DISKUSSION
Im Gegensatz zu unserer ursprünglichen Hypothese unterschieden sich PJ und DIW anfänglich nicht in ihrer GER; bei beiden Getränken verließen innerhalb der ersten 5 Minuten nach der Einnahme große Flüssigkeitsmengen den Magen (PJ = 219,2 ± 39,1 mL, DIW = 305 ± 40,5 mL). Die ähnliche GER der Getränke kann wahrscheinlich auf eine Zunahme der Magendehnung zurückgeführt werden – eine primäre Determinante für die GER einer Flüssigkeit.8,13 Nachdem dieser Volumenreiz abgeklungen war, entleerte sich PJ jedoch für den Rest des Versuchs nicht mehr aus dem Magen. Im Gegensatz dazu entleerte sich DIW schnell, wobei nach 30 Minuten Postingestion noch etwa 112 ml im Magen verblieben.
Das Versagen von PJ, sich nach 5 Minuten Postingestion aus dem Magen zu entleeren, ist wahrscheinlich auf seine hohe Osmolalität (1325 ± 1 mOsm-kg H2O-1), seinen Säuregehalt (pH = 3,2 ± 0) oder beides zurückzuführen. Flüssigkeiten mit hoher Osmolalität21 und niedrigem pH-Wert22 hemmen die Magenentleerung. Außerdem kann Essigsäure, ein Hauptbestandteil von PJ, die Magenentleerung verlangsamen.9,23 Liljeberg und Bjorck9 ließen die Teilnehmer eine Kontrollmahlzeit (122 g Weißbrot mit Olivenöl und Käse) oder eine Testmahlzeit (122 g Weißbrot, 23 g Käse und eine Vinaigrette-Sauce aus 20 g Weißweinessig, 20 g Wasser und 8 g Olivenöl) zu sich nehmen. In das Brot wurde Paracetamol (1 g) eingebacken, um eine indirekte Messung der Magenentleerung zu ermöglichen. Die Paracetamolkonzentrationen im Serum waren 40 bis 100 Minuten nach der Einnahme bei Männern und Frauen postprandial nach der essighaltigen Mahlzeit (Essigsäure) niedriger. Die Autoren führten diesen Effekt auf eine verzögerte Magenentleerung zurück. Andere Autoren24 haben jedoch keine Veränderungen der Magenentleerung bei Essigsäurezufuhr beobachtet. Fushimi et al.24 beobachteten ähnliche gastrointestinale Polyethylenglykol-Konzentrationen bei Ratten, die postprandial mit verschiedenen Konzentrationen von Essigsäure gefüttert wurden (0, 0,1, 0,2 oder 0,4 g Essigsäure pro 100 g Futter). Die Unterschiede in diesen Beobachtungen können auf unterschiedliche Versuchsprotokolle zur Bestimmung der Magenentleerung, auf die Konzentrationen von Essigsäure, die den Teilnehmern verabreicht oder von ihnen eingenommen wurden, sowie auf andere Lösungen oder Nahrungsmittel, die gleichzeitig mit Essigsäure eingenommen wurden, zurückzuführen sein. Wir konnten keine veröffentlichten Untersuchungen zu den Auswirkungen der Einnahme verschiedener Mengen flüssiger Essigsäure auf die Magenentleerung finden.
Die Aufrechterhaltung des Magenvolumens während der PJ-Versuche kann nicht in erster Linie auf eine Erhöhung des GSV zurückgeführt werden. Obwohl hypertonische Lösungen dazu neigen, die Magensekretion zu erhöhen,25 konnten wir keine Unterschiede in der Sekretion nach der Einnahme von PJ oder DIW beobachten. Daher lassen sich die Unterschiede in der GER zwischen PJ und DIW am besten durch Unterschiede in der Zusammensetzung des Getränks erklären.
Um zu bestätigen, dass der rasche Rückgang der GER nach der Einnahme von PJ wahrscheinlich auf eine Magendehnung zurückzuführen ist, führten wir eine Pilotstudie durch, bei der drei Teilnehmer des ursprünglichen Versuchs die Studie ein drittes Mal wiederholten, aber eine kleinere Menge PJ (2 mL-kg-1 Körpergewicht: 152,3 ± 15 mL) einnahmen. Die anfängliche GV in diesem Versuch betrug 226,5 ± 22,2 mL. Wie angenommen, entleerten die Teilnehmer, die kleinere Mengen PJ zu sich nahmen, in den ersten 5 Minuten nach der Aufnahme weniger PJ aus dem Magen (40,9 ± 12,8 mL; die GER in den ersten 5 Minuten betrug 8,2 ± 2,6 mL-min-1). Nach dieser kurzen Entleerungsphase stieg der GV in den nächsten 15 Minuten an (Bereich 221,6 ± 41,2 mL bis 234,4 ± 39,9 mL bei 10 bzw. 20 Minuten nach der Aufnahme). Dieser Anstieg war wahrscheinlich auf die Magensekretion zurückzuführen (mittlere Magensekretion = 36,3 ± 5,1 mL; Bereich, 26,0-41,8 mL). Das endgültige Magenvolumen nach 30 Minuten Postingestion betrug bei diesem Versuch 162,9 ± 28,4 ml. Diese Pilotstudie bestätigt vorläufig den Volumenreiz, der in der Studie mit 7 mL/kg-1 Körpergewicht beobachtet wurde.
Die Art der GV-Messung erlaubte es uns nicht, die Menge an PJ zu bestimmen, die sich innerhalb der ersten Minute nach der Einnahme sowohl in der Studie mit 7 mL/kg-1 als auch in der Studie mit 2 mL/kg-1 entleerte. Die GV-Werte für die 2-mL-kg-1- und 7-mL-kg-1-PJ-Versuche während der ersten 5 Minuten nach der Einnahme deuten jedoch darauf hin, dass sich etwa 8 bzw. 10 mL PJ innerhalb der für die Linderung von Krämpfen beschriebenen Zeiträume (d. h. <60 Sekunden) aus dem Magen entleert hätten.5,6 Unter der Annahme, dass unsere Teilnehmer einen austauschbaren Natriumgehalt von 2828 mmol im Gesamtkörper aufwiesen (extrazelluläres Raumvolumen, das anhand der Körpermasse geschätzt wurde, und p, das aus der Ausgangsblutprobe entnommen wurde), hätten diese 8 bis 10 mL absorbiertes PJ nur 7,5 bis 9,3 mmol neues Natrium in den extrazellulären Raum eingebracht. Somit hätte sich p nur um 0,32 bis 0,39 mmol-L-1 erhöht.
Angenommen, dass EAMC mit Elektrolyt-Ungleichgewichten einhergehen, dürften diese hämatologischen Veränderungen keine klinischen Auswirkungen auf akute EAMC haben, wenn man bedenkt, dass der Natriumverlust im Plasma bei diesen Sportlern bis zu 87 mmol-h-1 betragen kann.26 Wenn medizinisches Fachpersonal Sportlern mit EAMC kleine Mengen an PJ verabreicht, verbleibt der größte Teil des eingenommenen PJ wahrscheinlich mehrere Minuten nach der Einnahme im Magen, und die geringe Menge, die möglicherweise absorbiert wird, hat wahrscheinlich keine signifikanten Auswirkungen auf den extrazellulären Natriumgehalt. Aufgrund dieser Tatsachen ist es zweifelhaft, dass Natriumveränderungen das EAMC lindern könnten.
Die Einnahme großer Mengen PJ führte im Verlauf der Studie zu einem Anstieg von p. Mediziner haben davor gewarnt, dass die Einnahme von PJ ohne gleichzeitige Zufuhr hypotoner Flüssigkeiten zu einer dehydratationsbedingten Hypertonie beitragen und die Rehydratation verzögern könnte.27 Obwohl die Einnahme großer PJ-Volumina zu einem erheblichen Anstieg von p führte, waren diese Anstiege eher auf eine rasche Abnahme der PV als auf einen Anstieg des tatsächlichen Plasmanatriumgehalts zurückzuführen. Somit wurde trotz eines großen Bolus hypertoner Flüssigkeit, der dem Dünndarm zugeführt wurde (ca. 219 ml innerhalb der ersten 5 Minuten nach der Einnahme), nur wenig des Natriums in PJ tatsächlich absorbiert und in das extrazelluläre Flüssigkeits-Kompartiment assimiliert. Da diese Veränderungen nach der Einnahme beider Flüssigkeiten auftraten, scheint es, dass die Magendehnung und nicht die Zusammensetzung der Flüssigkeit kardiovaskuläre Reflexe auslöste, die zu einer vorübergehenden Abnahme der PV führten. Bei einigen kardiovaskulären Reflexen handelt es sich nachweislich um trinkvermittelte Reaktionen auf große Flüssigkeitsbolusmengen und nicht um eine Reaktion auf die Flüssigkeitszusammensetzung (z. B. der Rückgang von Arginin-Vasopressin im Plasma nach der Einnahme von hypertoner Kochsalzlösung).28 Darüber hinaus haben andere Autoren29 eine vorübergehende Abnahme des PV nach der Einnahme großer Bolusmengen (355 ml) hypertoner und hypotoner Flüssigkeiten beobachtet. Johannsen et al.29 beobachteten bei ausgeruhten, leicht hypohydrierten Teilnehmern 45 Minuten nach der Einnahme von Hühnernudelsuppe (167 mmol-L-1) und Wasser eine Verringerung des PV um 2 bis 4 %. Die von uns und anderen29 beobachteten geringen PV-Verluste könnten auf einen durch die Magendehnung ausgelösten Reflex zurückzuführen sein, bei dem hypotone Flüssigkeit aus dem intravaskulären Raum verlagert wird, um die Absorption der aufgenommenen Flüssigkeit zu unterstützen. Alternativ könnten auch die 45 Minuten Ruhe vor der anschließenden Blutuntersuchung eine Rolle bei den geringen Veränderungen von p und PV gespielt haben, die nach der Einnahme von PJ und DIW beobachtet wurden. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um diese Beobachtung zu klären.
Wie erwartet, tranken die Teilnehmer lieber große Mengen DIW als PJ. Dies ist wahrscheinlich auf den hohen Natriumgehalt und den Säuregehalt von PJ zurückzuführen. Menschen haben nach körperlicher Anstrengung eine erhöhte Präferenz für Natrium,30 und eunatriämische Teilnehmer neigen dazu, eine größere Abneigung gegen hohe Natriummengen zu haben.31 Außerdem haben Menschen eine allgemeine Abneigung gegen saure Geschmacksreize.32 Da unsere Teilnehmer euhydriert, eunatriämisch und bei der Getränkeaufnahme ausgeruht waren, war ihre Präferenz für Natrium wahrscheinlich gering, was zu einer geringeren Bewertung der Schmackhaftigkeit nach der PJ-Aufnahme führte. Da EAMC typischerweise während oder kurz nach dem Training auftritt,33 könnten Sportler mit EAMC aufgrund des trainingsbedingten Natriumverlusts eine höhere Toleranz für PJ aufweisen. Es fehlen jedoch Daten, die diese Behauptung bestätigen.
Trotz der großen Menge an PJ, die die Teilnehmer tranken, war ihnen im Verlauf der Studie nicht extrem übel. Die meisten unserer Teilnehmer berichteten jedoch über Magen-Darm-Beschwerden irgendwann nach der 7-ml-kg-1-PJ-Studie. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass das nicht absorbierte Natrium osmotisch hypotonische Flüssigkeit in den Magen-Darm-Trakt zieht.34 Wenn medizinisches Fachpersonal Sportlern PJ verabreicht, sollten sie dies daher in kleinen Mengen tun.7 Vorläufige Daten aus unserer Pilotstudie bestätigen diese Empfehlung vorläufig, da keiner unserer Pilotstudienteilnehmer nach dem Test gastrointestinale Beschwerden hatte. Wir raten davon ab, große Mengen an PJ zu sich zu nehmen; wenn jedoch größere Mengen an PJ verabreicht werden, sollte der Sportler gleichzeitig große Mengen an hypotonischen Getränken zu sich nehmen.27 Dies kann dazu beitragen, gastrointestinale Beschwerden zu vermeiden.
Da die GER von kleinen Mengen PJ langsam ist, glauben wir, dass diese Daten unsere Theorie stützen, dass die Einnahme von PJ Skelettmuskelkrämpfe nicht über einen metabolischen Mechanismus (insbesondere die Wiederherstellung von p oder PV) lindert.6 Bevor jedoch eine metabolische Wirkung von PJ vollständig ausgeschlossen werden kann, sollten sich zukünftige Forscher auf die Absorption anderer Bestandteile als Elektrolyte4,7 in PJ konzentrieren, die für die Linderung von Krämpfen verantwortlich sein könnten. So gibt es beispielsweise anekdotische Hinweise darauf, dass die Einnahme von Essigsäure (Essig) zu einer raschen Linderung von EAMC führt.35 Darüber hinaus haben einige Autoren36-,38 beobachtet, dass Acetat nach der Einnahme rasch im Blutkreislauf erscheint, was zu Spekulationen führt, dass es möglicherweise durch die Magenschleimhaut absorbiert wird.36 Acetat könnte theoretisch als Substrat für den anaeroben Stoffwechsel dienen.39 Wenn EAMC, wie vermutet, auf Müdigkeit zurückzuführen ist,40 könnte ein Anstieg des anaeroben Stoffwechsels und folglich des Adenosintriphosphats EAMC lindern. Zukünftige Forscher sollten die Veränderungen der Acetatwerte im Blut nach der Einnahme von Essig oder PJ untersuchen.
Schließlich müssen wir anerkennen, dass unsere Teilnehmer während der Tests euhydriert und eunatriämisch waren. Die verfügbare Literatur über die Einnahme von PJ deutet darauf hin, dass PJ am häufigsten an hypohydrierte, trainierte Personen5,6 verabreicht wird und nicht an ehydrierte, ausgeruhte und eunatriämische Personen. Wir haben unser Experiment auf diese Weise konzipiert, um seine interne Validität zu erhöhen. Sowohl Bewegung16,41 als auch Hypohydratation42 können die GER einer Flüssigkeit negativ beeinflussen. Hätten wir diese Variablen hinzugefügt, hätten wir möglicherweise die Ergebnisse unserer ursprünglichen Forschungsfragen verfälscht. Daher haben wir einen Teil der externen Validität geopfert, um zu verstehen, wie schnell PJ den Magen unter „optimalen Bedingungen“ für die Flüssigkeitsentleerung verlässt. Die Untersuchung der GER von PJ bei trainierten, hypohydrierten Personen rechtfertigt weitere Studien.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass große Mengen von PJ und DIW kurz nach der Einnahme eine ähnliche GER aufwiesen, was wahrscheinlich auf die Magenüberdehnung zurückzuführen ist. Die GER deutet darauf hin, dass kleine Mengen von PJ den Magen in den Zeiträumen verlassen haben, die Fachleute des Gesundheitswesens für die Linderung von EAMC beschreiben. Die langsame GER von PJ spiegelt wahrscheinlich seine Zusammensetzung wider. Der Anstieg von p nach der Einnahme von PJ ist wahrscheinlich das Ergebnis der Magendehnung, die kardiovaskuläre Reflexe auslöst, die eine Verschiebung von hypotoner Flüssigkeit aus dem intravaskulären Raum verursachen. Trotz der Einnahme von mehr als 500 mmol-L-1 Natrium mit PJ blieb der p-Gehalt während des größten Teils des Experiments unverändert. Insgesamt stützen diese Daten unsere anfängliche Theorie, dass PJ Krämpfe der Skelettmuskulatur durch einen neurologischen oder einen anderen unbekannten metabolischen Mechanismus lindern kann. Zukünftige Forscher sollten sich auf die Auswirkungen der Einnahme von Essigsäure auf die Linderung von Muskelkrämpfen und auf Veränderungen der Plasma-Acetat-Konzentrationen nach der Einnahme von PJ konzentrieren, um mögliche metabolische Mechanismen der Linderung von Krämpfen weiter auszuschließen.