra högintensiv träningskapacitet och öka muskelmassan och muskelprestationen i samband med motståndsträning, genom att påverka högenergifosfatmetabolismen, den cellulära hydreringsstatusen, muskelproteinkinetiken, satellitceller, anabola tillväxtfaktorer och inflammation .
Tidpunkten för kreatinintag kan vara en viktig strategi för att förbättra den fysiologiska anpassningen från motståndsträning. Cribb och Hayes gav till exempel matchade grupper av motståndstränade män ett tillskott som innehöll en identisk dos av protein, kolhydrater och kreatinmonohydrat under en strukturerad 10 veckors motståndsträningsperiod. När kombinationen av näringsämnen gavs i nära tidsmässig närhet till varje träningspass (jämfört med på morgonen och kvällen) rapporterades signifikanta ökningar av styrka (p < 0,05) och muskelmassa (p < 0,05). Mest intressant är att betydligt högre intramuskulära nivåer av fosfokreatin och kreatin hittades i den grupp som fick kreatin i nära anslutning till varje träningspass, vilket tyder på att tidpunkten, förutom att främja positiva träningsanpassningar, kan gynnsamt påverka kreatinupptaget . Senare publicerade Antonio och Ciccone en studie som direkt undersökte effekten av tidsstyrd administrering av kreatinmonohydrat. Nitton manliga kroppsbyggare för fritidsbruk tilldelades slumpmässigt 5 g kreatinmonohydrat antingen omedelbart före eller omedelbart efter träningen under ett strukturerat, fyra veckors motståndsträningsprogram. Även om inga trösklar för statistisk signifikans (p > 0,05) överskreds, tydde en storleksbaserad inferensmetod på att administrering efter träning kan ge mer gynnsamma förändringar i fettfri massa, fettmassa och styrka i överkroppen jämfört med intag före träning. Candow fördelade 22 otränade äldre vuxna i två grupper på ett randomiserat, dubbelblint sätt: en grupp som fick kreatin omedelbart före och en annan grupp som fick kreatin omedelbart efter träningen. Båda grupperna fick samma kreatindos (0,1 g∙kg∙dag- 1) och tränade tre gånger i veckan under 12 veckor. Inga skillnader i muskelmassa, muskeltjocklek och muskelstyrka hittades dock mellan grupperna. Tyvärr innehöll de ovannämnda studierna ingen placebogrupp (kontrollgrupp). För att övervinna denna begränsning och för att direkt jämföra effekterna av kreatintillskott före träning respektive efter träning undersökte Candow effekterna av kreatin (0,1 g∙kg- 1) omedelbart före eller omedelbart efter motståndsträning (3 träningspass per vecka), jämfört med placebo, under 32 veckor hos åldrande vuxna. Resultaten visade att kreatintillskott före och efter träning ökade muskelstyrkan jämfört med placebo (p < 0,025), men det fanns inga skillnader i styrkeökning i förhållande till tidpunkten för när kreatin gavs. Intressant nog ledde endast kreatin efter träning till större vinster i muskelmassa jämfört med placebo. De olika slutsatserna från kreatinstudierna beror troligen på faktorer som ett litet antal deltagare i studierna, en kohort med blandat kön eller att man inkluderade ”responders” och ”non-responders” i studieprotokollet. Även om det är svårt att jämföra resultat mellan studier som använder olika metoder, verkar det som om kreatintillskott före och efter träning är effektiva strategier för att öka muskelmassa och styrka, med potentiellt större muskeltillväxtfördelar av kreatin efter träning.
Järn
Järn är ett essentiellt mineral som är avgörande för DNA-syntesen, elektrontransporten i cellen och syretransporten till vävnader via hemoglobin, eftersom ungefär 70 % av kroppens järn är bundet till hemoglobin i röda blodkroppar . Flera undersökningar har dock visat att regelbunden aerob träning kan minska järnlagren i kroppen . Järntillskott har använts för att hjälpa till att öka den aeroba prestationsförmågan genom att återställa hemoglobinkoncentrationerna och därefter förbättra syretransportkapaciteten i kroppen . Järntillskott verkar dock inte ge någon ergogen effekt på aerob träningsprestation om inte individen är järnfattig eller har anemi, särskilt inte hos kvinnor . Trots detta kan utvecklingen av strategier för att förbättra järnstatusen vara av intresse för forskare och de som arbetar med riskpopulationer.
En del utredningsarbete har slutförts för att fastställa om tidpunkten för utfodring i förhållande till träning kan ha en gynnsam inverkan på järnstatusen. Det initiala intresset för denna forskningsfråga väcktes 2002 av Matsuo och kollegor som visade att en ökning av hembiosyntesen sker efter motståndsträning hos järnbristande råttor. Forskarna antog att utfodring efter träning kan potentiera hemproduktionen ytterligare och gav två grupper av fyra veckor gamla hanråttor liknande, järnfattigt foder antingen omedelbart efter eller fyra timmar efter att de utfört klättringsträning tre gånger i veckan under en treveckorsperiod. Plasmajärn var signifikant förhöjt (p < 0.05) efter klättring endast i den grupp som fick mat direkt efter träning, medan hematokrit- och hemoglobinnivåerna var likartade mellan grupperna före och efter träning. Författarna drog därefter slutsatsen att tidpunkten för järn i måltiden efter träning kan öka järnnivåerna i plasma, men att det inte har någon effekt på hematokrit- eller hemoglobinkoncentrationerna i blodet. Ett viktigt övervägande när det gäller den potentiella effekten av tidsinställd administrering av olika mikronäringsämnen är emellertid hur näringsämnet i fråga metaboliseras och lagras i kroppen. Många vitaminer och mineraler byggs till exempel upp i vävnaderna med tiden efter kronisk konsumtion. Följaktligen kan daglig tidsinställd administrering ha liten inverkan på vissa, men inte nödvändigtvis alla resultat av intresse, t.ex. antalet blodkroppar, elektrolytbalans, enzymaktivitet, metabolisk aktivitet och prestationsförmåga. Därför behövs mer forskning för att bättre förstå om tidsinställd administrering av järn eller andra mikronäringsämnen kan ha en mätbar inverkan på valda resultat.
Kalcium
Kalcium (Ca2+) är ett mineral som vanligen konsumeras från olika kostkällor som mejeriprodukter, gröna bladgrönsaker och bönor . Ungefär 99 % av kalciumet lagras i skelettet, medan resten finns på platser som muskelceller . Vissa forskare har föreslagit att kalciumtillskott kanske inte har någon ergogen potential på grund av kroppens förmåga att utnyttja de stora kalciumdepåerna i skelettet, men Williams och Kreider har hävdat att kalciumtillskott kan vara fördelaktigt för idrottare med otillräckligt kostintag. En av kalciums primära effekter är att underlätta sammandragning av skelettmuskulaturen . Kalcium har också visat sig bidra till att bibehålla benmassan hos idrottare som är känsliga för förtida osteoporos samt förbättra träningskapaciteten hos idrottare med kalciumbrist . Kalciumtillskott bidrar också till att dämpa effekterna av ökade nivåer av bisköldkörtelhormon, som är känt för att vara en kraftfull stimulator av benresorption . På grund av kalciums viktiga verkan är det uppenbart att mer information behövs för att bättre förstå om tidpunkten för kalciumintag kan ha en gynnsam inverkan på prestationsförmåga eller hälsorelaterade resultat.
Non-weight- bearing activities of a prolonged nature, such as cycling, have been documented to have a negative effect on bone mineral density over time. Barry et al. jämförde effekten av två olika tidsstrategier för kalciumtillskott på kalciumhomeostasen efter cykelträning. Med hjälp av en dubbelblind, crossover-design genomförde 20 tränade manliga cyklister ett intensivt tidshopp på 35 km (km) cykling. Deltagarna konsumerade en dryck som innehöll ett totalt gram kalcium antingen 20 minuter före träningen eller i lika stora doser som intogs var 15:e minut under den en timme långa cykelturen. En placebodryck gavs under den alternativa konsumtionsperioden för varje tidsvillkor och resultaten jämfördes med ett villkor med enbart placebo. Författarna fann att tillförsel av kalcium före träning signifikant minskade (p = 0,04) den förväntade ökningen av bisköldkörtelhormon som framkallades av träning, även om ett liknande resultat tycktes inträffa när kalcium tillfördes under hela träningspasset. På grund av den välkaraktäriserade ökningen av bisköldkörtelhormon som är sekundär till även mindre minskningar av kalciumnivåerna i serum tyder avtrubbningen av bisköldkörtelhormonet på ett förbättrat underhåll av serumkalcium, en effekt som åtminstone delvis modifierades av tidpunkten för tillförsel av kalcium . I en uppföljningsstudie fördelades 52 manliga tävlingscyklister slumpmässigt på grupper som fick 1 g kalcium och 1 000 internationella enheter (IU) D-vitamin antingen 30 minuter före eller 1 timme efter en ansträngande 35 km lång cykeltidstävling. När kosttillskott gavs före träning minskade den typiskt observerade minskningen efter träning av joniserat kalcium i serum signifikant. Dessutom observerades en tendens till minskade nivåer av bisköldkörtelhormon efter träning i kalciumtillståndet före träning . Samma forskargrupp genomförde en annan studie där man ytterligare undersökte effekten av kalciumtidpunkten på kalciumhomeostasen . Som en del av två separata experiment rekryterade forskarna 50 till 75-åriga kvinnor för att utföra 60 minuters gång på löpband vid 75-80 % maximal syreförbrukning. Under den första studien konsumerade tio försökspersoner en kalciumberikad dryck eller placebo i lika stora mängder var 15:e minut, med början 1 timme före träningen och under hela den timslånga träningspasset för att ge en total dos på 1 g kalcium. I det andra experimentet fick en grupp på 23 försökspersoner (friska kvinnor efter klimakteriet, 50-75 år) konsumera motsvarande mängder kalcium eller placebo 15 minuter före träningen och under hela träningspasset på samma sätt som i den första studien. När kalciumtillskott gavs med start 60 minuter före träningspasset ökade serumnivåerna av bisköldkörteln signifikant (p = 0,05, p < 0,001) efter träningspasset . I en studie från 2015 fick 32 kvinnliga tävlingscyklister genomföra separata cykelturer på 90 minuter. I det ena villkoret gavs en måltid med hög kalciumhalt före träning och i det andra villkoret gavs en kontrollmåltid. När den kalciumrika måltiden gavs minskade serumnivåerna av benresorptionsmarkörer signifikant (p < 0,01), vilket tyder på att benmetabolismen hanterades gynnsamt som svar på den långvariga cykelträningen . Sammantaget verkar bevisen tyda på en fördel med tidsinställd kalciumtillskott före träning för att mildra träningsinducerad störning av kalciumhomeostasen.
Timing strategies for performance and to mitigate adverse events
Natriumbikarbonat
Natriumbikarbonat (NaHCO3) är ett alkaliserande medel som har rapporterats förbättra prestationsförmågan genom att minimera utvecklingen av metabolisk acidos, en viktig bidragande orsak till trötthet under högintensiva träningspass, genom att öka kroppens buffertkapacitet. Även om flera studier har visat motstridiga resultat, visar flera studier fortfarande stöd som ett ergogent hjälpmedel. I en metaanalys från 2012 framhävdes till exempel flera studier som visade ergogena resultat efter upprepade cykelsprintar och submaximala cyklingspass i samband med administrering av natriumbikarbonat . Intressant nog kan tidsinställd administrering av natriumbikarbonat ha lika mycket att göra med att minimera gastrointestinala (GI) besvär som att främja ett ergogent resultat . Dessutom kan rädsla för eller tidigare personlig erfarenhet av gastrointestinala besvär till följd av tillskott av natriumbikarbonat öka undvikandet bland individer . Oavsett detta har två studier föreslagit att minimering av gastrointestinala besvär kan uppstå när natriumbikarbonat konsumeras under flera dagar före ett evenemang jämfört med en akut engångsdos . Vidare har det rekommenderats att intag av mindre doser natriumbikarbonat under hela dagen, och tillsammans med mat, också kan minimera risken för gastrointestinala besvär. Siegler och medarbetare undersökte tidsstrategier för tillskott av natriumbikarbonat och fann att tidpunkten före träning kan ha en gynnsam inverkan på efterföljande rapporter om gastrointestinala besvär. Med hjälp av en randomiserad, kontrabalanserad, enarmad design (utan placebo) gav forskarna åtta manliga sprintare 0,3 g/kg natriumbikarbonat 60, 120 eller 180 minuter före upprepade sprintpass. Skillnader i sprintprestanda upptäcktes inte mellan behandlingarna, men rapporter om gastrointestinala obehag minskade signifikant (p < 0,05) när dosen gavs 180 min före träning . Även om avsaknaden av placebo hindrade möjligheten att diskutera eventuella ergogena resultat är dessa resultat viktiga eftersom många idrottare avskräcks från att använda natriumbikarbonat på grund av de allmänt kända GI-biverkningarna. Även om ytterligare forskning krävs för att styrka slutsatserna i denna studie verkar det som om optimal timing av natriumbikarbonat kan minska negativa biverkningar, vilket kan verka för att öka dess attraktionskraft som ergogent hjälpmedel.
Beta-alanin
Beta-alanin är en icke-proteogen aminosyra som produceras endogent i levern och som också erhålls genom konsumtion av kött och fjäderfä . Beta-alanin har konsekvent visat sig förbättra högintensiva träningsprestationer (särskilt under högintensiva träningspass som varar under 60 s ), dämpa neuromuskulär trötthet hos både män och kvinnor och öka volymen av motståndsträning genom att öka buffertkapaciteten i skelettmuskulaturen . Beta-alanin fungerar inte i sig självt som en buffert, men det fungerar som ett hastighetsbegränsande substrat i syntesen av intramuskulärt carnosin, som bidrar med minst 7 % av den totala buffertkapaciteten i skelettmuskulaturen . I likhet med natriumbikarbonat kan tidpunkten för konsumtion av beta-alanin minimera kända biverkningar i samband med användning av beta-alanin. Parestesi eller flushing , är den vanligaste rapporterade biverkningen vid användning av beta-alanin, som normalt inträffar när en bolusdos på 800 mg eller mer konsumeras . I detta avseende innebär typiska beta-alanintillskott att den totala dagliga dosen (vanligen 6-7 g) delas upp i mindre doser (vanligen 1,4-1,6 g per dos) för att mildra parestesin i samband med användning av beta-alanin . Även om det för närvarande inte finns någon forskning som beskriver den potentiella effekten av tidsinställd tillförsel av beta-alanin för att förbättra prestationsförmågan, bör framtida forskning som inbegriper tidsinställningsstrategier utforska dessa områden (tabell 2).