碳酸氫鈉：提升運動表現的科學補充劑
一、前言
碳酸氫鈉（Sodium Bicarbonate）作為一種經典的緩衝劑，長期以來被應用於改善高強度運動表現。自早期研究證實其能透過中和運動中產生的酸性代謝物、延緩肌肉疲勞以來，碳酸氫鈉補充劑已成為眾多運動員及體育專業人士常用的營養策略。本文綜合國際運動營養學會的最新立場與文獻，探討碳酸氫鈉的代謝動力學、最佳補充策略（包括劑量、服用時機與方案設計）、作用機制，以及在不同運動模式與訓練狀態下的應用，同時詳細說明其常見副作用與安全性考量。
二、作用機制與生理基礎
在高強度運動中，肌肉內ATP的水解速率可能超過線粒體ATP再合成的速率，進而依賴無氧能量系統（包括磷酸肌酸系統與糖解作用）供能，此過程伴隨大量H⁺離子的產生導致肌肉酸化。碳酸氫鈉補充劑的主要作用包括：
- 緩衝作用：攝入碳酸氫鈉後，在胃內迅速解離產生HCO₃⁻，進入血液後可提升血液及肌肉細胞的緩衝容量，有助於中和運動過程中累積的H⁺離子，延緩肌肉疲勞並支持更高的運動強度。
- 代謝調控：改善肌內酸鹼平衡能夠促進糖解作用與ATP產生速率，進而提高肌肉力量與耐力。
此外，碳酸氫鈉的吸收受到胃酸中和反應、腸道吸收機制及血液緩衝系統調控。研究表明，碳酸氫鈉補充後需60至180分鐘達到最佳血漿HCO₃⁻濃度，這一過程亦受補充劑劑型及併用膳食組成（如高碳水化合物餐）的影響。
三、補充策略：劑量、服用時機與方案設計
1. 單次補充策略
單次補充劑量應在0.2至0.5 g/kg體重之間，其中0.3 g/kg被認為是達到最佳運動表現效益的理想劑量。單次補充推薦在運動前60至180分鐘內進行，具體時間需根據個體對副作用（如腹脹、噁心、打嗝等）的耐受性調整。
2. 多日補充策略
另一種方案是多日補充策略，通常持續3至7天，每日總劑量約0.4至0.5 g/kg，並分成多次服用（例如早餐、午餐、晚餐各0.1至0.2 g/kg）。此策略能在比賽或高強度訓練當天降低副作用風險，同時保持較高的血液緩衝狀態。
3. 組合使用與個體化調整
部分研究探討碳酸氫鈉與其他補充劑（如β-丙氨酸、咖啡因、肌酸）的聯合使用，部分結果顯示聯合補充可能產生互補效應。但碳酸氫鈉的主要增效作用依然與其單獨使用時的緩衝能力密切相關，因此根據運動類型（如短時爆發力或持續耐力運動）及個體特性調整劑量與服用時機至關重要。
四、運動表現的應用與效果
多項隨機雙盲交叉試驗結果表明，碳酸氫鈉補充在以下方面具有顯著增效作用：
- 肌肉耐力與短時高強度運動：可顯著提升30秒至12分鐘內的高強度運動表現，適用於衝刺、跳躍、籃球、武術、摔跤、游泳及賽艇等項目。
- 單次與多回合運動：不論是單次運動還是多回合比賽，碳酸氫鈉均能改善運動表現，部分研究發現其能延長運動持續時間並減少力量下降。
- 男女皆宜：研究顯示，碳酸氫鈉對男女運動員均有正面效益，但具體效果可能因個體差異（如體重、胃腸耐受性）而有所不同。
五、副作用與安全性考量
雖然碳酸氫鈉補充劑在提升運動表現方面效果顯著，但其常見副作用不容忽視，包括：
- 胃腸不適：常見症狀包括腹脹、噁心、嘔吐及打嗝，這主要由於碳酸氫鈉在胃內與酸反應產生二氧化碳引起。
- 不適感：部分使用者可能在服用後感到輕微不適，這可能影響訓練前的心理狀態及表現。
為了降低這些副作用的風險，建議採用以下策略：
- 劑量控制：採用較低劑量（如0.2或0.3 g/kg）並根據個體反應調整服用時間。
- 餐前配合：與高碳水化合物餐同時服用可延緩胃排空，減少胃腸刺激。
- 特殊劑型：採用腸溶膠囊或其他改良劑型，以降低對胃的直接刺激。
- 多日分次補充：多日補充策略能分散單次攝入量，進一步減少不適反應。
多項研究顯示，儘管存在這些副作用，但合理的服用策略和個體化調整能使碳酸氫鈉補充劑在大多數運動員中安全使用，且不會對肝、腎功能或血脂產生不良影響。
六、作用機制
碳酸氫鈉補充的主要增效機制來自其提升肌肉及血液緩衝能力。高強度運動中，由於H⁺離子的累積會降低肌肉pH值，從而抑制酶活性並加速疲勞。通過補充碳酸氫鈉，體內HCO₃⁻濃度增加，可中和過量的H⁺離子，延緩疲勞進程，同時促使肌肉在高強度運動中保持更佳的酸鹼平衡，從而提高糖解作用效率與ATP產生速率。
七、結論
綜合現有文獻，碳酸氫鈉補充劑在提升高強度運動表現方面具有顯著增效作用。具體結論如下：
- 運動表現提升：碳酸氫鈉能顯著改善30秒至12分鐘內的爆發性與耐力型運動表現，適用於各種高強度運動模式。
- 補充策略：建議單次劑量介於0.2至0.5 g/kg，其中0.3 g/kg為最佳劑量；服用時機應在運動前60至180分鐘內；多日補充策略（3至7天，每日0.4至0.5 g/kg，分次服用）有助於降低副作用風險並保持理想緩衝狀態。
- 安全性與副作用：儘管碳酸氫鈉可能引起腹脹、噁心、嘔吐和打嗝，但通過合理調整劑量、服用時機及配合高碳水化合物餐，可以有效降低這些副作用。現有研究表明，碳酸氫鈉在合理使用範圍內對各年齡層運動員均安全。
- 作用機制：其主要作用在於提高體內緩衝能力，改善肌肉pH值控制，從而延緩疲勞並支持更高強度的能量產生。
總結而言，碳酸氫鈉補充劑為運動員及體育專業人士提供了一項科學且實用的策略，可在高強度運動中提升肌肉耐力、延緩疲勞並改善運動表現。儘管可能出現胃腸不適等副作用，但透過合理的服用策略和個體化調整，這些不良反應可以最小化。未來的研究應進一步探討碳酸氫鈉與其他補充劑的聯合使用效應，以及在不同運動模式和訓練狀態下的最佳應用方案。
