Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood...

163
1 Effect of intramuscular and blood buffering agents on exercise performance Kagan John Ducker Bachelor of Science (Honours) This thesis is presented for the degree of Doctor of Philosophy at the University of Western Australia School of Sport Science, Exercise and Health 2013

Transcript of Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood...

Page 1: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

1

 

Effect of intramuscular and blood buffering 

agents on exercise performance 

 

 

 

 

 

 

Kagan John Ducker 

Bachelor of Science (Honours) 

 

 

This thesis is presented for the degree of Doctor of Philosophy  

at the University of Western Australia 

 

School of Sport Science, Exercise and Health 

 

2013 

 

Page 2: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

2

Publications Arising from this Thesis 

Ducker, K.J., Dawson, B., & Wallman, K.E.  (2013). Effect of beta‐alanine supplementation on 

2000 m rowing ergometer performance.  International Journal of Sport Nutrition and Exercise 

Metabolism. In Press. (CHAPTER 3) 

Student’s Contribution: 90 % 

Ducker, K.J., Dawson, B., & Wallman, K.E. (2013). Beta‐alanine supplementation and exercise 

performance. Research in Sports Medicine. Under Review. (CHAPTER 2) 

Student’s Contribution: 90 % 

Ducker, K.J., Dawson, B., & Wallman, K.E.  (2013). Effect of beta‐alanine supplementation on 

800 m running performance. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 

In Press. (CHAPTER 4) 

Student’s Contribution: 90 % 

Ducker,  K.J.,  Dawson,  B.,  &  Wallman,  K.E.  (2013).  Effect  of  beta‐alanine  and  sodium 

bicarbonate  supplementation  on  repeated‐sprint  performance.  Journal  of  Strength  and 

Conditioning Research. In Press. (CHAPTER 5) 

Student’s Contribution: 90 % 

 

 

 

 

Coordinating Supervisor Signature…………………………………………………………………………………………… 

 

 

 

 

 

Page 3: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

3

Peer‐Reviewed Conference Proceedings 

Ducker, K.J., Dawson, B., & Wallman, K.E. (2012). Effect of beta‐alanine supplementation on 

2000 m rowing ergometer performance. Poster session presented at the European College of 

Sport Science Congress. Brugge, Belgium. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 4: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

4

Overview 

Beta‐alanine  (beta‐amino  acid)  supplementation  may  improve  the  hydrogen  ion  buffering 

capacity  of  the  body. When  beta‐alanine  is  ingested,  it  combines with  histidine within  the 

myocytes and carnosine is formed. Carnosine is a significant H+ buffer within the muscles (pKa 

=  6.83),  with  high  intramuscular  concentrations  being  linked  with  improved  high‐intensity 

exercise performance. Serially loading with a dose of 3 – 6 g∙day‐1 of beta‐alanine for at least 4 

weeks may have  little to no side effects, yet may  improve performance during high‐intensity 

sustained‐sprint exercise (2 – 4 min) and weight training (i.e. increased volume). 

Literature  related  to  beta‐alanine  supplementation  is  currently  limited  regarding  ergogenic 

effects (if any)  in exercise performances that closely mimic the physiological requirements of 

sporting match  play  and  races.  Further,  little  is  known  about whether  the  combination  of 

sodium bicarbonate  (extracellular blood buffer) and beta‐alanine  (intracellular muscle buffer 

via  carnosine)  supplementation  can  lead  to enhanced exercise performance beyond what  is 

possible with either supplement alone. 

The  purpose  of  this  thesis  was  to  investigate  the  effects  of  28  days  of  beta‐alanine 

supplementation  (28  days,  80  mg∙kg‐1BM∙day‐1)  on  sport  specific  exercise  performance. 

Specifically,  study  one  investigated  the  effects  of  beta‐alanine  supplementation  on  2000 m 

rowing  ergometer  performance  in  well‐trained  male  rowers.  Study  two  examined  800  m 

running  performance  in male  recreational  runners  following  beta‐alanine  supplementation. 

Finally,  study  three  evaluated  whether  supplementation  of  beta‐alanine  (only)  and  when 

combined  with  a  pre‐exercise  dose  of  sodium  bicarbonate  (0.3  g∙kg‐1BM),  could  improve 

prolonged repeated‐sprint performance in male team‐sport athletes. 

The  results  indicated  that  supplementing  with  beta‐alanine  for  a  period  of  28  days  could 

improve 800 m running performance (lasting ~ 2 – 3 min), but was not ergogenic for 2000 m 

rowing ergometer (~ 6 – 7 min) or repeated‐sprint exercise (3 sets; 6 x 20 m departing every 25 

s,  4 min  active  recovery between  sets).  Further,  combining  serial  supplementation of beta‐

alanine with an acute pre‐exercise dose of sodium bicarbonate only improved repeated‐sprint 

performance  slightly,  but  not  to  the  same  degree  as  sodium  bicarbonate  supplementation 

taken in isolation. 

 

 

 

Page 5: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

5

Acknowledgements 

I would like to thank the following people for their invaluable contributions to this research. 

Winthrop Professor Brian Dawson,  for providing the great depths of your knowledge to this 

project. Without your insights and experience this research would not have been possible. The 

opportunities  that you have given me, both professionally and  in our  research, are priceless 

and for that I thank you.  

Associate Professor Karen Wallman, for being a superb teacher and being the original source 

of my  love  for  exercise  physiology.  Your  input  and  positivity  during  this  project  have  been 

invaluable and for that I am very grateful. 

Professor Louise Burke, for your assistance in sourcing the beta‐alanine used in these studies 

and providing a broad national perspective regarding the use of beta‐alanine. 

Dr.  Peter  Peeling,  for  teaching me  the  vast majority  of  practical  skills  that  I  have  used  to 

complete this PhD and giving me the chance to learn from and work with you. 

Research participants, because without you all, this research wouldn’t have been possible. You 

all put up with taking more capsules than any person should ever have to and completed some 

very taxing exercise tests. I thank you all for taking an interest and helping out. 

Sport Science, Exercise and Health postgraduate students,  for all of  the help, conversations 

and fun we’ve had over the  last few years. I can only hope that I’ve helped to repay some of 

the millions of questions I’ve asked of you all along the way. 

My family and friends, for supporting me to achieve my dreams despite the cost to all of us. I 

apologise for being mentally absent for the last few years, but your support helped me to push 

through when the going got tough. I love you all. 

Laura, without your  love and support none of this would have been possible. As crazy as this 

process has seemed at times you have stuck behind me and encouraged me to push through. I 

can never thank you enough for your encouragement and I will be forever thankful.  

 

 

 

 

Page 6: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

6

Table of Contents 

Overview………………………………………………………………………………………………………………………………….4 

Acknowledgements………………………………………………………………………………………………………………….5 

Table of Contents………………………………………………………………………………………………………………..…..6 

List of Tables…………………………………………………………………………………………………………………………….7 

List of Figures……………………………………………………………………………………………………………………………8

List of Abbreviations……..…………………………………………………………………………………………………………9 

 

CHAPTER ONE 

Introduction……………………………………………………………………………………………………………………………12 

CHAPTER TWO 

Literature Review ‐ Beta‐alanine supplementation and exercise performance……………………….18 

CHAPTER THREE 

Effect of beta‐alanine supplementation on 2000 m rowing ergometer performance……………..44 

CHAPTER FOUR 

Effect of beta‐alanine supplementation on 800 m running performance………………………………..60

CHAPTER FIVE 

Effect of beta‐alanine and sodium bicarbonate supplementation on repeated‐sprint 

performance…………………………………………………………………………………………………………………………..78 

CHAPTER SIX 

Thesis Summary, Practical Applications and Future Directions……………………………………………..102 

APPENDICES………………………………………………………………………………………………………..……………….111 

Participant Information Sheets and Informed Consent…………………………………………………………112 

Raw Data………………………………………………………………………………………………………………………………123 

Page 7: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

7

List of Tables 

CHAPTER TWO 

Table 1. Effect of beta‐alanine supplementation on intramuscular carnosine 

concentrations………....................................................................................................................25 

Table 2. Effect of beta‐alanine supplementation on exercise performance…………………………….31 

CHAPTER THREE 

Table 3. Mean (± SD) 2000 m rowing performance time (s) and power output (W) before and 

after beta‐alanine (n = 7)/placebo (n = 9) supplementation……………………………………………………51 

Table 4. Mean (± SD) blood lactate (HLa‐) and pH pre‐ and post‐ the 2000 m rowing ergometer 

trials before and after beta‐alanine (n = 7)/placebo (n = 9) supplementation. Change values are 

also included……………………………………………………………………………………………….………………………….54 

CHAPTER FOUR 

Table 5. Mean (± SD) total, first/second half split times pre‐ and post‐supplementation  in the 

beta‐alanine (n = 9) and placebo (n = 9) groups………………………………………………………………………68 

Table  6.  Mean  (±  SD)  blood  lactate  (HLa‐;  mmol∙L‐1)  and  pH  results  pre‐  and  post‐

supplementation in the beta‐alanine (n = 9) and placebo (n = 9) groups………………………………..71 

CHAPTER FIVE 

Table  7.  Participant  characteristics  (total  n  =  24, male).  BA  =  beta‐alanine  only, NaHCO3  = 

sodium bicarbonate only, BA/NaHCO3 = beta‐alanine and sodium bicarbonate combined…….82 

Table 8. Mean (± SD) total sprint time (TST) for all three sets combined and for sets 1, 2 and 3 

pre‐ and post‐supplementation in the beta‐alanine (BA, n = 6), sodium bicarbonate (NaHCO3, n 

= 6), combined (BA/NaHCO3, n = 6) and placebo (n = 6) groups………………………………………………86 

Table 9. Mean (± SD) first, best and percentage decrement scores for each set of the repeated‐

sprint  test  for  the beta‐alanine  (BA, n = 6),  sodium bicarbonate  (NaHCO3, n = 6),  combined 

(BA/NaHCO3, n = 6) and placebo (n = 6) groups, pre‐ and post‐supplementation……………………90 

 

 

Page 8: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

8

List of Figures 

CHAPTER THREE 

Figure 1. 2000 m rowing performance split times (s) pre‐ and post‐ beta‐alanine (A, n = 7) and 

placebo (B, n = 9) supplementation………………………….…………………………………………………………….52 

Figure 2. 2000 m  rowing performance split average power outputs  (W) pre‐ and post‐ beta‐

alanine (A, n = 7) and placebo (B, n = 9) supplementation………………………………………………………53 

CHAPTER FOUR 

Figure  3. Mean  (±  SD)  total,  200 m  split  times  pre‐  and  post‐supplementation  in  the  beta‐

alanine (A; n = 9) and placebo (B; n = 9) groups………………………………………………………………………69 

CHAPTER FIVE 

Figure 4. Schematic of the repeated‐sprint test……………………………………………………………………..83 

Figure 5. Mean (± SD) sprint times (3 sets of 6 sprints, 18 total) for the beta‐alanine (A, n = 6), 

sodium bicarbonate (B, n = 6), combined beta‐alanine and sodium bicarbonate (C, n = 6) and 

placebo (D, n = 6) groups………………………………………………………………………………………………………..88 

Figure 6. Mean (± SD) blood lactate (HLa‐) values measured before the repeated‐sprint test and 

after set 1, 2 and 3  for  the beta‐alanine  (A, n = 6), sodium bicarbonate  (B, n = 6), combined 

beta‐alanine and sodium bicarbonate (C, n = 6) and placebo (D, n = 6) groups, pre‐ and post‐

supplementation…………………………………………………………………………………………………………………….92 

Figure 7. Mean (± SD) blood pH values measured before and after the repeated‐sprint test for 

the beta‐alanine (A, n = 6), sodium bicarbonate (B, n = 6), combined beta‐alanine and sodium 

bicarbonate (C, n = 6) and placebo (D, n = 6) groups, pre‐ and post‐supplementation…………...93 

 

 

 

 

 

 

Page 9: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

9

List of Abbreviations 

∆ ‐ change 

µl ‐ microlitres 

1 RM ‐ maximum weight that can be lifted for one repetition 

BA ‐ beta‐alanine  

cm ‐ centimetre (s) 

CN1 ‐ serum carnosinase 

CN2 ‐ non‐specific cytosolic carnosinase 

d ‐ Cohen’s d (effect size) 

DM ‐ dry muscle 

ES ‐ (Cohen’s d) effect size 

g ‐ gram (s) 

g∙day‐1 ‐ grams per day 

GXT ‐ graded exercise test 

h ‐ hour (s) 

H+ ‐ Hydrogen ions 

HIIT ‐ high‐intensity interval training 

HLa‐ ‐ blood lactate 

HR ‐ heart rate 

HRMAX ‐ maximum heart rate 

kg ‐ kilogram (s) 

L∙min‐1 ‐ litres per minute 

LT ‐ lactate threshold 

m ‐ metre (s) 

Page 10: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

10

mg ‐ milligram (s) 

mg∙kg‐1BM ‐ milligrams per kilogram of body‐mass 

min ‐ minute (s) 

mM ‐ millimole 

mmol∙kg‐1 ‐ millimoles per kg 

mmol∙L‐1 ‐ millimole per litre 

m∙s‐1 ‐ metres per second 

n ‐ number 

NaCl ‐ sodium chloride 

NaHCO3 ‐ sodium bicarbonate 

NS ‐ not (statistically) significant 

OBLA ‐ onset of blood lactate accumulation 

P ‐ placebo 

pKa ‐ acid dissociation constant 

PWCFT ‐ physical working capacity at fatigue threshold 

Reps ‐ repetitions 

RPE ‐ rating of perceived exertion 

RSA ‐ repeated‐sprint ability 

RST ‐ repeated‐sprint test 

s ‐ second (s) 

SD ‐ standard deviation 

SWC ‐ smallest worthwhile change 

TST ‐ total sprint time 

TT ‐ time trial 

Page 11: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

11

TTE ‐ time to exhaustion 

TWD ‐ total work done 

VCO2 ‐ volume of carbon dioxide 

VE ‐ ventilation in litres per minute 

VO2 ‐ oxygen consumption 

VO2peak ‐ peak oxygen consumption 

VO2MAX ‐ maximum oxygen consumption 

vs. ‐ versus 

VT ‐ ventilatory threshold 

W ‐ watt (s) 

WMAX ‐ maximum power output in watts 

WBS ‐ whole body strength 

WW ‐ wet weight 

y ‐ year (s) 

yd. ‐ yard (s) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 12: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

12

CHAPTER ONE 

Introduction 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 13: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

13

Background 

Beta‐alanine (a beta‐amino acid) has received recent interest due to its potential influence on 

muscle pH and exercise performance when loaded with over several weeks. Beta‐alanine is the 

rate  limiting  element  for  carnosine  production,  a  significant H+  buffer  found within muscle 

fibres  (pKa=6.83).  Higher  muscle  carnosine  concentrations  may  also  benefit  exercise 

performance  by  increasing  the  calcium  sensitivity  of  muscle  fibres  and  calcium  release 

channels  (Dutka & Lamb, 2004; Dutka et al., 2012), by enhancing vessel vasodilatory effects 

(Ririe, Roberts, Shouse, & Zaloga, 2000) and by  its antioxidant properties (Kohen, Yamamoto, 

Cundy, & Ames, 1988).  

Recent  research  utilising  mostly  exercise  capacity  tests  have  suggested  that  serially 

supplementing with a dose of 3 – 6 g∙day‐1 of beta‐alanine for at least 4 weeks should increase 

intramuscular  carnosine  concentrations by 30 – 80 %  (Baguet, Bourgois, Vahnee, Achten, & 

Derave, 2010; Baguet  et  al., 2009; Derave  et  al., 2007; Harris  et  al., 2006; Hill  et  al., 2007; 

Kendrick et  al., 2008; Kendrick et  al., 2009), which  can  increase muscle buffer  capacity  and 

result  in  likely  improvements  in exercise performance of efforts  lasting 60 – 240  s. Further, 

performance may possibly be  enhanced during exercise efforts  lasting  60  s  and   240  s, 

although mixed results have been reported (Baguet et al., 2010; Derave et al., 2007; Hoffman 

et  al.,  2008;  Van  Thienen  et  al.,  2009).  Importantly,  there  has  been  limited  research 

investigating  if  these  effects  of  beta‐alanine  supplementation  can  result  in  performance 

enhancement  in  race  and  game  match‐play  simulations  that  reflect  the  physiological 

requirements of specific sporting events.  

Ingesting an acute oral dose (0.3 g∙kg‐1BM) of sodium bicarbonate 60 – 90 min prior to exercise 

increases  the pre‐exercise blood pH  to 7.45 or greater, which  then delays  the decline  in pH 

associated with high‐intensity exercise  requiring  significant anaerobic metabolism  (Bishop & 

Claudius,  2005;  Bishop,  Edge,  Davis,  &  Goodman,  2004; McNaughton,  Siegler,  & Midgley, 

2008).  Of  interest  is  whether  the  combination  of  sodium  bicarbonate  (extracellular  blood 

buffer) and beta‐alanine (intracellular muscle buffer via carnosine) supplementation can  lead 

to  enhanced  exercise  performance  beyond what  is  possible with  either  supplement  alone. 

Recent  research  has  found  that  combining  sodium  bicarbonate  and  beta‐alanine 

supplementation together resulted in slightly improved high‐intensity cycling performance (2 – 

4 min), more  so  than when beta‐alanine  supplementation was undertaken  alone  (Bellinger, 

Howe, Shing, & Fell, 2012; Sale et al., 2011). Importantly, there has been no research that has 

investigated whether combining these supplements can lead to improvements in team‐sports 

Page 14: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

14

such  as  soccer,  field  hockey  and  Australian  football  that  are  characterised  by  multiple 

repeated‐sprints, separated by short rest periods. 

Statement of the problem 

The overall aim of this thesis was to investigate the effect of beta‐alanine supplementation (28 

days, 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1) on sport specific  race and game match‐play simulations. A  further 

aim was  to determine whether  combining  sodium bicarbonate  (acute dose of 0.3 g∙kg‐1BM) 

with beta‐alanine provided additive effect on prolonged repeated‐sprint ability. 

Specific aims of the studies 

Chapter  Three:  Effect  of  beta‐alanine  supplementation  on  2000  m  rowing  ergometer 

performance  

This  study  aimed  to  determine  the  ergogenic  effect  (if  any)  of  serial  beta‐alanine 

supplementation on 2000 m rowing ergometer performance. Participants completed duplicate 

trials (2 x pre‐supplementation and 2 x post‐supplementation) of a 2000 m rowing ergometer 

race, separated by 28 days of either beta‐alanine or placebo supplementation. 

Chapter Four: Effect of beta‐alanine supplementation on 800 m running performance 

The purpose of this  investigation was to explore  if  improvements associated with serial beta‐

alanine supplementation,  reported previously  in exercise capacity assessments of 2 – 3 min, 

would translate to improved exercise performance in male runners completing 800 m running 

races  lasting  a  similar  duration.  Participants  completed  duplicate  trials  (2  x  pre‐

supplementation and 2 x post‐supplementation) of an 800 m  running  race,  separated by 28 

days of either beta‐alanine or placebo supplementation. 

Chapter Five: Effect of beta‐alanine and sodium bicarbonate supplementation on repeated‐

sprint performance  

This project aimed to identify whether supplementation of beta‐alanine for 28 days combined 

with  a  pre‐exercise  dose  of  sodium  bicarbonate,  could  improve  prolonged  repeated‐sprint 

performance  in team‐sport athletes. Team‐sport athletes from Australian football, soccer and 

field hockey were recruited to complete duplicate trials (2 x pre‐supplementation and 2 x post‐

supplementation) of a repeated‐sprint test chosen to mimic the physiological requirements of 

a period of team‐sport match‐play (3 sets; 6 x 20 m departing every 25 s, 4 min active recovery 

between  sets).  Participants were  allocated  into  4  groups;  beta‐alanine  only,  acute  sodium 

bicarbonate only, combined beta‐alanine and acute sodium bicarbonate and placebo only. 

Page 15: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

15

 

 

Contributions of this research 

The  findings  of  the  research  included  in  this  thesis may  improve  the  body  of  knowledge 

available  to  sport  scientists,  coaches  and  athletes  relating  to  the  effects  that  different 

intramuscular and blood buffering agents may have on exercise performance. Importantly, this 

research will help bridge the gap between previously reported results from exercise capacity 

tests  and  possible  uses within  elite  and  recreational  competitive  sporting  events.  This may 

provide coaches and athletes with useful practical recommendations regarding the use of such 

supplements and the expected outcomes when applied to improve competition performance.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 16: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

16

 

 

References 

Baguet, A., Bourgois, J., Vahnee, L., Achten, E., & Derave, W. (2010). Important role of muscle 

carnosine in rowing performance. Journal of Applied Physiology, 109, 1096‐1101.  

Baguet, A., Reyngoudt, H., Pottier, A., Everaert, I., Callens, S., Achten, E., & Derave, W. (2009). 

Carnosine  loading  and  washout  in  human  skeletal  muscles.  Journal  of  Applied 

Physiology, 106(3), 837‐842.  

Bellinger, P.M., Howe, S.T., Shing, C.M., & Fell,  J.W.  (2012). Effect of combined beta‐alanine 

and NaHCO3 supplementation on cycling performance. Medicine and Science in Sports 

and Exercise, 44(8), 1545‐1551.  

Bishop,  D.,  &  Claudius,  B.  (2005).  Effects  of  induced  metabolic  alkalosis  on  prolonged 

intermittent‐sprint performance. Medicine and Science  in Sports and Exercise, 37(5), 

759‐767.  

Bishop,  D.,  Edge,  J.,  Davis,  C.,  &  Goodman,  C.  (2004).  Induced metabolic  alkalosis  affects 

muscle metabolism  and  repeated‐sprint  ability. Medicine  and  Science  in  Sports  and 

Exercise, 36(5), 807‐813.  

Derave, W., Özdemir, M.S., Harris,  R.C.,  Pottier, A.,  Reyngoudt, H.,  Koppo,  K., Wise,  J.A., & 

Achten, E. (2007). β‐Alanine supplementation augments muscle carnosine content and 

attenuates  fatigue  during  repeated  isokinetic  contraction bouts  in  trained  sprinters. 

Journal of Applied Physiology, 103, 1736‐1743.  

Harris, R.C., Tallon, M.J., Dunnett, M., Boobis,  L., Coakley,  J., Kim, H.J.,  Fallowfield,  J.L., Hill, 

C.A., Sale, C., & Wise,  J.A.  (2006). The absorption of orally supplied β‐alanine and  its 

effect on muscle carnosine synthesis  in human vastus  lateralis. Amino Acids, 30, 279‐

289.  

Hill, C.A., Harris, R.C., Kim, H.J., Harris, B.D., Sale, C., Boobis, L., Kim, C.K., & Wise, J.A. (2007). 

Influence of  β‐alanine  supplementation on  skeletal muscle  carnosine  concentrations 

and high intensity cycling capacity. Amino Acids, 32, 225‐233.  

Hoffman,  J.R., Ratamess, N.A.,  Faigenbaum, A.D., Ross, R., Kang,  J.,  Stout,  J.R., & Wise,  J.A. 

(2008).  Short‐duration  β‐alanine  supplementation  increases  training  volume  and 

Page 17: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

17

reduces  subjective  feelings of  fatigue  in  college  football players. Nutrition Research, 

28, 31‐35.  

Kendrick, I.P., Harris, R.C., Kim, H.J., Kim, C.K., Dang, V.H., & Lam, T.Q. (2008). The effects of 10 

weeks of resistance training combined with β‐alanine supplementation on whole body 

strength,  force production, muscular endurance and body composition. Amino Acids, 

34, 547‐554.  

Kendrick,  I.P., Kim, H.J., Harris, R.C., Kim, C.K., Dang, V.H.,  Lam,  T.Q., Bui,  T.T., & Wise,  J.A. 

(2009). The effect of 4 weeks beta‐alanine supplementation and isokinetic training on 

carnosine  concentrations  in  type  I  and  II  human  skeletal  muscle  fibres.  European 

Journal of Applied Physiology, 106, 131‐138.  

McNaughton, L.R., Siegler,  J., & Midgley, A.  (2008). Ergogenic effects of sodium bicarbonate. 

Current Sports Medicine Reports, 7(4), 230‐236.  

Sale, C., Saunders, B., Hudson, S., Wise, J.A., Harris, R.C., & Sunderland, C.D. (2011). Effect of 

beta‐alanine plus sodium bicarbonate on high‐intensity cycling capacity. Medicine and 

Science in Sports and Exercise, 43(10), 1972‐1978.  

Van Thienen, R., Van Proeyen, K., Vanden Eynde, B., Puype, J., Lefere, T., & Hespel, P. (2009). 

Beta‐alanine improves sprint performance in endurance cycling. Medicine and Science 

in Sports and Exercise, 41(4), 898‐903.  

 

 

 

Page 18: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

18

CHAPTER TWO 

Literature Review 

 

Beta‐alanine supplementation and exercise performance 

 

An abridged version has been submitted for publication and is currently under review with 

Research in Sports Medicine 

Presented here is the full literature review in its initial format 

 

Page 19: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

19

Abstract 

Beta‐alanine  (beta‐amino  acid)  supplementation  may  improve  the  hydrogen  ion  buffering 

capacity  of  the  body. When  beta‐alanine  is  ingested,  it  combines with  histidine within  the 

myocytes and carnosine is formed. Carnosine is a significant pH buffer within the muscles, with 

high  intramuscular  concentrations  being  linked  with  improved  high‐intensity  exercise 

performance. While supplementing with sodium bicarbonate  to  improve  the blood buffering 

capacity has been  shown  to  result  in gastro‐intestinal upset,  it appears  that  serially  loading 

with 3 – 6 g∙day‐1 of beta‐alanine for at least 4 weeks may have little to no side effects, yet may 

improve performance during high‐intensity sprint exercise and weight training. To date, many 

facets of the effect of beta‐alanine on exercise performance have yet to be comprehensively 

reported,  including  the  optimal  dose  and  dosing  strategy,  as well  as  the magnitude  of  any 

ergogenic benefits for actual or simulated sporting performances. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 20: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

20

Introduction 

With winning margins  in many sports being measured  in hundredths of a second,  it  is hardly 

surprising  that any substance  that can  improve performance by as  little as 1 – 2% would be 

considered  worthwhile  by  athletes  in  their  search  for  sporting  success.  High‐intensity 

endurance  exercise  and  prolonged  or  repeated‐sprint  efforts  require  the  production  of 

significant amounts of energy via the anaerobic glycolytic energy pathway. These efforts cause 

large increases in the production of H+ and a sharp fall in blood and muscle pH (i.e. increased 

acidity), which leads to a rapid decrease in the ability of the muscle fibres to maintain optimal 

cross‐bridge  function,  resulting  in  impaired  exercise  performance  (Fabiato &  Fabiato,  1978; 

Favero, Zable, Colter, & Abramson, 1997; Mainwood & Renaud, 1985; Metzger & Fitts, 1987; 

Spangenburg, Ward, & Williams, 1998). Therefore, any  increase  in the  level or functioning of 

the  buffering  systems  of  the  body  i.e.,  amino  acids,  proteins,  inorganic  phosphate, 

bicarbonate,  creatine  phosphate  hydrolysis  and  lactate  production  (Robergs,  Ghiasvand,  & 

Parker, 2004) could have significant effects in attenuating the decline in blood and muscle pH. 

In  turn,  this  could  lead  to an  improvement  in exercise performances  that  require  significant 

contributions from the anaerobic glycolytic energy pathway.  

One  important  buffering  system  within  the  body  is  related  to  intramuscular  carnosine 

concentrations, which can be  increased via chronic supplementation with beta‐alanine. Beta‐

alanine is a beta‐amino acid that is found in many foods that humans commonly consume (e.g. 

meat). Beta‐alanine itself serves little purpose within the body, but once it diffuses throughout 

the myocytes it combines with histidine to form carnosine, which is a significant component of 

the proton buffering system of muscle. Carnosine is a significant contributor to the buffering of 

H+  created  during  high‐intensity  exercise  by  the  process  of  anaerobic metabolism  (Davey, 

1960; Parkhouse & McKenzie, 1984). Importantly for athletes, beta‐alanine is not currently on 

the World Anti‐Doping Authorities  list of prohibited or monitored  substances and  therefore 

remains legal for use in training and competition at all levels. This review will seek to highlight 

the  current  state  of  literature  in  regard  to  the  effects  of  beta‐alanine  supplementation  on 

exercise performance within humans.  

Beta‐alanine and Carnosine – Mechanism of Action 

Following uptake  into the myocytes, beta‐alanine combines with histidine to form carnosine, 

which  acts  as  a  potent  physicochemical  buffer  of  protons  due  to  its  pKa  of  6.83  and  the 

imidazole  ring  in  its  structure  that  allows  it  to  bind  protons  (Bate‐Smith,  1938).  Further 

information regarding  the biochemistry of carnosine  in animals and humans can be  found  in 

numerous publications (Abe, 2000; Artioli, Gualano, Smith, Stout, & Lancha Jr., 2010; Baguet, 

Page 21: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

21

Everaert,  Achten,  Thomis,  &  Derave,  2012;  Bate‐Smith,  1938;  Begum,  Cunliffe,  &  Leveritt, 

2005; Derave, Everaert, Beeckman, & Baguet, 2010; Sale, Saunders, & Harris, 2010), with this 

review focusing specifically on the effects of beta‐alanine on exercise performance in humans. 

Importantly,  carnosine  can  significantly  aid  overall  buffering  capacity,  as  intramuscular 

concentrations  of  up  to  30  –  40  mmol∙kg‐1  DM  have  been  recorded  post  beta‐alanine 

supplementation  (Harris et  al., 2006; Hill et  al., 2007; Kendrick et  al., 2008; Kendrick et  al., 

2009).  Notably,  it  has  previously  been  shown  that  males  have  a  significantly  higher 

intramuscular carnosine concentration than females, but whether females are able to improve 

their carnosine stores equally as well by loading with beta‐alanine has yet to be quantified and 

reported (Baguet et al., 2012; Mannion, Jakeman, Dunnett, Harris, & Willan, 1992). However, it 

does seem that exercise performance in both genders may be similarly improved (Stout et al., 

2007; Walter,  Smith, Kendall,  Stout, & Cramer, 2010). Higher  levels of  carnosine have been 

suggested to  improve the buffering capacity of the muscle and therefore potentially  improve 

the performance of athletes during exercise that results in high levels of H+ accumulation (Abe, 

2000;  Derave  et  al.,  2007;  Suzuki,  Ito,  Takahashi, &  Takamatsu,  2002,  2004).  For  example, 

Baguet  et  al.  (2010)  recently  reported  that  higher  intramuscular  carnosine  concentrations 

(without supplementation) were positively correlated with rowing ergometer speed over 100 

m (r = 0.60), 500 m (r = 0.66), 2000 m (r = 0.68) and 6000 m(r = 0.71) in elite rowers. 

Early studies reported that the concentration of intramuscular carnosine, anserine and related 

compounds  were  higher  in  the muscles  of  animals  who  had  a  high  capacity  to  complete 

anaerobic work, or who  regularly experienced periods of hypoxia,  such as whales  that were 

submerged for  long periods of time (Abe, 2000). This relationship has also been supported  in 

humans,  where  type  II  (fast‐twitch)  muscle  fibres  have  been  shown  to  contain  higher 

concentrations of carnosine (Harris, Dunnett, & Greenhaff, 1998; Hill et al., 2007; Kendrick et 

al.,  2009).  Further  evidence  that  supports  this  relationship  is  the  fact  that  athletes  in 

power/strength  based  sports  have  been  found  to  have  higher  intramuscular  carnosine 

concentrations than endurance based athletes or untrained individuals (Parkhouse, McKenzie, 

Hochachka, & Ovalle, 1985; Tallon, Harris, Boobis, Fallowfield, & Wise, 2005). However, since 

current research would suggest that acute training has little effect on intramuscular carnosine 

concentrations  (Harris  et  al.,  2012;  Kendrick  et  al.,  2008),  it  could  be  suggested  that  an 

athlete’s decision  to compete  in a power or endurance  sport may be possibly  influenced by 

their inherent buffering capacity that is genetically determined.   

Importantly,  several  alternate  functions  of  carnosine  within  the  human  body  have  the 

potential to improve exercise performance, although to date these mechanisms have yet to be 

explored  in  detail.  One  possible  ergogenic  mechanism  that  could  improve  exercise 

Page 22: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

22

performance  is  via  the  increased  sensitivity of  the  calcium  release  channels  and  contractile 

apparatus  to  calcium, which may  prevent  a  decline  in  the  force  production  of  the muscle 

(Batrukova &  Rubstov,  1997; Dutka &  Lamb,  2004; Dutka,  Lamboley, McKenna, Murphy, & 

Lamb, 2012; Lamont & Miller, 1992; Rubstov, 2001; Zapata‐Sudo, Sudo, Lin, & Nelson, 1997). 

Other mechanisms  include  possible  vasodilatory  and  protective  effects  due  to  the  role  of 

carnosine as a multifunctional antioxidant within the body (Boldyrev & Severin, 1990; Kohen, 

Yamamoto, Cundy, & Ames, 1988; Ririe, Roberts, Shouse, & Zaloga, 2000). The exact  impact 

these particular mechanisms have on exercise performance  remains  to be elucidated, while 

the  buffering  effects  of  carnosine  appear  to  be  the most  probable  (major)  factor  affecting 

exercise performance.  

Optimal Use 

Duration of Supplementation 

To date, most investigators have had participants ingest beta‐alanine daily for a period of four 

weeks.  However,  there  is  no  conclusive  evidence  that  four  weeks  is  the  optimal  period 

required  for  muscle  carnosine  to  reach  peak  ergogenic  concentrations.  Certainly,  current 

research  suggests  that  four weeks  is  sufficient  time  to  increase  intramuscular  carnosine  to 

levels that begin to show  improvements  in exercise performance (Derave et al., 2010; Hill et 

al., 2007; Hoffman, Ratamess, Faigenbaum, et al., 2008; Hoffman, Ratamess, Ross, et al., 2008; 

Zoeller,  Stout,  O'Kroy,  Torok,  &  Mielke,  2007).  It  has  been  reported  that  intramuscular 

carnosine concentrations and  total beta‐alanine consumed are  linearly related  (Stellingwerff, 

Decombaz, Harris, & Boesch,  2012). However, whether  this  relationship  is  the  same where 

exercise performance is concerned remains to be elucidated. Hill et al. (2007) reported a (non‐

significant)  linear  relationship between  intramuscular  carnosine  concentrations and exercise 

performance (cycle capacity test at 110% of previously achieved maximum power output; 2 – 3 

min)  from 0 – 10 weeks, but  it must be noted  that  this relationship was only measured  in 5 

(out  of  13)  participants  that  had  supplemented  with  beta‐alanine.  When  changes  in 

performance for the whole sample over the length of the study are considered, it becomes less 

certain that this  linear relationship exists because the  improvements  in exercise performance 

were  of  a  smaller  magnitude  from  weeks  4  to  10.  For  example,  total  work  done  (TWD) 

improved by 13% by the fourth week but only by a further 3% by the tenth week. The same 

can be seen  for time to exhaustion  (TTE), where times  improved by 12% by the fourth week 

but only by a further 4% by the tenth week. Therefore, further research is required to examine 

this relationship and its relative strength.  

 

Page 23: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

23

Dose 

To  date,  the most  common  doses  of beta‐alanine  trialled  by  researchers  have  been  3  to  6 

g∙day‐1 for approximately 4 weeks, with results demonstrating significant positive  increases  in 

intramuscular carnosine concentrations of between 20 – 60% (Baguet, Bourgois, et al., 2010; 

Baguet et al., 2009; Derave et al., 2007; Harris et al., 2006; Hill et al., 2007; Kendrick et al., 

2008; Kendrick et al., 2009). Further, a recent meta‐analysis by Hobson et al. (2012) reported 

that a median dose of 5.12 g∙day‐1  (179 g  total) resulted  in a mean  improvement  in exercise 

performance of 2.9%. Further, it has been reported that the total dose (amount by duration) of 

beta‐alanine  ingested was  likely  to  be  the  deciding  factor  in  the  amount  of  intramuscular 

carnosine  synthesized.  Therefore,  the  percentage  increase  in  intramuscular  carnosine 

concentrations can be predicted by the equation y = 0.1461x + 16.5 (Stellingwerff, Anwander, 

et  al.,  2012;  Stellingwerff, Decombaz,  et  al.,  2012).  See  table  1  for  a  summary  of  reported 

intramuscular carnosine concentrations elicited by beta‐alanine supplementation. 

While  ingestion  of  large,  acute  doses  of  beta‐alanine  (i.e.  ˃  40 mg∙kg‐1BM)  has  not  been 

reported to affect exercise performance, it can result in mild cases of paraesthesia, which has 

been described as an  irritation of the skin and as a prickly sensation, which begins within 20 

min of ingestion and lasts for up to 1 h. This side effect typically first affects the ears, forehead 

and scalp, followed by the upper trunk, the arms, the back of the hands and finally the base of 

the spine and buttocks (Harris et al., 2006). These side effects can be avoided or minimized by 

serially  loading with smaller doses of beta‐alanine over a 24 h period. Recently, Derave et al. 

(2010) recommended a maximum single dose of approximately 1 g every 2 h to avoid any side 

effects.  Furthermore,  a  number  of  researchers  have  utilised  a  slow  release  beta‐alanine 

formulation  such  as  Carnosyn™  (Natural  Alternatives  International  Inc.,  U.S.A.)  or 

SportsControl®Bèta‐alanine  Fast  (Verdepharma,  Belgium),  as  opposed  to  the  pure  powder, 

which  appears  to  be  the  best  way  to maximise  the  dosage  that  can  be  tolerated,  whilst 

avoiding  any  of  the  possible  side  effects  (Derave  et  al.,  2007;  Hill  et  al.,  2007;  Hoffman, 

Ratamess,  Faigenbaum,  et  al.,  2008; Hoffman, Ratamess, Ross,  et  al.,  2008; Kendrick  et  al., 

2008; Kendrick et al., 2009; Stout et al., 2007; Zoeller et al., 2007). Recently,  it was reported 

that  ingesting an acute 1.6 g dose of  slow  release  tablets  (Carnosyn™)  resulted  in negligible 

(low or very low) side effects, a lower peak plasma concentration, delayed time to peak levels, 

lower  loss  in  urine  and  greater  retention  than  an  equivalent  dose  of  pure  beta‐alanine 

(Décombaz, Beaumont, Vuichoud, Bouisset, & Stellingwerff, 2012). Also, reported side effects 

seem to be related to the peak in plasma beta‐alanine. Our own research and discussion with 

colleagues suggests that anything that slows the release of each dose, such as taking the dose 

Page 24: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

24

with a meal, would be recommended for athletes supplementing with beta‐alanine, to further 

slow the release rate and therefore minimise side effects.  

Interestingly, Baguet et al. (2010) recently reported that  increases  in  intramuscular carnosine 

concentrations post beta‐alanine supplementation were  larger and positively correlated with 

the  pre‐supplementation  carnosine  concentrations  of  participants.  This  finding  offers  some 

explanation  as  to  why  some  people  appear  to  be  higher  responders  to  beta‐alanine 

supplementation  (Baguet,  Bourgois,  et  al.,  2010;  Baguet  et  al.,  2009).  However,  further 

investigation  into  whether  genetics  or  other  factors  are  the  main  determinants  of  the 

carnosine concentrations found in these participants is required. 

 

Page 25: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

25

Table 1. Effect of beta‐alanine supplementation on intramuscular carnosine concentrations. 

Study (Year) Sample Size 

Dosage Duration of 

Supplementation Δ Carnosine (vastus lateralis unless otherwise stated)  Side Effects 

Harris et al. (2006) 

16 males (P n = 8, BA n = 8) 

Dosage I : 800 mg 4/day = 

3.2g∙day‐1 Dosage II : week 1=4g∙day‐1, week 2=4.8g∙day‐1, week 3= 5.6g∙day‐1, week 4=6.4g.day‐1 

4 weeks Dosage I : +42.1% Pre: 19.58±1.66 Post: 27.38±1.33 mmol∙kg‐1

DM  

Dosage II : +64.2% Pre: 24.23±2.36 Post: 35.27±2.76 mmol∙kg‐1 DM  

Some mild, infrequent paraesthesia 

 Derave et al. (2007)  

 15 males (P n = 7, BA n = 8) 

 

2.4 g∙day‐1 first 4 days, 3.6 g∙day‐1 next 4 days, 4.8 g∙day‐1 until completion 

4 – 5 weeks  + 47% soleus Pre: 7.76±1.36 Post: 11.39±1.38 mmol∙L‐1 + 37% gastrocnemius Pre: 10.16±1.91 Post: 13.92 mmol∙L‐1 

None reported 

 Hill et al. (2007)  

 25 males (P n = 12, BA n = 13) 

 

Week 1 = 4.0 g∙day‐1,Week 

2 = 4.8 g∙day‐1,Week 3 = 5.6 

g∙day‐1,Week 4 = 6.4 g∙day‐1,Week 5 ‐10 = 6.4 g∙day‐1 

4 or 10 weeks  Pre: 19.9±1.9 mmol.kg‐1DM 

4 weeks : +58.8%; 30.1±2.3 mmol∙kg‐1DM 

10 weeks : +80.1%; 34.7±3.7 mmol∙kg‐1DM 

Some mild, infrequent paraesthesia 

 Kendrick et al. (2008) 

 26  males (P n = 13, BA n = 13) 

 

6.4 g∙day‐1 split into 8 doses  4 weeks  + 52.2% Isokinetically trained leg Pre: 21.6±7.8 mmol∙kg‐1DM 

Post: 31.3±6.9 mmol∙kg‐1DM 

+ 28.3% Leg with no training Pre: 25.2±3.9 mmol∙kg‐1DM Post: 

31.8±5.7 mmol∙kg‐1DM  

None reported 

 Kendrick et al. (2009)  

 14 males (P n = 7, BA n = 7) 

 

6.4 g∙day‐1 split into 8 doses  4 weeks  + 59% Pre: 23.96±5.94 Post: 36.77±8.26 mmol∙kg‐1DM  None reported 

  Baguet et al. (2009) 

  15 males (P n = 7, BA n = 8) 

 

2.4 g∙day‐1 first 2 days, 3.6 g∙day‐1 next 2 days, 4.8 g∙day‐1 until completion 

  5 – 6 weeks   

  

+ 39% soleus Pre: 5.63±0.94 mmol∙L‐1 Post: 7.83±1.74 mmol∙L‐1 

+ 23% gastrocnemius Pre: 7.66±1.37 mmol∙L‐1 Post: 9.45±1.78 mmol∙L‐1  

+ 27% tibialis anterior Pre: 6.25±1.11 mmol∙L‐1 Post: 7.93±1.70 

  None reported 

Page 26: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

26

mmol∙L‐1 Baguet et al. (2010) 

16 males, 1 female (P n = 9, BA n = 8) 

5 g∙day‐1  7 weeks + 45.3% soleus Pre: 3.13 mmol∙L‐1 Post: 4.55 mmol∙L‐1 + 28.2% gastrocnemius Pre: 4.57 mmol∙L‐1 Post: 5.86 mmol∙L‐1 

None reported 

 Stellingwerff et al. (2012) 

 31 males (P n = 10, BA low dose n = 11, BA high dose n = 10) 

 Low – 1.6 g.day‐1 

High – 3.6 g.day‐1 for first 4 weeks then 1.6 g.day‐1 until 8 weeks 

8 weeks  Tibialis anterior Pre: 5.75±1.09 mmol∙L‐1   2 weeks: Low ‐ +11.8%, 6.43 mmol.L‐1; High ‐ +17.4%, 6.75 mmol.L‐1 4 weeks: Low ‐ +19.5%, 6.87 mmol.L‐1; High ‐ +35.5%, 7.79 mmol.L‐1 8 weeks: Low ‐ +35.5%, 7.79 mmol.L‐1; High ‐ +44.5%, 8.31 mmol.L‐1 Gastrocnemius Pre: 8.84±1.54 mmol.L‐1   2 weeks: Low ‐ +8.1%, 9.56 mmol.L‐1; High ‐ +9.7%, 9.70 mmol.L‐1 4 weeks: Low ‐ +9.0%, 9.64 mmol.L‐1; High ‐ +19.8%, 10.59 mmol.L‐1 8 weeks: Low ‐ +21.9%, 10.78 mmol.L‐1; High ‐ +30.3%, 11.52 mmol.L‐1 

NS between groups 

BA = beta‐alanine, P = placebo, DM = dry muscle 

 

Page 27: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

27

Washout 

As beta‐alanine combines with histidine to form carnosine within the muscles,  it  is  important 

to consider the metabolism and washout time of carnosine in vivo as this has ramifications for 

the duration of any ergogenic effect that may remain following the cessation of beta‐alanine 

supplementation,  with  this  being  a  major  consideration  for  cross‐over  research  designs. 

Research  to  date  has  shown  that  carnosine  and  its  related  dipeptides  are  predominately 

hydrolysed  by  two  dipeptidases,  serum  carnosinase  (CN1)  and  non‐specific  cytosolic 

dipeptidase (CN2). These are widely expressed throughout the human body, especially  in the 

kidneys,  liver  and  plasma,  whilst  concentrations  in  skeletal muscle  are  considerably  lower 

(Boldyrev & Severin, 1990; Janssen et al., 2005; Otani, Okumura, Hashida‐Okumura, & Nagai, 

2005; Teufel et al., 2003). Once hydrolysed into its constituent components (beta‐alanine and 

histidine), these elements are thought to be metabolised  in the kidneys, then excreted  in the 

urine (Boldyrev & Severin, 1990), although more confirmatory research evidence is needed.  

The  relatively  low  concentrations  of  carnosinase  in  skeletal muscle may  help  explain  why 

Baguet  et  al.  (2009)  reported  that  intramuscular  concentrations  were  still  significantly 

increased  compared  to baseline  levels 3 weeks after  cessation of  supplementation with 4.8 

g∙day‐1 of beta‐alanine.  In  fact,  concentrations had only decreased by 0.57 mmol∙L‐1  after 3 

weeks and took until the ninth week to return to levels that were not significantly greater than 

baseline.  Recently,  Stellingwerff  et  al.  (2012)  reported  that  following  beta‐alanine 

supplementation (3.6 g∙day‐1 for the first 4 weeks, then 1.6 g∙day‐1 for 4 weeks or 1.6 g∙day‐1 for 

8 weeks)  intramuscular carnosine concentrations declined at a  rate of 0.09 – 0.22 mmol∙kg‐1 

WW per week  (~ 2  – 3%)  and 40% of  the  increase  remained  following  an 8 week washout 

period.  Interestingly,  Baguet  et  al.  (2009)  also  separated  the  sample  into  high  responders 

(carnosine increased by > 30%) and low responders (carnosine increased by < 30%) and found 

that  (based upon the fairly  linear decline  in the muscle carnosine profile),  it would take 14.6 

and  6.5  weeks  respectively,  for  intramuscular  carnosine  concentrations  to  return  to  pre‐

supplementation levels. This is an area that requires further research so that researchers have 

more  information  available  in  order  to  effectively  perform  crossover  research  design 

performance studies. 

Sport Specific Ergogenic Potential 

Short, Intense Exercise Performance 

Sprint  efforts  lasting  approximately  1  –  3  min,  where  H+  production  is  often  greatest, 

represents  an  area  of  recent  interest  in  regards  to  the  ergogenic  potential  of  beta‐alanine 

Page 28: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

28

supplementation.  For  example,  Hill  et  al.  (2007)  and  Sale  et  al.  (2011)  reported  similar 

improvements (12 – 13%) in TWD and TTE in participants completing a 2 – 3 min cycle test at 

110% of their peak power output, following ~ 6 g∙day‐1 of beta‐alanine ingestion for 4  weeks. 

Further,  Sale  et  al.  (2011)  reported  further  improvements  of  5.7%  (TWD)  and  4.1%  (TTE) 

respectively, with the addition of an acute dose of sodium bicarbonate (0.2 g∙kg‐1BM 4 h and 

0.1 g∙kg‐1BM 2 h prior to the post‐test). Although this result was non‐significant,  it poses the 

question of whether supplementing with sodium bicarbonate to  improve the blood buffering 

capacity of the body could provide additional ergogenic benefit to exercise performance when 

combined  with  serial  beta‐alanine  supplementation.  In  contrast,  Hoffman  et  al.  (2008) 

reported no  significant difference  in exercise performance  (peak, mean and average power) 

following  beta‐alanine  supplementation  in  American  football  players  completing  a Wingate 

assessment (60 s cycling ergometer sprint). However, the researchers noted a trend for slower 

fatigue rates in athletes who had ingested beta‐alanine.  

Sustained high‐intensity efforts lasting approximately 3 – 6 min are required in sporting events 

such as rowing, kayaking and middle distance running and place a  large demand on both the 

anaerobic  and  aerobic  energy  systems.  Recently,  Baguet  et  al.  (2010)  investigated whether 

beta‐alanine  supplementation  could  potentially  delay  acidosis  and  therefore  change  the 

oxygen uptake  kinetics of participants  completing 6 min of  cycling at 50% of  the difference 

between ventilatory threshold (VT) and VO2peak. They reported that although beta‐alanine did 

not  improve oxygen uptake kinetics  in any practically significant way, participants had a 19% 

smaller change in plasma pH throughout the exercise period compared to the placebo group. 

This  potentially  could  allow  exercise  to  continue  for  longer  or  at  a  higher  intensity  before 

acidosis  became  a  limiting  factor  for  performance.  Interestingly,  Bellinger  et  al.  (2012) 

reported no significant improvement in power output or total work (~ + 1.5%) during a 4 min 

cycling  time  trial  (TT)  following 4 weeks of beta‐alanine  supplementation, despite  reporting 

improvements of ~ 3% following an acute dose of sodium bicarbonate. Importantly,  if a 1.5% 

improvement had been reported over a similar distance to that covered in 4 min (e.g. ~ 1500 

m run) then the improvement could approximate a faster race time of 3 – 4 s, which is similar 

to results reported by Baguet et al. (2010)  in rowers completing a 2000 m rowing ergometer 

race (2.7 s faster).  

Some studies have explored the effect of beta‐alanine supplementation on competition style, 

sport specific tests. Derave et al. (2007) reported that ingesting beta‐alanine had no significant 

effect on performance of a 400 m running race, but  it may be suggested  that any ergogenic 

effects of beta‐alanine  supplementation  (e.g.  improved buffering) may be  less during  supra‐

maximal,  short exercise efforts where prolonged accumulation of H+ does not have  time  to 

Page 29: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

29

occur. Baguet et al. (2010) explored the effect of supplementing with 5 g∙day‐1 of beta‐alanine 

for 7 weeks on 2000 m  rowing performance  in elite  rowers. They  reported  that despite not 

reaching  statistical  significance  (p = 0.07),  the  improvement  in  rowing performance of 2.7  s 

was practically  significant and  furthermore, changes  in muscle carnosine concentrations and 

performance improvements following supplementation were positively correlated (r = 0.50).  

Recently, Hobson et al. (2012) published a meta‐analysis on beta‐alanine supplementation that 

reported significant improvements in exercise performance efforts lasting 60 – 240 s. It should 

be noted  that  the majority of  studies  that  showed  improvement were  classified as exercise 

capacity tests rather than exercise performance tests. However, it was noted that there were 

relatively  few  specific  exercise  performance  tests  included  in  the  analysis.  More  specific 

research  is  needed  to  examine  the  benefits  of  beta‐alanine  supplementation  on  actual 

sporting events. 

Aerobic Capacity and Endurance Exercise Performance 

Early research by both Stout et al. (2007) and Zoeller et al. (2007)  investigated the ergogenic 

benefits of loading with a slightly higher average dose of beta‐alanine (6.4 g∙day‐1, ~ 80 mg∙kg‐

1BM) on cycle VO2max tests. They found that VT, power output at lactate threshold, TTE and the 

physical working  capacity  at  fatigue  threshold  improved  significantly  and  hypothesized  that 

this was due to the improved intramuscular buffering capacity of the athletes. Further, Jordan 

et al. (2010) reported delays in the onset of blood lactate accumulation (OBLA), as indicated by 

increases  in  heart  rate  (HR)  and %HRmax  at OBLA,  in  runners  completing  a  running  graded 

exercise  test  (GXT).  From  this  research  it  could  be  hypothesized  that  improved  buffering 

capacity  following beta‐alanine  supplementation could  lead  to  improved endurance exercise 

performance  if  the  intensity  is  sufficient  to  utilise  some  energy  from  anaerobic  glycolytic 

pathways.  In  the  only  study  published  that  reported  how  these  effects  may  translate  to 

changes  in  endurance  exercise  performance,  Van  Thienen  et  al.  (2009)  reported  that  eight 

weeks of supplementation with an average dose of 3.5 g∙day‐1 was ineffective at improving the 

cycling performance of  trained cyclists completing a combined 110 min  simulated  road  race 

and a 10 min TT. In contrast, peak power and mean power were improved by 11.4% and 5.0% 

respectively, in a 30 s all out sprint finish following the 110 min road race and 10 min TT. It may 

be that the low average dose of 3.5 g∙day‐1 was not sufficient to provide any ergogenic effect in 

the  long endurance phase of the race simulation, although performance was  improved  in the 

30  s  sprint  immediately  following  this.  Although  current  research  is  limited,  these  studies 

provide some evidence for future research to be directed towards investigating the ergogenic 

potential of beta‐alanine with  regards  to  long‐term endurance exercise performances where 

Page 30: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

30

high‐intensity exercise efforts are part of the overall bout, especially  in sports such as cycling 

where there may be frequent changes in speed.  

Repeated Sprint Exercise Performance  

To date, studies  investigating the effects of beta‐alanine supplementation on repeated‐sprint 

ability  (RSA)  have  reported  little  ergogenic  effect  (Hoffman,  Ratamess,  Faigenbaum,  et  al., 

2008;  Saunders,  Sale,  Harris,  &  Sunderland,  2012;  Sweeney,  Wright,  Brice,  &  Doberstein, 

2010). For example, Saunders et al. (2012) found no benefit of beta‐alanine supplementation 

in  both  elite  and  non‐elite  team‐sport  players  performing  the  Loughborough  Intermittent 

Shuttle Test. Sweeney et al.  (2010) also  reported no  improvement  in average power output 

and  TWD  in  healthy males  completing  sprints  on  a  non‐motorised  treadmill. However,  the 

sprint duration (5 s) and rest times (45 s between sprints) used in this protocol were not typical 

of those seen in team‐sport match play (Spencer, Bishop, Dawson, & Goodman, 2005; Spencer 

et al., 2004). Conversely, Hoffman et al.  (2008)  reported a  trend  for a  lower  fatigue  rate  in 

American  football  players  completing  a  repeated  line  drill  following  beta‐alanine 

supplementation.  Similar  to  the  study by  Sweeney  et  al.  (2010),  their protocol  also did not 

match the typical requirements of team‐sport match play. Whether results would be different 

if exercise performance  involved repeated, short duration sprints separated by brief recovery 

times  that  typically  characterise  match  play  in  team‐sports  is  unclear.  More  research  is 

required  to  investigate whether beta‐alanine can have ergogenic effects on RSA, particularly 

on exercise tests of longer duration (˃ 60 min) that closely mimic the exercise requirements of 

team‐sport  match  play.  See  Table  2  for  a  summary  of  the  effects  of  beta‐alanine 

supplementation on exercise performance. 

Page 31: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

31

Table 2. Effect of beta‐alanine supplementation on exercise performance. 

Study (Year)  Participants  Beta‐Alanine Dosage Duration of 

Supplementation Exercise Mode/ Duration/Parameters 

Performance Change 

Baguet et al. (2010) 

16 males, 1 female 

(P n = 9, BA n = 8) 

5 g∙day‐1  7 weeks  2000 m rowing ergometer race  NS ↓ 2.7 s  

Baguet et al. (2010) 

14 males (P n = 7, BA n = 7) 

2.4 g first 2 days, 3.6 g next 2 days, 4.8 g∙day‐1 until completion 

4 weeks 

Cycle test: 6 min at 50% diff. 

between VT and  VO2peak I – Blood markers; HLa‐, Bicarbonate, pH, base excess II – Change pH: baseline ‐ 6 min 

III –  VO2 kinetics 

IV –  VO2, VCO2, VE 

I – NS II – 19.0% lower in BA III ‐ ↑  me delay fast 

component of  VO2 IV – NS 

Bellinger et al. (2012) 

14 males (P n = 7, BA n = 7) 

65 mg∙kg‐1BM  4 weeks 4 min cycle TT I – average power II – total work 

I – NS  1.6% II – NS  1.5% 

Derave et al. (2007) 

15 male track and field 

athletes (P n = 7, BA n = 8) 

2.4 g first 4 days, 3.6 g next 4 days, 4.8 g∙day‐1 until completion 

4 – 5 weeks   400 m running race  NS 

Hill et al. (2007) 25 males (P n = 12, BA n = 

13) 

Week 1: 4.0 g∙day‐1 Week 2: 4.8 g∙day‐1 Weeks 3: 5.6 g∙day‐1 Week 4: 6.4 g∙day‐1 

Weeks 5 – 10: 6.4 g∙day‐1 

4 or 10 weeks 

Cycle capacity test at 110% Wmax  (~ 2 – 3 min) I ‐ TWD (Ia, 4 week; Ib, 10 week) II ‐ TTE (IIa, 4 week; IIb, 10 week) 

Ia ‐ ↑ 13.0% Ib ‐ ↑ 16.2% IIa ‐ ↑ 11.8% IIb ‐ ↑ 15.9% 

Hoffman et al. (2008) 

26 male American Footballers (P/BA n = 

unreported)   

4.5 g∙day‐1 4 weeks (3 weeks pre‐season and 9 day training camp) 

I – Modified Wingate anaerobic power test (60 s cycle ergometer sprint) II – Repeated line drill (3 x 200 yd. total each; 2 min rest)  

I – NS Trend for slower fatigue rate II – NS  

Page 32: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

32

Jordan et al. (2010) 

17 males (P n = 8, BA n = 9) 

6.0 g∙day‐1  4 weeks 

Running GXT 

I –  VO2max 

II – % VO2max@OBLA III – HR@OBLA IV – %HRmax@OBLA  

I –  6.0% II – 8.6% III –  6.9% IV – 5.6% 

Sale et al. (2011) 20 males (P n = 10, BA n = 

10) 6.4 g∙day‐1  4 weeks 

 Cycle capacity test at 110% Wmax  (~ 2 – 3 min) I ‐ TWD  II ‐ TTE  

I – TWD ↑ 12.7% II – TTE – ↑ 12.1% 

Saunders et al. (2012) 

36 males (elite P n = 8, BA n = 8; non‐elite P n = 10, BA n = 10) 

3.2 g∙day‐1  4 weeks  Loughborough Intermittent Shuttle Test 

Elite – NS Non‐elite – NS 

Stout et al. (2007) 

22 females (P n = 11, BA n = 

11) 

Days 1 – 7: 3.2 g∙day‐1 Days 8 – 28: 6.4 g∙day‐1 

28 days 

Cycle ergometer GXT

I ‐  VO2max II ‐ Ventilatory threshold (VT) III ‐ Physical work capacity at fatigue threshold (PWCFT) IV – TTE 

I ‐  VO2max NS II ‐ VT ↑ 13.9% III ‐ PWCFT ↑ 12.6% IV ‐ TTE ↑ 2.5% 

Sweeney et al. (2010) 

20 males (P n = 10, BA n = 

10) 

Week 1: 4 g∙day‐1 Weeks 2 – 5: 6 g∙day‐1 

5 weeks 

2 sets of 5 x 5 s running sprints 45 s rest between. 2 min between sets I – Horizontal power – Peak II – Horizontal power – Mean III – Performance decrement % 

I – NS II – NS III – NS 

Van Thienen et al. (2009) 

17 males (P n = 8, BA n = 9)  

Weeks 1 and 2: 2.0 g∙day‐1 Weeks 3 and 4: 3.0 g∙day‐1 Weeks 5 ‐ 8: 4.0 g∙day‐1 

8 weeks 110 min simulated cycle race followed by 10 min TT followed by 30 s all out sprint 

 Cycle race – NS 10 min TT – NS 30 s sprint – Peak power ↑ 11.4%; mean power ↑ 5.0%  

Page 33: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

33

Zoeller et al. (2007) 

 27 males (P n = 13, BA n = 

14) NOTE: Also had Creatine and BA+Creatine groups. Not 

included here. 

Days 1 – 6: 6.4 g.day‐1 Days 7 – 28: 3.2 g.day‐1 

28 days 

Cycle ergometer GXT 

I –  VO2peak 

II – LT (VO2 L.min‐1) 

III – LT (W) 

IV – LT (%VO2peak) 

V – VT (VO2 L.min‐1) 

VI – VT (W) 

VII – VT (%VO2peak) VIII – TTE 

I – NS II – NS III – ↑ 8.8% IV – NS  V – NS VI – NS ↑ 9.5% VII – NS ↑ 7.1% VIII – NS ↑ 3.8% 

BA = beta‐alanine, P = placebo, NS = not  significant, GXT = graded exercise  test, TWD =  total work done, TTE =  time  to exhaustion,  LT =  lactate 

threshold, VT = ventilatory threshold. 

 

Page 34: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

34

Beta‐alanine and Training 

Even if the ergogenic effect of beta‐alanine supplementation on exercise performance is small, 

it is still possible that when these small differences are accumulated over an extended training 

period,  some  additive  benefit  may  occur  and  subsequent  exercise  performance  may  be 

improved.  Currently,  research  into  the  effect  of  beta‐alanine  supplementation  on  training 

performance,  and  then on  subsequent  competition performance,  is  limited.  To date, mixed 

results have been reported by researchers following serial supplementation with beta‐alanine 

during  weight  and  high‐intensity  interval  training  (HIIT)  (Derave  et  al.,  2007;  Hoffman, 

Ratamess,  Faigenbaum,  et  al.,  2008; Hoffman, Ratamess, Ross,  et  al.,  2008; Kendrick  et  al., 

2008;  Smith  et  al., 2009; Walter et  al., 2010). While  several  studies have  reported possible 

improvements in training exercise performance (Hoffman, Ratamess, Faigenbaum, et al., 2008; 

Hoffman,  Ratamess,  Ross,  et  al.,  2008),  it  remains  to  be  determined whether  these  small 

improvements translate to subsequent improvements in sporting performance. 

Muscular Strength, Endurance and Resistance Training 

Resistance  exercise  and  high‐intensity  training  leads  to  significant  increases  in  H+ 

concentrations  in  the working muscles, which  in  turn  could  be  buffered  by  carnosine  and 

therefore improve exercise performance and aid recovery between sets. In training this could 

lead  to  greater  volumes  of  exercise  being  completed  and  a  greater  training  load  stimulus, 

which  could  lead  to  greater  adaptation  and  improved  performance.  To  date,  several 

researchers  have  investigated  possible  ergogenic  benefits  that  could  result  from 

supplementation with beta‐alanine. 

Derave et al. (2007) were the first researchers to publish results of the effect of beta‐alanine 

supplementation  on muscular  endurance  and  strength.  They  reported  that  4  –  5 weeks  of 

beta‐alanine  supplementation  (4.8  g∙day‐1)  significantly  improved  average  knee  extensor 

torque in all 5 bouts of 30 continuous maximal isokinetic knee extensions (1 min rest between 

bouts), compared to pre‐supplementation levels. Notably, isometric knee extensor endurance 

assessed  at  a  knee  angle  of  45°  at  45%  maximal  voluntary  contraction  was  seemingly 

unaffected by the beta‐alanine supplementation. This could be due to the fact that the muscle 

acidosis  would  be  expected  to  be  higher  following  5  bouts  of  30  maximal  contractions 

separated by only 1 min of rest when compared with a single isometric endurance test lasting 

approximately 3 – 3.5 min. This higher H+  level could potentially be buffered more effectively 

with higher intramuscular carnosine concentrations.   

Page 35: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

35

More  recently,  Kendrick  et  al.  (2008)  investigated  the  combined  effect  of  beta‐alanine  and 

strength  training  in order  to  identify whether beta‐alanine had  any  additive  effects beyond 

results achieved with strength training alone. The researchers tracked the whole body strength 

(WBS: as assessed by 1 RM squat, dead  lift and bench press),  isokinetic  leg extensor strength 

and an upper arm curl test to fatigue in 26 males during 10 weeks of strength training (4 times 

per week to concentric failure and with progressive overload built into the 10 week program). 

Beta‐alanine (6.4 g∙day‐1) or a placebo dose was supplemented for 4 weeks during the 10 week 

training block. Each of  the  variables  improved  following  the 10 week  training block  in both 

groups, although no significant differences existed between  them.  Interestingly, a consistent 

(slight) increase in WBS and number of repetitions in the arm curl test were seen in the beta‐

alanine group compared to the placebo group (WBS; beta‐alanine + 50.6 ± 11.6 kg, placebo + 

46.4  ±  19.3  kg  and  arm  curl  test;  beta‐alanine  +  7.6  ±  4.7  repetitions,  placebo  +  6.7  ±  5.4 

repetitions, respectively). It is possible that if these small changes continued for longer than a 

10 week training program, significant differences in performance may have eventually become 

apparent.  

Similarly,  Hoffman  et  al.  (2008)  recruited  eight  experienced weight  trainers  to  complete  a 

double‐blinded,  crossover  study  comprising  3  x  4  week  blocks  whilst  supplementing  with 

either beta‐alanine or a placebo in the first block, followed by a washout period in the middle 

block  and  then  the  opposing  supplement  in  the  final  block.    Strength  testing  (1  RM  squat, 

power output during 6 sets x 12 reps x 70% 1 RM squat) was performed at the beginning and 

end of each 4 week supplementation block. Participants were required to keep a training diary 

summarising  their  resistance  training  load  and  intensity  (4  sessions  per week)  over  the  12 

week period. Significantly, an improvement in the change in mean power output during the 6 

sets x 12 reps x 70% 1 RM squats of 10.5% was reported. However, despite this being the sole 

indicator  of  performance  improvements  during  the  strength  testing,  significant  differences 

were reported between groups in training volume (higher with beta‐alanine supplementation). 

All  of  these  findings  taken  together  suggest  that  greater  improvement  in  performance was 

demonstrated during training, as opposed to just post‐supplementation testing. However, the 

crossover  design  of  this  study  had  only  a  single  month  washout  period,  whereas  recent 

research  suggests  that  this period may need  to be  closer  to 12 weeks  (Baguet et al., 2009). 

Furthermore, the lack of difference in repetitions completed between groups prior to starting 

the second testing period suggests that any difference in muscle carnosine levels following the 

washout  period may  have  been  insufficient  to  improve  exercise  performance  at  that  time 

point.  

Page 36: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

36

Hoffman  et  al.  (2008) monitored  the  progression  in  strength  and  training  completed  by  26 

male American footballers over 3 weeks of a summer strength and conditioning program, and 

assessed  the  effects  of  supplementing  with  a  4.5  g∙day‐1  dose  of  beta‐alanine  during  a 

preseason  training camp  in  the week  following  the program. Researchers  reviewed athletes’ 

training diaries following three training sessions during the camp and calculated the  intensity 

(% 1 RM)  and  volume  (number of  repetitions  x number of  sets) of  squats  and bench press 

exercises  completed.  No  significant  differences  existed  in  training  intensity  between  the 

placebo  and  beta‐alanine  groups.  However,  training  volume  showed more  positive  results, 

with  the volume of bench presses completed  in  the  first of  three sessions being significantly 

increased  with  beta‐alanine  supplementation,  whilst  overall  volume  of  training  (+  9.2%) 

completed in both the bench press and squat exercises tended to also be improved. 

Supplementing  with  beta‐alanine  may  improve  the  training  load  stimulus  of 

resistance/strength  training by  increasing  the volume of  training  that athletes can complete. 

Further  research  is  needed  to  assess  whether  these  benefits  can  contribute  to  greater 

development of strength, power and  lean muscle mass  if training  is performed over a  longer 

period. 

High‐Intensity Interval Training (HIIT) and Beta‐alanine Supplementation 

Several  studies have  investigated  the effects of beta‐alanine  supplementation on endurance 

exercise capacity following 6 week HIIT programs involving 5 x 2 min cycle ergometer sprints of 

undulating intervals at ≥ 90% VO2peak, with 1 min rest between sets. Smith et al. (2009) utilised 

neuromuscular markers,  namely  the  electromyographic  fatigue  threshold  and  efficiency  of 

electrical activity to determine if beta‐alanine supplementation (6 g∙day‐1 for the first 3 weeks 

and  then  3  g∙day‐1  of  beta‐alanine  for  the  following  6  weeks)  could  delay  neuromuscular 

fatigue during a 4 x 2 min cycle GXT. On completion of testing, the researchers concluded that 

HIIT was  the primary  stimulus  for  the  improvement  in exercise performance and  that beta‐

alanine  supplementation  during  the  training  offered  no  additional  benefits  to  the  exercise 

performance due to the similar results achieved post‐testing for the beta‐alanine and placebo 

groups.  

In  another  study  that  used  a  similar  training  protocol  and  dosage  of  beta‐alanine,  it  was 

reported  that  beta‐alanine  supplementation  provided  no  additional  benefits  to  exercise 

performance  during  a  cycle  ergometer GXT  to  exhaustion  following  training  (Walter  et  al., 

2010). Both VO2peak and power output at the VT were not significantly different between the 

placebo and beta‐alanine groups. Importantly, it has been shown that four weeks or longer of 

supplementation with beta‐alanine  is  the usual duration needed  to  see  improved  carnosine 

Page 37: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

37

concentrations of the magnitude that are required to elicit any possible exercise performance 

benefits.  It  is possible that performance  improvements during training would only be seen  in 

the last few weeks of the six week training programs of these studies, and as such, there was 

insufficient time for the beta‐alanine group to adapt to a greater level than the placebo group 

and show a greater magnitude of improvement in exercise performance.  

Future  research  should  investigate  exercise  performance  in  participants who  commence  a 

training  program  having  pre‐loaded  with  beta‐alanine.  Additionally,  research  should 

investigate exercise performance over a  longer training period/program that may allow more 

time for any small, incremental improvements in performance to become evident.  

Conclusions and Future Directions for Research 

Whilst  research  investigating  the  effects  of  beta‐alanine  on  exercise  performance  is  in  its 

infancy,  there  is a growing body of evidence  that  suggests  that  improving  the  intramuscular 

concentrations of carnosine by ingesting 3 – 6 g∙day‐1 of beta‐alanine over a period of at least 4 

weeks may result in an ergogenic effect in several exercise modalities.  

Benefits  of  using  beta‐alanine  supplementation  during  strength/resistance  training  include 

improvements in the volume of training completed and possibly improved performance post‐

training.  There  is  also  the  possibility  of  performance  benefits  in  endurance  events  where 

improvements  in  TTE  and  lactate/ventilatory markers  have  been  reported.  These  are  areas 

that  require  further  research  to  determine  whether  any  consistent  benefits  to  exercise 

performance  exist  following  a period of  supplementation. Often,  single  and  repeated‐sprint 

efforts  show  the  least  statistically  significant  differences  in  performance  following 

supplementation with ergogenic aids, with only very small differences often present  in these 

types of performance tests. Therefore, it is important to perform further research in this area 

in  regards  to  the  effect  of  beta‐alanine  supplementation. Overall, more  race  event  specific 

data is required so that practical recommendations can be made to coaching staff and athletes 

regarding the use of this supplement. 

 

 

 

 

 

Page 38: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

38

 

 

 

 

References 

Abe,  H.  (2000).  Role  of  histidine‐related  compounds  as  intracellular  proton  buffering 

constituents in vertebrate muscle. Biochemistry (Moscow), 65(7), 891‐900.  

Artioli, G.G., Gualano, B., Smith, A.E., Stout, J.R., & Lancha Jr., A.H. (2010). Role of beta‐alanine 

supplementation  on  muscle  carnosine  and  exercise  performance.  Medicine  and 

Science in Sports and Exercise, 42(6), 1162‐1173.  

Baguet, A., Bourgois, J., Vahnee, L., Achten, E., & Derave, W. (2010). Important role of muscle 

carnosine in rowing performance. Journal of Applied Physiology, 109, 1096‐1101.  

Baguet, A., Everaert, I., Achten, E., Thomis, M., & Derave, W. (2012). The influence of sex, age 

and heritability on human skeletal muscle carnosine content. Amino Acids, 43(1), 13‐

20.  

Baguet, A., Koppo, K., Pottier, A., & Derave, W. (2010). Beta‐alanine supplementation reduces 

acidosis but not oxygen uptake during high‐intensity cycling exercise. European Journal 

of Applied Physiology, 108(3), 495‐503.  

Baguet, A., Reyngoudt, H., Pottier, A., Everaert, I., Callens, S., Achten, E., & Derave, W. (2009). 

Carnosine  loading  and  washout  in  human  skeletal  muscles.  Journal  of  Applied 

Physiology, 106(3), 837‐842.  

Bate‐Smith, E.C.  (1938). The buffering of muscle  in  rigor; protein, phosphate and  carnosine. 

Journal of Physiology, 92(3), 336 ‐ 343.  

Batrukova,  M.A.,  &  Rubstov,  A.M.  (1997).  Histidine‐containing  dipeptides  as  endogenous 

regulators of the activity of sarcoplasmic reticulum Ca‐release channels. Biochimica et 

Biophysica Acta, 1324, 142‐150.  

Begum, G., Cunliffe, A., &  Leveritt, M.  (2005). Physiological  role of  carnosine  in  contracting 

muscle. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 15, 493‐514.  

Page 39: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

39

Bellinger, P.M., Howe, S.T., Shing, C.M., & Fell,  J.W.  (2012). Effect of combined beta‐alanine 

and NaHCO3 supplementation on cycling performance. Medicine and Science in Sports 

and Exercise, 44(8), 1545‐1551. 

Boldyrev,  A.A.,  &  Severin,  S.E.  (1990).  The  histidine‐containing  dipeptides,  carnosine  and 

anserine:  distribution,  properties  and  biological  significance.  Advances  in  Enzyme 

Regulation, 30, 175‐194.  

Davey,  C.L.  (1960).  The  significance  of  carnosine  and  anserine  in  striated  skeletal muscle. 

Archives of Biochemistry and Biophysics, 89, 303‐308.  

Décombaz,  J., Beaumont, M., Vuichoud,  J., Bouisset,  F., &  Stellingwerff,  T.  (2012).  Effect  of 

slow‐release  β‐alanine  tablets  on  absorption  kinetics  and  paresthesia.  Amino  Acids, 

43(1), 67‐76. doi: 10.1007/s00726‐011‐1169‐7 

Derave, W., Everaert, I., Beeckman, S., & Baguet, A. (2010). Muscle carnosine metabolism and 

beta‐alanine  supplementation  in  relation  to  exercise  and  training.  Sports Medicine, 

40(3), 247‐263.  

Derave, W., Özdemir, M.S., Harris,  R.C.,  Pottier, A.,  Reyngoudt, H.,  Koppo,  K., Wise,  J.A., & 

Achten, E. (2007). β‐Alanine supplementation augments muscle carnosine content and 

attenuates  fatigue  during  repeated  isokinetic  contraction bouts  in  trained  sprinters. 

Journal of Applied Physiology, 103, 1736‐1743.  

Dutka,  T.L.,  &  Lamb,  G.D.  (2004).  Effect  of  carnosine  on  excitation‐contraction  coupling  in 

mechanically‐skinned rat skeletal muscle. Journal of Muscle Research and Cell Motility, 

25, 203‐213.  

Dutka,  T.L.,  Lamboley,  C.R., McKenna, M.J., Murphy,  R.M., &  Lamb, G.D.  (2012).  Effects  of 

carnosine  on  contractile  apparatus  Ca2+‐sensitivity  and  sarcoplasmic  reticulum  Ca2+ 

release  in human  skeletal muscle  fibers.  Journal  of Applied  Physiology,  112(5),  728‐

736.  

Fabiato,  A., &  Fabiato,  F.  (1978).  Effects  of  pH  on  the myofilaments  and  the  sarcoplasmic 

reticulum  of  skinned  cells  from  cardiac  and  skeletal muscles.  Journal  of  Physiology, 

276, 233‐255.  

Favero,  T.G.,  Zable, A.C.,  Colter, D., & Abramson,  J.J.  (1997).  Lactate  inhibits  Ca2+‐activated 

Ca2+‐channel activity  from  skeletal muscle  sarcoplasmic  reticulum.  Journal of Applied 

Physiology, 82(2), 447‐452.  

Page 40: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

40

Harris, R.C., Dunnett, M., & Greenhaff, P.L. (1998). Carnosine and taurine contents in individual 

fibres of human vastus lateralis muscle. Journal of Sports Sciences, 16(7), 639‐643.  

Harris, R.C., Tallon, M.J., Dunnett, M., Boobis,  L., Coakley,  J., Kim, H.J.,  Fallowfield,  J.L., Hill, 

C.A., Sale, C., & Wise,  J.A.  (2006). The absorption of orally supplied β‐alanine and  its 

effect on muscle carnosine synthesis  in human vastus  lateralis. Amino Acids, 30, 279‐

289.  

Harris,  R.C., Wise,  J.A.,  Price,  K.A.,  Kim,  H.J.,  Kim,  C.K., &  Sale,  C.  (2012).  Determinants  of 

muscle carnosine content. Amino Acids, 43(1), 5‐12.  

Hill, C.A., Harris, R.C., Kim, H.J., Harris, B.D., Sale, C., Boobis, L., Kim, C.K., & Wise, J.A. (2007). 

Influence of  β‐alanine  supplementation on  skeletal muscle  carnosine  concentrations 

and high intensity cycling capacity. Amino Acids, 32, 225‐233.  

Hobson,  R.M.,  Saunders,  B.,  Ball, G., Harris,  R.C., &  Sale,  C.  (2012).  Effects  of  beta‐alanine 

supplementation on exercise performance: a meta‐analysis. Amino Acids, 43(1), 25‐37.  

Hoffman,  J.R., Ratamess, N.A.,  Faigenbaum, A.D., Ross, R., Kang,  J.,  Stout,  J.R., & Wise,  J.A. 

(2008).  Short‐duration  β‐alanine  supplementation  increases  training  volume  and 

reduces  subjective  feelings of  fatigue  in  college  football players. Nutrition Research, 

28, 31‐35.  

Hoffman,  J.R., Ratamess, N.A., Ross, R., Kang,  J., Magrelli,  J., Neese, K., Faigenbaum, A.D., & 

Wise,  J.A.  (2008). Beta‐alanine and  the hormonal  response  to exercise.  International 

Journal of Sports Medicine, 29, 952‐958.  

Janssen, B., Hohenadel, D., Brinkkoetter, P., Peters, V., Rind, N., Fischer, C., van der Woude, F., 

et al. (2005). Carnosine as a protective factor in diabetic nephropathy: association with 

a leucine repeat of the carnosinase gene CNDP1. Diabetes, 54(8), 2320‐2327.  

Jordan, T., Lukaszuk, J., Misic, M., & Umoren, J. (2010). Effect of beta‐alanine supplementation 

on the onset of blood lactate accumulation (OBLA) during treadmill running: pre/post 

2  treatment  experimental  design.  Journal  of  the  International  Society  of  Sports 

Nutrition, 7, 1‐7.  

Kendrick, I.P., Harris, R.C., Kim, H.J., Kim, C.K., Dang, V.H., & Lam, T.Q. (2008). The effects of 10 

weeks of resistance training combined with β‐alanine supplementation on whole body 

strength,  force production, muscular endurance and body composition. Amino Acids, 

34, 547‐554.  

Page 41: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

41

Kendrick,  I.P., Kim, H.J., Harris, R.C., Kim, C.K., Dang, V.H.,  Lam,  T.Q., Bui,  T.T., & Wise,  J.A. 

(2009). The effect of 4 weeks beta‐alanine supplementation and isokinetic training on 

carnosine  concentrations  in  type  I  and  II  human  skeletal  muscle  fibres.  European 

Journal of Applied Physiology, 106, 131‐138.  

Kohen, R., Yamamoto, Y., Cundy, K.C., & Ames, B.N. (1988). Antioxidant activity of carnosine, 

homocarnosine, and anserine present in muscle and brain. Proceedings of the National 

Academy of Sciences of the United State of America, 85(9), 3175‐3179.  

Lamont, C., & Miller, D.J. (1992). Calcium sensitizing action of carnosine and other endogenous 

imidazoles in chemically skinned striated muscle. Journal of Physiology, 454, 421‐434.  

Mainwood, G.W., & Renaud, J.M. (1985). The effect of acid‐base balance on fatigue of skeletal 

muscle. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 63(5), 403‐416.  

Mannion, A.F., Jakeman, P.M., Dunnett, M., Harris, R.C., & Willan, P.L. (1992). Carnosine and 

anserine  concentrations  in  the  quadriceps  femoris  muscle  of  healthy  humans. 

European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 64(1), 47‐50.  

Metzger, J.M., & Fitts, R.H. (1987). Role of intracellular pH in muscle fatigue. Journal of Applied 

Physiology, 62(4), 1392‐1397.  

Otani,  H.,  Okumura,  N.,  Hashida‐Okumura,  A.,  &  Nagai,  K.  (2005).  Identification  and 

characterization  of  a mouse  dipeptidase  that  hydrolyzes  L‐carnosine  The  Journal  of 

Biochemistry, 137(2), 167‐175.  

Parkhouse, W.S., & McKenzie, D.C. (1984). Possible contribution of skeletal muscle buffers to 

enhanced anaerobic performance: a brief review. Medicine and Science  in Sports and 

Exercise, 16(4), 328‐338.  

Parkhouse, W.S., McKenzie, D.C., Hochachka, P.W., & Ovalle, W.K. (1985). Buffering capacity of 

deproteinized human vastus lateralis muscle. Journal of Applied Physiology, 58(1), 14‐

17.  

Ririe,  D.G.,  Roberts,  P.R.,  Shouse, M.N.,  &  Zaloga,  G.P.  (2000).  Vasodilatory  actions  of  the 

dietary peptide carnosine. Nutrition, 16, 168‐172.  

Robergs, R.A., Ghiasvand, F., & Parker, D. (2004). Biochemistry of exercise‐induced metabolic 

acidosis.  American  Journal  of  Physiology:  Regulatory,  Integrative  and  Comparative 

Physiology, 287(3), 502‐516.  

Page 42: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

42

Rubstov,  A.M.  (2001). Molecular mechanisms  of  regulation  of  the  activity  of  sarcoplasmic 

reticulum  Ca‐release  channels  (ryanodine  receptors), muscle  fatigue,  and  Severin's 

phenomenon. Biochemistry (Moscow), 66(10), 1132‐1143 

Sale, C., Saunders, B., & Harris, R.C. (2010). Effect of beta‐alanine supplementation on muscle 

carnosine concentrations and exercise performance. Amino Acids, 39(2), 321‐333.  

Sale, C., Saunders, B., Hudson, S., Wise, J.A., Harris, R.C., & Sunderland, C.D. (2011). Effect of 

beta‐alanine plus sodium bicarbonate on high‐intensity cycling capacity. Medicine and 

Science in Sports and Exercise, 43(10), 1972‐1978.  

Saunders,  B.,  Sale,  C.,  Harris,  R.C.,  &  Sunderland,  C.  (2012).  Effect  of  beta‐alanine 

supplementation  on  repeated  sprint  performance  during  the  Loughborough 

Intermittent Shuttle Test. Amino Acids, 43(1), 39‐47.  

Smith,  A.E., Moon,  J.R.,  Kendall,  K.L., Graef,  J.L.,  Lockwood,  C.M., Walter,  A.A.,  Beck,  T.W., 

Cramer,  J.T., &  Stout,  J.R.  (2009).  The  effects  of  beta‐alanine  supplementation  and 

high‐intensity  interval  training  on  neuromuscular  fatigue  and  muscle  function. 

European Journal of Applied Physiology, 105(3), 357‐363.  

Spangenburg, E.E., Ward, C.W., & Williams, J.H. (1998). Effects of  lactate on force production 

by mouse EDL muscle:  implications for the development of fatigue. Canadian Journal 

of Physiology and Pharmacology, 76(6), 642‐648.  

Spencer,  M.,  Bishop,  D.,  Dawson,  B.,  &  Goodman,  C.  (2005).  Physiological  and  metabolic 

responses of repeated‐sprint activities. Sports Medicine, 35(12), 1025‐1044.  

Spencer, M., Lawrence, S., Rechichi, C., Bishop, D., Dawson, B., & Goodman, C. (2004). Time‐

motion analysis of elite field hockey, with special reference to repeated‐sprint activity. 

Journal of Sports Sciences, 22(9), 843‐850.  

Stellingwerff,  T., Anwander, H.,  Egger, A., Buehler,  T.,  Kreis,  R., Decombaz,  J., & Boesch,  C. 

(2012).  Effect  of  two  β‐alanine  dosing  protocols  on muscle  carnosine  synthesis  and 

washout. Amino Acids, 42(6), 2461‐2472.  

Stellingwerff,  T., Decombaz,  J., Harris,  R.C., &  Boesch,  C.  (2012). Optimizing  human  in  vivo 

dosing and delivery of β ‐alanine supplements for muscle carnosine synthesis. Amino 

Acids, 43(1), 57‐65.  

Page 43: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

43

Stout, J.R., Cramer, J.T., Zoeller, R.F., Torok, D.J., Costa, P., & Hoffman, J.R. (2007). Effects of β‐

alanine  supplementation  on  the  onset  of  neuromuscular  fatigue  and  ventilatory 

threshold in women. Amino Acids, 32, 381‐386.  

Suzuki,  Y.,  Ito,  O.,  Takahashi,  H.,  &  Takamatsu,  K.  (2002).  High  level  of  skeletal  muscle 

carnosine contributes  to  the  latter half of exercise performance during 30‐s maximal 

cycle ergometer sprinting. Japanese Journal of Physiology, 52(2), 199‐205.  

Suzuki,  Y.,  Ito,  O.,  Takahashi,  H.,  &  Takamatsu,  K.  (2004).  The  effect  of  sprint  training  on 

skeletal muscle carnosine in humans. International Journal of Sport and Health Science, 

2, 105‐110.  

Sweeney, K.M., Wright, G.A., Brice, A.G., & Doberstein, S.T. (2010). The effect of beta‐alanine 

supplementation  on  power  performance  during  repeated  sprint  activity.  Journal  of 

Strength and Conditioning Research, 24(1), 79‐87.  

Tallon, M.J., Harris, R.C., Boobis, L., Fallowfield, J.L., & Wise, J.A. (2005). The carnosine content 

of  vastus  lateralis  is elevated  in  resistance‐trained bodybuilders.  Journal of  Strength 

and Conditioning Research, 19(4), 725‐729.  

Teufel, M., Saudek, V., Ledig, J., Bernhardt, A., Boularand, S., Carreau, A., Smirnova, T., et al. 

(2003).  Sequence  identification  and  charaterization  of  human  carnosinase  and  a 

closely  related non‐specific dipeptidase.  The  Journal  of Biological Chemistry,  278(8), 

6521‐6531.  

Van Thienen, R., Van Proeyen, K., Vanden Eynde, B., Puype, J., Lefere, T., & Hespel, P. (2009). 

Beta‐alanine improves sprint performance in endurance cycling. Medicine and Science 

in Sports and Exercise, 41(4), 898‐903.  

Walter, A.A.,  Smith, A.E., Kendall, K.L.,  Stout,  J.R., & Cramer,  J.T.  (2010).  Six weeks of high‐

intensity  interval  training  with  and  without  beta‐alanine  supplementation  for 

improving  cardiovascular  fitness  in  women.  Journal  of  Strength  and  Conditioning 

Research, 24(5), 1199‐1207.  

Zapata‐Sudo, G., Sudo, R.T., Lin, M., & Nelson, T.E. (1997). Calcium‐sensitizing function for the 

dipeptide  carnosine  in  skeletal  muscle  contractility.  Cellular  Physiology  and 

Biochemistry, 7(2), 81‐92.  

Page 44: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

44

Zoeller, R.F.,  Stout,  J.R., O'Kroy,  J.A., Torok, D.J., & Mielke, M.  (2007). Effects of 28 days of 

beta‐alanine  and  creatine  monohydrate  supplementation  on  aerobic  power, 

ventilatory and lactate thresholds, and time to exhaustion. Amino Acids, 33, 505‐510.  

 

Page 45: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

45

CHAPTER THREE 

Study One 

 

Effect of beta‐alanine supplementation on 2000 m rowing ergometer performance 

 

Journal article published in the International Journal of Sport Nutrition and Exercise 

Metabolism 

Presented here in the journal format 

Running Title: Beta‐alanine and rowing performance 

 

Page 46: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

46

Abstract 

Beta‐alanine supplementation has been shown to improve exercise performance in short‐term 

high‐intensity  efforts. However, whether  supplementation with beta‐alanine  is  ergogenic  to 

actual  sporting  events  remains  unclear  and  should  be  investigated  in  field  testing  or  race 

simulations.  Purpose:  The  aim  of  this  study was  to  assess  if  beta‐alanine  supplementation 

could improve 2000 m rowing ergometer performance in well‐trained male rowers. Methods: 

Participants  (n  =  16)  completed  duplicate  trials  (2  x  pre‐supplementation  and  2  x  post‐

supplementation) of a 2000 m  rowing ergometer  race,  separated by 28 days of either beta‐

alanine (n = 7; 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1) or placebo (n = 9; glucose) supplementation. Results: Beta‐

alanine group (pooled) race times improved by 2.9 ± 4.1 s and placebo group slowed by 1.2 ± 

2.9 s, but these results were inconclusive for performance enhancement (p = 0.055, ES = 0.20, 

SWC = 49% beneficial). Race split times and average power outputs only significantly improved 

with beta‐alanine at  the 750 m  (time  ‐ 0.7 s, p = 0.01, power + 3.6%, p = 0.03) and 1000 m 

(time  ‐ 0.5 s, p = 0.01, power + 2.9%, p = 0.02) distances. Blood La‐ and pH values post‐race 

were not different between groups before or after supplementation. Conclusions: Overall, 28 

days  of  beta‐alanine  supplementation  with  80  mg∙kg‐1BM∙day‐1  (~  7  g∙dayˉ¹)  did  not 

conclusively improve 2000 m rowing ergometer performance in well‐trained rowers. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 47: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

47

Introduction 

Completing a 2000 m rowing race in ~ 6 – 8 min requires a significant energy supply from both 

aerobic  and  anaerobic  sources  to maintain  the  necessary  high  power  output  over  the  full 

distance. Utilising the anaerobic glycolytic energy system can result  in rapid rises  in H+  levels, 

leading to a decline  in the pH of body  fluids, which has been  linked with  fatigue  (Bangsbo & 

Juel, 2006; Spangenburg, Ward, & Williams, 1998).  

Beta‐alanine  (a beta‐amino acid) has  received  recent  interest due  to  its potential effects on 

muscle pH and exercise performance when loaded with over several weeks. Beta‐alanine is the 

rate  limiting  element  for  carnosine  production,  a  significant H+  buffer  found within muscle 

fibres  (pKa  =  6.83).  Higher  muscle  carnosine  concentrations  may  also  benefit  exercise 

performance  by  increasing  the  sensitivity  to  calcium  of muscle  fibres  and  calcium  release 

channels (Dutka & Lamb, 2004; Dutka et al., 2012), enhancing vessel vasodilatory effects (Ririe, 

Roberts, Shouse, & Zaloga, 2000) and by its antioxidant properties (Kohen, Yamamoto, Cundy, 

& Ames, 1988).  

Supplementing with doses of beta‐alanine ranging from 3 – 6 g∙day‐1 (~ 40 – 80 mg∙kg‐1BM∙day‐

1)  for  at  least  4 weeks  has  increased  intramuscular  carnosine  concentrations  by  30  –  80% 

(Baguet  et  al.,  2009;  Derave  et  al.,  2007;  Harris  et  al.,  2006).  Higher  carnosine  levels  can 

increase  muscle  buffer  capacity  and  potentially  improve  exercise  performance  in  events 

requiring significant energy contributions from anaerobic glycolysis (Abe, 2000; Derave et al., 

2007;  Suzuki,  Ito,  Takahashi,  &  Takamatsu,  2002,  2004).  Recently,  Baguet  et  al.  (2010a) 

reported that higher (without supplementation) intramuscular carnosine concentrations were 

positively  correlated with  rowing ergometer  speed over 100 m  (r = 0.60), 500 m  (r = 0.66), 

2000 m (r = 0.68) and 6000 m (r = 0.71) in elite rowers.  

Mixed effects of beta‐alanine supplementation on exercise performance have been reported. 

Hill et al. (2007) and Sale et al. (2011) reported similar improvements (12 – 13%) in total work 

done and time to exhaustion in participants completing a 2 – 3 min cycle test at 110% of their 

peak power output,  following ~ 6 g∙day‐1 of beta‐alanine  ingestion  for 4 weeks.  In  contrast, 

Hoffman et al.  (2008)  reported  that beta‐alanine  ingestion  (4.5 g∙day‐1  for 4 weeks)  resulted 

only in a trend for slower fatigue rates in American football players completing a 60 s Wingate 

sprint,  with  no  significant  improvement  in  power  output.  Similarly,  Derave  et  al.  (2007) 

reported no significant improvement in 400 m running race time of competitive track and field 

athletes  following 4 weeks of beta‐alanine  supplementation  (4.8 g∙day‐1; ~ 60 mg∙kg‐1BM). A 

recent meta‐analysis by Hobson et  al.  (2012)  suggested  that  any ergogenic benefit of beta‐

alanine supplementation during short (~ 60 s), supra‐maximal exercise efforts may be limited, 

Page 48: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

48

but that slightly longer high‐intensity (i.e. 2 – 3 min) exercise efforts typically showed positive 

results and may  justify  investigating any potential ergogenic benefit on  longer duration  (≥ 5 

min) efforts.  

Currently,  limited  research  has  investigated  whether  beta‐alanine  supplementation  can 

improve sustained high‐intensity performance efforts lasting ~ 3 – 6 min, as would typically be 

found  in  rowing,  kayak  races  and middle  distance  running.  Recently, Bellinger  et  al.  (2012) 

found that beta‐alanine supplementation alone  (without additional sodium bicarbonate) was 

not conclusively ergogenic to performance during a 4 min cycling time‐trial, reporting only that 

a  ‘possible’  benefit  was  recorded.  Similarly,  Baguet  et  al.  (2010a)  found  that  a  2.7  s 

improvement in 2000 m rowing ergometer performance in elite rowers after supplementation 

with  beta‐alanine  (5  g∙day‐1  for  7 weeks) was  inconclusive  (p  =  0.07),  although  changes  in 

muscle carnosine concentrations and performance  improvements  following supplementation 

were  positively  correlated  (r  =  0.50).  This  same  group  (Baguet,  Koppo,  Pottier,  &  Derave, 

2010b) also  reported  that although beta‐alanine  supplementation  (4 weeks; 2.4 g on  first 2 

days, 3.6 g next 2 days, then 4.8 g∙day‐1 until completion) did not improve VO2 kinetics during ~ 

6  min  of  high‐intensity  cycling,  participants  supplementing  with  beta‐alanine  had  a  19% 

smaller change in blood pH throughout exercise than the placebo group. This could potentially 

allow exercise  to  continue  for  longer or at a higher  intensity before metabolic acidosis may 

become  limiting  to  performance.  As  some  of  the  results  of  Baguet  et  al.  (2010a;  2010b) 

suggest potential benefits of beta‐alanine  supplementation  for high‐intensity exercise of ~ 6 

min in duration, further research is required to confirm this possibility. 

Therefore,  the purpose of  this  study was  to  test  if  supplementation with beta‐alanine could 

improve  2000 m  rowing  ergometer  performance  in  trained  rowers. We  hypothesized  that 

supplementing for 28 days with beta‐alanine would lead to significant improvements in rowing 

performance. 

Materials and Methods 

Participants 

Eighteen  competitive  male  rowers  (Age  World  Championships  n  =  6,  Australian  National 

Championships  n  =  10)  were  recruited,  with  2  later  withdrawing  due  to  unrelated  injury, 

leaving 16 who completed the experimental protocol (mean ± SD; Beta‐alanine group: n = 7, 

age 26 ± 9 y, body‐mass 84.0 ± 5.2 kg; height 186.3 ± 3.5 cm, lightweight n = 1, heavyweight n 

= 6; placebo  group: n = 9,  age 26 ± 9  y, body‐mass 82.9 ± 10.4  kg; height 187.3 ± 5.7  cm, 

lightweight n = 3, heavyweight n = 6).  Participants had not supplemented with any nutritional 

Page 49: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

49

substances in the preceding three months, or with beta‐alanine for the previous six months. All 

were  informed of the study requirements, benefits and risks before giving  informed consent. 

Approval  for  the  study was  granted  by  the  research  ethics  committee  of  the University  of 

Western Australia.  

Experimental Overview 

A  randomised,  placebo‐controlled  study was  performed, which  consisted  of  duplicate  (one 

week apart) trials performed both before and after 28 days of either beta‐alanine or placebo 

(glucose)  supplementation.  Duplicate  trials  were  conducted  to  moderate  any  variation 

between trials and were performed at the same time of day to control for diurnal variations in 

performance. 

Participants were tested  in the morning or evening depending on their rowing club’s training 

schedule, with each athlete matched  to another member at  their club and  this training  time 

standardised  within‐participants  across  the  trials.  They  abstained  from  performing  any 

vigorous exercise and ingesting caffeine 24 h prior to each trial and followed the same dietary 

intake on each testing day. Training diaries were completed two days prior to testing through 

to the completion of the study, while food diaries were also completed for the two days prior 

to each testing session to ensure exercise and dietary compliance prior to each trial.  

Trials  were  performed  indoors  at  the  club  rowing  sheds,  with  rowing  ergometer  races 

conducted using  a Concept  II  rowing  ergometer  and  slides  (Model D, Vermont, U.S.A.)  that 

were assigned to each athlete and maintained throughout the testing period. Rowing Australia 

national  guidelines  for drag  settings were used  and  checked prior  to  each  trial  (lightweight 

male = body‐mass < 72.5 kg, drag rating = 105; heavyweight male = body‐mass ˃ 72.5 kg, drag 

rating = 115). The computer display on the ergometer was partially covered so that only stroke 

rate  and  distance  remaining were  visible,  to minimise  the  potential  influence  of  individual 

pacing strategies based upon split times displayed. Participants completed their normal warm‐

up prior  to  each  trial, with warm‐up  intensities  and duration noted,  then  replicated  during 

each subsequent trial. 

Prior to starting the 2000 m races and immediately upon completion, capillary blood samples 

(125 µl) were  taken  from  the earlobe using  glass  capillary  tubes  (D957G‐70‐125, Clinitubes, 

Radiometer Copenhagen) to assess blood  lactate concentration  (HLa‐) and pH. Samples were 

transported  (on  ice)  back  to  the  laboratory  where  they  were  analysed  using  a  blood‐gas 

analyser/radiometer (ABL625, Radiometer Copenhagen).  

Page 50: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

50

Following pre‐supplementation testing, participants were matched for rowing club  (to match 

training program) and 2000 m times before random assignment to either the beta‐alanine or 

placebo group. Beta‐alanine (Carnosyn® slow‐release, Collegiate Sport Nutrition, San Marcos, 

California, USA) was administered orally within opaque gelatin capsules for 28 days with a dose 

of 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1 (~ 6 – 7 g∙day‐1) taken as 4 split doses over each day, whilst the glucose 

placebo (10 g∙day‐1 Glucodin, Valeant Pharmaceuticals Australasia, Rhodes, New South Wales, 

Australia) was taken similarly to mimic the beta‐alanine supplementation. Prior to the study, 

pilot  testing  for 2 weeks on n = 6 volunteers using  this daily dose of beta alanine was well 

tolerated, with no side effects being reported. A dose per kg of BM (i.e. 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1), 

which equated to the absolute amount of beta‐alanine supplemented with in previous studies 

(Baguet et al. 2010a and b; Hill et al. 2007 and Sale et al. 2011), was preferred here because of 

the mix of  light and heavyweight  rowers within  the sample. Athletes were visited weekly  to 

distribute  supplements,  discuss  dose  compliance  and  to  check  on  health  during  the  study. 

Following 28 days of supplementation, participants returned for post‐supplementation testing, 

conducted in an identical manner. 

Data Analysis 

Total  2000 m  time  and  race  average  power  output  were  recorded  post‐race.  Split  times, 

average power output and stroke rate were recorded every 250 m. Performance results, HLa‐ 

and pH  values  for  the  duplicate pre‐supplementation  and post‐supplementation  trials were 

combined  and  averaged  for  each  group,  so  that  one  pre‐supplementation  and  one  post‐

supplementation measure was obtained for each variable.  

A one‐way repeated measures ANOVA determined if there was a learning effect between each 

of the duplicate trials, with no significant effects being found (pre‐supplementation p = 0.52, 

post‐supplementation p = 0.13). 

Results  for each dependent variable  (2000 m or split  time, mean power, blood pH and HLa‐) 

were analysed using a split‐plot analysis of variance (SPANOVA), with significance accepted at 

p  ≤  0.05.  Post‐hoc  t‐tests  were  utilised  where  significant  interaction  effects  were  found. 

Pearson correlation coefficients were also calculated on change (∆) in HLa‐ and pH values and 

2000 m performance. All  analyses were  carried out using  SPSS  17  for Windows  (SPSS,  Inc., 

Chicago,  IL, USA).   Differences  in performance were also  interpreted using Cohen’s d effect 

sizes and  thresholds  (< 0.49, small; 0.5  ‐ 0.79, moderate; ≥ 0.8, strong). Smallest worthwhile 

change  (clinically  beneficial  effect)  in  performance  scores  between  the  beta‐alanine  and 

placebo trials, using the method described by Hopkins (2004) was also undertaken. A Cohen’s 

unit of 0.2 was used  to determine  the  smallest worthwhile  value of  change during  the  two 

Page 51: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

51

experimental trials. Where the chances of benefit or harm were both calculated  to be > 5%, 

the  true effect was deemed unclear. When clear  interpretation could be made, a qualitative 

descriptor was  assigned  to  the  following quantitative  chances of benefit:  25  ‐  75%, benefit 

possible; 76  ‐ 95%, benefit  likely; 96  ‐ 99%, benefit very  likely; > 99%, benefit almost certain 

(Batterham & Hopkins, 2005).   

Results 

Performance Data 

Rowing ergometer race times and power outputs are presented in Table 3 and Figures 1 and 2. 

Following supplementation, the beta‐alanine group improved their 2000 m race time by 2.9 ± 

4.1 s, whereas the placebo group slowed by 1.2 ± 2.9 s. A significant interaction was found (p = 

0.03), but post‐hoc analysis indicated that improvements in beta‐alanine race times compared 

to placebo only approached significance (p = 0.055). Within groups, only a small ES (d = 0.20) 

and a 49%  ‘possible’ chance of benefit were  recorded  for  the beta alanine group  in 2000 m 

race times before and after supplementation (Table 3). The beta‐alanine group did significantly 

(p = 0.01)  improve their race split times at 750 m and 1000 m, whilst the placebo group was 

significantly  slower  (p  =  0.01)  at  the  same  time  points  (Figure  1).  This was  supported  by  a 

moderate effect  size  (d = 0.57, beta‐alanine after‐  vs. placebo after‐supplementation) along 

with an 87% ‘likely’  improvement  in performance  in the beta‐alanine group at 750 m, and an 

87% and 80%  ‘likely’ detriment  in performance  in  the placebo group at 750 m and 1000 m, 

respectively. 

Overall, average power over 2000 m was not significantly different  in either group (p = 0.10), 

with small ES and SWC values also recorded (Table 3). Power output at split times in the beta‐

alanine group significantly improved by 3.6% (p = 0.03) at 750 m and 2.9% (p = 0.02) at 1000 m 

(Figure 2). At 750 m this was supported by a moderate effect size (d = 0.50, beta‐alanine after‐ 

vs. placebo after‐ supplementation) and an 80% ‘likely’ benefit to performance. In the placebo 

group,  power  output  was  significantly  improved  (4.7%:  p  =  0.05)  at  250  m,  which  was 

supported  by  an  82%  ‘likely’  benefit  to  performance.  In  contrast,  power  output  was 

significantly  lower at 750 m  (‐ 3.2%, p = 0.03) and 1000 m  (‐ 2.8%, p = 0.02) after placebo 

supplementation.

Page 52: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

52

 

 

 

Table  3.  Mean  (±  SD)  2000  m  rowing  performance  time  (s)  and  power  output  (W)  before  and  after  beta‐alanine  (n  =  7)/placebo  (n  =  9) 

supplementation. 

 

*If  the percentage chance  that  the effect  is beneficial and harmful are both  ˃ 5%,  the  true effect was assessed as unclear  (could be beneficial or 

harmful). Otherwise, chances of benefit or harm were assessed as 25 ‐ 75%, benefit possible; 76 ‐ 95%, benefit likely; 96 ‐ 99%, benefit very likely; > 

99%, benefit almost certain. 

   Beta‐alanine   Placebo  

Cohen's d effect size / Mean change (%) ± 90% 

confidence limits / % chance beneficial 

(trivial/harmful)* 

Variable  Before  After  Before  After 

Beta‐alanine  

Before vs. After 

Placebo  

Before vs. After 

Total time  393.9 ± 14.8  391.0 ± 14.2  392.2 ± 14.5  393.4 ± 14.1  0.20 / ‐ 0.7 ± 0.2 / 49 (50/1) 0.08 / 0.3 ± 0.1 / 0 (94/6) 

Total average 

power 369 ± 42  376 ± 40  374 ± 43  372 ± 41  0.17 / 2.0 ± 0.2 / 38 (61/1)  0.05 / ‐ 0.5 ± 0.1 / 0 (97/3) 

Page 53: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

53

 

 

 

 

Figure 1. 2000 m rowing performance split times (s) pre‐ and post‐ beta‐alanine (A, n = 7) and placebo (B, n = 9) supplementation. 

1 Significantly different from pre‐test (p ≤ 0.05) 

a Moderate effect size (d = 0.50 ‐ 0.79) for difference between beta‐alanine post‐ and placebo post‐ 

# ‘Likely’ (76 ‐ 95%) chance of benefit 

* ‘Likely’ (76 ‐ 95%) chance of detriment 

Page 54: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

54

 

 

 

 

Figure 2. 2000 m rowing performance split average power outputs (W) pre‐ and post‐ beta‐alanine (A, n = 7) and placebo (B, n = 9) supplementation. 

1 Significantly different from pre‐test (p ≤ 0.05) 

a Moderate effect size ( 0.49) for difference between beta‐alanine post‐ and placebo‐ post 

# ‘Likely’ (76 ‐ 95%) chance of benefit 

 

Page 55: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

55

Blood Lactate (HLa‐) and pH    

No  significant  differences  in  HLa‐  within  or  between  groups  in  the  before‐  and  after‐

supplementation trials were found (See Table 4; p > 0.05). Mean ∆ in HLa‐ during the races for 

both before‐ and after‐supplementation trials were calculated, with no significant differences 

found between groups, nor was mean ∆  in HLa‐ correlated to the change  in race time  in the 

beta‐alanine group (r = 0.37, p = 0.41). 

Table 4. Mean (± SD) blood lactate (HLa‐) and pH pre‐ and post‐ the 2000 m rowing ergometer 

trials before and after beta‐alanine (n = 7)/placebo (n = 9) supplementation. Change values are 

also included. 

Beta‐alanine group  Placebo group 

Before supplementation 

After supplementation 

Before supplementation 

After supplementation 

HLa‐       

Pre‐       

1.6 ± 0.7  1.4 ± 0.6  0.9 ± 0.3  1.1 ± 0.5 

Post‐       

11.4 ± 2.6  12.5 ± 2.5  12.2 ± 2.1  12.4 ± 3.2 

Mean change       

9.8 ± 2.1  11.2 ± 2.3  11.2 ± 2.0  11.3 ± 2.9 

       

pH       

Pre‐       

7.391 ± 0.020  7.409 ± 0.0171  7.406 ± 0.024  7.408 ± 0.019 

Post‐       

7.117 ± 0.044  7.099 ± 0.0472  7.090 ± 0.059  7.087 ± 0.072 

Mean change       

0.274 ± 0.055  0.310 ± 0.0621  0.315 ± 0.071  0.321 ± 0.081 1 Significantly different to before‐supplementation (p = 0.001) 

2 Beta‐alanine after‐supplementation vs. before‐supplementation d = 2.37 

Pre‐race blood pH values were slightly, but significantly higher  (p < 0.05)  in  the beta‐alanine 

group  following  supplementation  (Table 4). No other  significant differences  in pH within or 

between groups in the before‐ and after‐ supplementation trials were found, although a strong 

ES  (d = 2.37) was  recorded between  the post‐  race values  in  the beta alanine group, which 

recorded a lower value after supplementation. Mean ∆ in pH during the races for the before‐ 

and  after‐supplementation  trials  were  also  calculated,  and  were  significantly  (p  =  0.001) 

greater (~ 13%)  in the beta‐alanine group post‐supplementation only. The mean ∆  in pH was 

not correlated (r = 0.51, p = 0.24) to the change  in race time  in the beta‐alanine group after‐

supplementation. 

Page 56: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

56

Discussion 

The purpose of this study was to examine whether 28 days of beta‐alanine supplementation 

could improve 2000 m rowing ergometer performance in well‐trained rowers. While rowers (n 

=  7)  supplemented  with  beta‐alanine  completed  the  race  2.9  s  faster  than  before 

supplementation,  and  rowers  on  placebo  were  1.2  s  slower,  this  result  only  approached 

significance (p = 0.055) and was not supported by moderate‐large ES or ‘likely’ or ‘very likely’ 

SWC values. Therefore, no conclusive evidence of any performance enhancement was noted.  

These  results  are  consistent  with  those  of  Baguet  et  al.  (2010a)  who  also  reported  an 

inconclusive (ns; p = 0.07) improvement of 2.7 s in 2000 m rowing ergometer performance  in 

elite rowers  (n = 8) supplemented with a slightly higher total dose of beta‐alanine  (245 g vs. 

188 g) over a longer 7 week period. For both studies, it should be acknowledged that a larger 

sample size (than n = 7 and 8, respectively) may have produced more convincing results, as p 

values were near significance.  At present, there remains very limited evidence of beta‐alanine 

supplementation  improving  competition  performances  of well‐trained  athletes. Our  rowing 

study and  that of Baguet et al.  (2010a) have not  found  conclusive evidence of performance 

enhancement after supplementation  in 2000 m  (6  ‐ 7 min) ergometer  time  trials. Further,  in 

cycling Bellinger et al.  (2012) reported only a  ‘possible’ beneficial effect  in a 4 min time  trial 

and Hoffman et al. (2008) only a trend for slower fatigue rates in a 60 s Wingate test; while in 

running, Derave et al. (2007) found no improvement in 400 m (~ 60 s) track times. Only Hill et 

al.  (2007) and Sale et al.  (2011), using  less  specific performance  tests  (2  ‐ 3 min at 110% of 

cycling  peak  power  output)  have  reported  conclusive  benefits  (in  work  done  and  time  to 

exhaustion) after beta‐alanine supplementation. 

In considering the 2000 m split times recorded here, the rowers recorded the highest power 

outputs/speeds  in  the  first  250 m  of  the  race,  followed  by  the  adoption  of  a  slower  race 

rhythm, with a steady decline in speed and power up to 1500 m, before increasing power and 

speed in the final 500 m. In the beta‐alanine group, performance was only improved at the 750 

and 1000 m  race splits  (500 – 1000 m; 1.5 – 3 min): at  these corresponding  time points  the 

placebo group recorded slower times and lower power outputs. Recently, Baguet et al. (2010a) 

reported  that  higher  intramuscular  carnosine  concentrations  were  correlated  with  faster 

rowing times over the second and third 500 m race distances (500 – 1500 m) and hypothesized 

that this could be due to improved buffering over this intense period of the race. Baguet et al. 

(2010b)  have  also  reported  that  participants  supplemented  with  beta‐alanine  had  a  19% 

smaller change in pH throughout 6 min of high‐intensity cycling, when compared to a placebo 

group. In our study, the same calculation found the change  in pH was only 3.4%  lower  in the 

Page 57: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

57

beta‐alanine group. Within groups, it was also found that with beta alanine, the change in pre‐ 

to post‐ test pH was ~ 13% greater after supplementation, whereas previous studies (Baguet et 

al., 2010a; Baguet et al., 2010b; Derave et al., 2007; Sale et al., 2011) have  reported similar 

mean changes in HLa‐ and smaller changes in pH following supplementation with beta‐alanine. 

A moderate, but non‐significant (r = 0.51, p = 0.24) correlation was recorded here between the 

improvement  in race time and the mean change  in pH following supplementation with beta‐

alanine. Given these mixed results, further investigation of the changes in muscle and/or blood 

buffering  during  high‐intensity  exercise  efforts  following  beta‐alanine  supplementation  are 

needed  to  identify  if a  consistent  relationship exists between beta‐alanine  supplementation 

and changes in pre‐post exercise pH/HLa‐. 

Supplementing with beta‐alanine can produce higher levels of muscle carnosine, which should 

improve  muscle  buffer  capacity  (pKa  =  6.83;  intramuscular  concentration  post‐

supplementation  =  30  –  40 mmol∙kg‐1DM)  and  therefore  potentially  improve  high‐intensity, 

short‐term exercise performance  (Abe, 2000; Derave et al., 2007; Suzuki et al., 2002, 2004). 

Although  it was not possible to measure muscle carnosine  levels  in this study, we calculated 

that our dosing  strategy would have  increased  intramuscular  carnosine  concentrations by ~ 

44%,  based  on  the  linear  relationship  between  total  dose  and  intramuscular  carnosine 

presented  by  Stellingwerff  et  al.  (2012).  This  is  slightly  lower  than  in  studies  using  similar 

dosing  protocols  (i.e.  6.4  g∙day‐1  for  4 weeks), which  have  reported  increases  of  50  –  60% 

(Kendrick et al., 2008; Kendrick et al., 2009), but still well within the range (30 ‐ 80%) reported 

by Baguet et al. (2009), Derave et al. (2010) and Harris et al. (2006). Based on this data, we are 

confident that our total dose of beta‐alanine administered to the participants was adequate to 

improve muscle carnosine levels sufficiently to potentially improve exercise performance, and 

is not a reason why inconclusive results were recorded. 

Conclusions and Practical Application  

In conclusion, supplementing with beta‐alanine (80 mg∙kg‐1BM∙day‐1 ~ 6 ‐ 7 g∙day‐1) for 28 days 

did  not  conclusively  improve  2000 m  rowing  ergometer  race  times  of well‐trained  rowers. 

Importantly,  this  result  matches  that  of  Baguet  et  al  (2010a),  who  also  reported  an 

inconclusive improvement in 2000 m rowing ergometer times in elite rowers after 7 weeks of 

supplementation.  Until  future  research  can  further  examine  the  relationship  between 

supplementation protocols, intramuscular carnosine concentrations and sporting performance 

using larger samples of trained athletes, beta‐alanine should not be regarded as ergogenic for 

high‐intensity events of ~ 6 ‐ 7 min duration.  

 

Page 58: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

58

References 

Abe,  H.  (2000).  Role  of  histidine‐related  compounds  as  intracellular  proton  buffering 

constituents in vertebrate muscle. Biochemistry (Moscow), 65(7), 891‐900.  

Baguet, A., Bourgois, J., Vahnee, L., Achten, E., & Derave, W. (2010a). Important role of muscle 

carnosine in rowing performance. Journal of Applied Physiology, 109, 1096‐1101.  

Baguet, A., Koppo, K., Pottier, A., & Derave, W. (2010b). Beta‐alanine supplementation reduces 

acidosis but not oxygen uptake during high‐intensity cycling exercise. European Journal 

of Applied Physiology, 108(3), 495‐503.  

Baguet, A., Reyngoudt, H., Pottier, A., Everaert, I., Callens, S., Achten, E., & Derave, W. (2009). 

Carnosine  loading  and  washout  in  human  skeletal  muscles.  Journal  of  Applied 

Physiology, 106(3), 837‐842.  

Bangsbo,  J., &  Juel, C.  (2006). Reply: The  last word: Point:Counterpoint: authors  respond  to 

commentaries  on  "Lactic  acid  accumulation  is  an  advantage/disadvantage  during 

muscle activity." [Letters to the Editor]. Journal of Applied Physiology, 101, 369‐370.  

Batterham, A.M., & Hopkins, W.G.  (2005). Making meaningful  inferences about magnitudes. 

Sportscience, 9, 6‐13.  

Bellinger, P.M., Howe, S.T., Shing, C.M., & Fell,  J.W.  (2012). Effect of combined beta‐alanine 

and NaHCO3 supplementation on cycling performance. Medicine and Science in Sports 

and Exercise, 44(8), 1545‐1551. 

Derave, W., Özdemir, M.S., Harris,  R.C.,  Pottier, A.,  Reyngoudt, H.,  Koppo,  K., Wise,  J.A., & 

Achten, E. (2007). β‐Alanine supplementation augments muscle carnosine content and 

attenuates  fatigue  during  repeated  isokinetic  contraction bouts  in  trained  sprinters. 

Journal of Applied Physiology, 103, 1736‐1743.  

Dutka,  T.L.,  &  Lamb,  G.D.  (2004).  Effect  of  carnosine  on  excitation‐contraction  coupling  in 

mechanically‐skinned rat skeletal muscle. Journal of Muscle Research and Cell Motility, 

25, 203‐213.  

Dutka,  T.L.,  Lamboley,  C.R., McKenna, M.J., Murphy,  R.M., &  Lamb, G.D.  (2012).  Effects  of 

carnosine  on  contractile  apparatus  Ca2+‐sensitivity  and  sarcoplasmic  reticulum  Ca2+ 

release  in human  skeletal muscle  fibers.  Journal  of Applied  Physiology,  112(5),  728‐

736.  

Page 59: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

59

Harris, R.C., Tallon, M.J., Dunnett, M., Boobis,  L., Coakley,  J., Kim, H.J.,  Fallowfield,  J.L., Hill, 

C.A., Sale, C., & Wise,  J.A.  (2006). The absorption of orally supplied β‐alanine and  its 

effect on muscle carnosine synthesis  in human vastus  lateralis. Amino Acids, 30, 279‐

289.  

Hill, C.A., Harris, R.C., Kim, H. J., Harris, B.D., Sale, C., Boobis, L., Kim, C.K., & Wise, J.A. (2007). 

Influence of  β‐alanine  supplementation on  skeletal muscle  carnosine  concentrations 

and high intensity cycling capacity. Amino Acids, 32, 225‐233.  

Hobson,  R.M.,  Saunders,  B.,  Ball, G., Harris,  R.C., &  Sale,  C.  (2012).  Effects  of  beta‐alanine 

supplementation on exercise performance: a meta‐analysis. Amino Acids, 43(1), 25‐37.  

Hoffman,  J.R., Ratamess, N.A.,  Faigenbaum, A.D., Ross, R., Kang,  J.,  Stout,  J.R., & Wise,  J.A. 

(2008).  Short‐duration  β‐alanine  supplementation  increases  training  volume  and 

reduces  subjective  feelings of  fatigue  in  college  football players. Nutrition Research, 

28, 31‐35.  

Hopkins, W.G.  (2004). Clinical, practical or mechanistic  significance vs.  statistical  significance 

for  population  effects    Retrieved  28/06/2011,  from 

http://sportsci.org/jour/04/Statistical_vs_clinical_ACSM_2004.ppt  

Kendrick, I.P., Harris, R.C., Kim, H.J., Kim, C.K., Dang, V.H., & Lam, T.Q. (2008). The effects of 10 

weeks of resistance training combined with β‐alanine supplementation on whole body 

strength,  force production, muscular endurance and body composition. Amino Acids, 

34, 547‐554.  

Kendrick,  I.P., Kim, H.J., Harris, R.C., Kim, C.K., Dang, V.H.,  Lam,  T.Q., Bui,  T.T., & Wise,  J.A. 

(2009). The effect of 4 weeks beta‐alanine supplementation and isokinetic training on 

carnosine  concentrations  in  type  I  and  II  human  skeletal  muscle  fibres.  European 

Journal of Applied Physiology, 106, 131‐138.  

Kohen, R., Yamamoto, Y., Cundy, K.C., & Ames, B.N. (1988). Antioxidant activity of carnosine, 

homocarnosine,  and  anserine  present  in muscle  and  brain.  Paper  presented  at  the 

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 

Ririe,  D.G.,  Roberts,  P.R.,  Shouse, M.N.,  &  Zaloga,  G.P.  (2000).  Vasodilatory  actions  of  the 

dietary peptide carnosine. Nutrition, 16, 168‐172.  

Page 60: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

60

Sale, C., Saunders, B., Hudson, S., Wise, J.A., Harris, R.C., & Sunderland, C.D. (2011). Effect of 

beta‐alanine plus sodium bicarbonate on high‐intensity cycling capacity. Medicine and 

Science in Sports and Exercise, 43(10), 1972‐1978.  

Spangenburg, E.E., Ward, C. W., & Williams, J.H. (1998). Effects of lactate on force production 

by mouse EDL muscle:  implications for the development of fatigue. Canadian Journal 

of Physiology and Pharmacology, 76(6), 642‐648.  

Stellingwerff,  T., Anwander, H.,  Egger, A., Buehler,  T.,  Kreis,  R., Decombaz,  J., & Boesch,  C. 

(2012).  Effect  of  two  β‐alanine  dosing  protocols  on muscle  carnosine  synthesis  and 

washout. Amino Acids, 42(6), 2461‐2472.  

Suzuki,  Y.,  Ito,  O.,  Takahashi,  H.,  &  Takamatsu,  K.  (2002).  High  level  of  skeletal  muscle 

carnosine contributes  to  the  latter half of exercise performance during 30‐s maximal 

cycle ergometer sprinting. Japanese Journal of Physiology, 52(2), 199‐205.  

Suzuki,  Y.,  Ito,  O.,  Takahashi,  H.,  &  Takamatsu,  K.  (2004).  The  effect  of  sprint  training  on 

skeletal muscle carnosine in humans. International Journal of Sport and Health Science, 

2, 105‐110.  

Acknowledgements 

We thank Professor Louise Burke (Australian Institute of Sport) for her invaluable assistance in 

sourcing and obtaining the beta‐alanine used in this study.  

 

Page 61: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

61

CHAPTER FOUR 

Study Two 

 

Effect of beta‐alanine supplementation on 800 m running performance 

 

Journal article published in the International Journal of Sports Nutrition and Exercise 

Metabolism 

Presented here in the journal format 

Running Title: Beta‐alanine and 800 m running

Page 62: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

62

Abstract  

Beta‐alanine  supplementation  has  been  shown  to  improve  exercise  performance  in  short‐

term,  high‐intensity  efforts.  Purpose:  The  aim  of  this  study  was  to  assess  if  beta‐alanine 

supplementation  could  improve 800 m  track  running performance  in male  recreational  club 

runners  (n = 18). Methods: Participants completed duplicate trials  (2 pre‐supplementation, 2 

post‐supplementation) of an 800 m race, separated by 28 days of either beta‐alanine (n = 9; 80 

mg∙kg‐1BM∙day‐1)  or  placebo  (n  =  9)  supplementation  (single  blind  design).  Results:  Using 

ANCOVA  (pre‐supplementation  times  as  covariate),  post‐supplementation  race  times  were 

significantly  faster  following beta‐alanine  (p  =  0.02), with post‐  versus pre‐supplementation 

race times being faster after beta‐alanine (‐ 3.64 ± 2.70 s,  ‐ 2.46 ± 1.80%), but not placebo (‐ 

0.59 ± 2.54 s, ‐ 0.37 ± 1.62%). These improvements were supported by a moderate effect size 

(d = 0.70) and a  ‘very  likely’  (99%) benefit  in  the beta‐alanine group after  supplementation. 

Split times (ANCOVA) at 400 m were significantly faster (p = 0.02) post‐supplementation in the 

beta‐alanine group, compared with placebo. This was supported by large effect sizes (d = 1.05 

– 1.19) and a  ‘very  likely’  (99%) benefit at the 400 and 800 m splits when comparing pre‐ to 

post‐supplementation with beta‐alanine. Additionally, the first and second halves of the race 

were  faster post‐  compared  to pre‐supplementation  following beta‐alanine  (1st half  ‐ 1.22 ± 

1.81 s, ‘likely’ 78% chance of benefit; 2nd half ‐ 2.38 ± 2.31 s, d = 0.83, ‘very likely’ 98% chance 

of benefit). No significant differences between groups or pre‐ and post‐supplementation were 

observed  for  post‐race  blood  lactate  and  pH.  Conclusion:  Overall,  28  days  of  beta‐alanine 

supplementation (80 mg∙kg‐1BM∙day‐1) improved 800 m track performance in recreational club 

runners. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 63: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

63

Introduction  

Running competitively at a high‐intensity for ~ 2 ‐ 3 min requires significant energy from both 

aerobic  and  anaerobic  sources  to  maintain  a  high  velocity  over  the  full  duration  (Billat, 

Harnard,  Koralsztein,  &  Morton,  2009).  Recently,  several  researchers  have  reported  that 

supplementation with  beta‐alanine  can  lead  to  improved  performance  in  short‐term,  high‐

intensity exercise efforts lasting 60 – 240 s (Hill et al., 2007; Hobson, Saunders, Ball, Harris, & 

Sale, 2012; Sale et al., 2011). This improvement may occur due to increased concentrations of 

intramuscular  carnosine, which  is an  important H+ buffer  found within muscle  fibres  (pKa = 

6.83;  Suzuki,  Ito,  Takahashi,  &  Takamatsu,  2002).  Additionally,  it  has  been  reported  that 

carnosine can increase the sensitivity of calcium release channels and muscle fibres to calcium 

(Dutka,  Lamboley, McKenna, Murphy,  &  Lamb,  2012;  Everaert,  Stegen,  Vanheel,  Youri,  & 

Derave, 2013),  can  enhance  vasodilation of blood  vessels  (Ririe, Roberts,  Shouse, &  Zaloga, 

2000)  and  has  useful  antioxidant  properties  (scavenges  peroxyl  radicals,  scavenges  singlet 

oxygen and chelates copper and other transition metals; Kohen, Yamamoto, Cundy, & Ames, 

1988).  

Supplementing with doses of beta‐alanine ranging from 3 – 6 g∙day‐1 (~ 40 – 80 mg∙kg‐1BM∙day‐

1) for at least 4 weeks can lead to increases in intramuscular carnosine concentrations of 30 – 

80%  (Baguet et al., 2009; Derave et al., 2007; Harris et al., 2006; Hill et al., 2007). As higher 

levels  of  carnosine  can  increase  muscle  buffer  capacity  and  potentially  improve  exercise 

performance  in  events  requiring  significant  energy  contributions  from  anaerobic  glycolysis 

(Derave et al., 2007; Suzuki et al., 2002), beta alanine may be a useful ergogenic supplement 

for  track  runners who  run  distances  of  800  to  1500 m  (~  2  ‐  4 min).  These  events  require 

significant contributions from anaerobic energy sources (Billat et al., 2009; Duffield, Dawson, & 

Goodman,  2005;  Spencer  &  Gastin,  2001),  as  demonstrated  by  high  blood  lactate  (HLa‐) 

concentrations  of  ~  12  –  18 mmol∙L‐1  being  reported  post‐race  (Hanon,  Leveque,  Vivier, & 

Thomas, 2007; Hill, 1999).  

To date,  the majority of exercise performance  studies assessing  supplementation with beta‐

alanine have been  laboratory based (i.e., not sport specific) and cycling (rather than running) 

has been the exercise mode most utilised. For example, Hill et al. (2007) and Sale et al. (2011) 

reported  similar  improvements  (12  –  13%)  in  total  work  done  and  time  to  exhaustion  in 

participants  completing  a  2  –  3 min  cycle  capacity  test  (110%  of  their  previously  achieved 

maximum power outputs), following beta‐alanine ingestion (~ 6 g∙day‐1, 4 weeks). In contrast, 

Bellinger et al. (2012) reported no significant improvements in average power output during a 

4  min  cycling  time‐trial  following  beta‐alanine  supplementation.  Similarly,  Hoffman  et  al. 

Page 64: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

64

(2008)  reported  that  beta‐alanine  ingestion  resulted  only  in  a  trend  (p  =  0.07)  for  slower 

fatigue rates in American football players performing a 60 s Wingate sprint, with no significant 

improvements found in power output. Only Derave et al. (2007) have reported on the effects 

of  beta‐alanine  supplementation  (4.8  g∙day‐1,  4  weeks)  on  running  performance,  finding 

significantly  increased (~ 35 ‐ 50%)  intramuscular carnosine concentrations, but no significant 

improvement  in  400 m  race  time  of  competitive  track  and  field  athletes.  A  recent meta‐

analysis  by  Hobson  et  al.  (2012)  has  suggested  that  any  ergogenic  benefit  of  beta‐alanine 

supplementation during short (~ 60 s), supra‐maximal exercise efforts may be minimal limited, 

but studies  investigating slightly  longer high‐intensity (i.e. 2 – 4 min) exercise efforts typically 

report more positive results. However, the available research has largely investigated exercise 

capacity tests and therefore it is important to determine if ergogenic effects can be achieved in 

specific sporting events that cover this exercise duration (i.e. 200 – 400 m swim, 800 – 1500 m 

run).  

Therefore,  the  purpose  of  this  study was  to  examine  if  supplementation with  beta‐alanine 

could improve 800 m track running performance. We hypothesized that supplementing for 28 

days with beta‐alanine would lead to significantly faster 800 m run times. 

Materials and Methods 

Participants 

Twenty‐one  trained  male  recreational  club  runners  were  initially  recruited,  with  three 

participants withdrawing due to personal reasons (of which 2 were the fastest runners  in the 

placebo group). This  left 18 runners (400 – 800 m runners; beta‐alanine group n = 2, placebo 

group n = 2; middle/long distance 800 – 5000 m  runners, beta‐alanine group n = 7, placebo 

group n = 7) who completed the experimental protocol (mean ± SD; beta‐alanine group, n = 9: 

age 22 ± 6 y, body‐mass 72.1 ± 9.8 kg; height 180.5 ± 7.9 cm; placebo group, n = 9: age 22 ± 5 

y, body‐mass 79.8 ± 12.8 kg; height 181.8 ± 6.3 cm). Participants had not supplemented with 

any nutritional substances in the three months preceding study entry or with beta‐alanine for 

the  previous  six months.  All were  informed  of  the  study  requirements,  benefits  and  risks 

before giving written  informed consent. Approval  for  the study’s procedures was granted by 

the research ethics committee of the University of Western Australia.  

Experimental Overview 

A randomised, placebo‐controlled study was performed. Firstly, 2 x 800 m practice trials were 

conducted on  the  same day  (1 week prior  to  experimental  testing)  to  allow participants  to 

familiarise  themselves with  the  track  and  their  race  pacing  strategy.  This was  followed  by 

Page 65: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

65

duplicate 800 m race trials (2 pre‐supplementation, 2 post‐supplementation), separated by 28 

days of either beta‐alanine or placebo  (glucose) supplementation. Duplicate trials  (separated 

by one week) were conducted to moderate any variation between trials and were performed 

at the same time of day to control for diurnal variations in performance. Pre‐supplementation 

800 m times were within 1.3 ± 1.7% of the participant’s most recently achieved personal best 

times (Beta‐alanine – mean = 144.6 ± 6.0 s, range = 135.5 – 154.9 s; placebo – mean = 153.9 ± 

11.2 s, range = 134.5 – 173.0 s). 

Participants abstained from completing any vigorous exercise and ingesting caffeine in the 24 h 

prior to each testing session and followed the same dietary  intake on every day of testing. A 

training  diary was  completed  from  two  days  prior  to  testing  through  to  completion  of  the 

study. A  food diary was recorded  for  the  two days prior  to each  testing session  to allow  the 

participants  to  review  their pre‐race nutrition and attempt  to match  it as closely as possible 

prior  to  each  trial.  Participants  were  instructed  to  maintain  their  current  training  regime 

throughout  the  testing  period,  with  training  modality,  duration  and  rating  of  perceived 

exertion  (RPE; Borg, 1982) noted so that a training  load could be calculated  (duration x RPE; 

Foster, 1998).  

Procedures 

The  running  trials  were  conducted  on  a  400  m  outdoor  compacted  grass  running  track. 

Electronic timing gates (Smartspeed, Fusion Sport, Australia) were placed at the 0/400 and 200 

m  distance  marks  to  record  running  times.  Participants  ran  alone,  with  no  verbal 

encouragement,  in  typical  running  shoes and were not allowed  to view/hear  their  race  split 

times during the trials to minimise the  influence of pacing strategies based upon these times 

or the performance of other participants. They completed their normal warm‐up prior to each 

testing session, with warm‐up intensities and duration noted down and then duplicated during 

each subsequent  trial. Air  temperature and  relative humidity were  recorded using a  thermal 

environment monitor  (QUESTemp32, Quest  Technologies, U.S.A.)  and wind  speed/direction 

was recorded using a digital anemometer (Model AM‐4203HA, Lutron Electronic Enterprise Co. 

Ltd.,  Taiwan).  Testing  at  an  identical  time  of  day  assisted  in  achieving  relatively  consistent 

wind/temperature values (mean air temperature – pre‐supplementation = 19.0 ± 4.1 °C, post‐

supplementation  =  22.1  ±  2.7  °C; mean  relative  humidity  –  pre‐supplementation  =  51.0  ± 

11.7%, post‐supplementation = 50.8 ± 15.0%; mean wind speed – pre‐supplementation = 5.5 ± 

3.5 km∙h‐1, post‐supplementation = 6.3 ± 3.2 km∙h‐1), but when variables were considered to be 

extreme, testing was postponed until weather conditions more closely matched those of the 

previous  trials.  The  typical  error  and  coefficient  of  variation  for  the  800  m  races  were 

Page 66: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

66

calculated using the pre‐supplementation trials for the combined sample and were 1.94 s and 

1.28%, respectively. 

Prior to starting the 800 m races and  immediately upon completion, a capillary blood sample 

(125  µl) was  taken  from  the  earlobe  using  glass  capillary  tubes  (D957G‐70‐125,  Clinitubes, 

Radiometer  Copenhagen)  to  assess  blood  lactate  concentration  (HLa‐)  and  pH.  These were 

transported on  ice back to the  laboratory, warmed and sampled within 1 h for measurement 

via a blood‐gas analyser/radiometer (ABL 625, Radiometer Copenhagen).  

Following  pre‐supplementation  testing,  participants  were  matched  on  training 

level/competition  distance  before  being  randomly  assigned  to  either  the  beta‐alanine  or 

placebo  group.  Beta‐alanine  (Sustained  Release  Beta‐alanine,  Musashi,  Australia)  was 

administered orally  (opaque gelatin capsules)  for 28 days with a dose of 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1 

taken as 4 split doses over each day with a meal or snack to assist with minimising any side‐

effects and  to enhance  carnosine  synthesis  (Stegen et al., 2013), whilst  the glucose placebo 

(Glucodin,  Valeant  Pharmaceuticals  Australasia, Australia) was  taken  in  a  similar  fashion  to 

mimic the beta‐alanine supplementation as closely as possible (~ 10 g∙dayˉ¹). Due to the fact 

that a matching placebo  tablet  could not be  sourced,  the beta‐alanine  tablets were broken 

into several large pieces (to minimise damage to the tablet’s structure) prior to inserting them 

into  the  capsules. Due  to  these  logistics of  capsule preparation, a  single blind  (participants) 

study design was utilised. Typically, supplementation protocols use a dose calculated per kg of 

body‐mass  to  account  for  differences  in  individual  body  size  (Graham,  2001; McNaughton, 

Siegler & Midgley, 2008).   As no  literature was available on a body‐mass adjusted dosage of 

beta‐alanine, a  total daily dose of 6.4 g.day‐1 of beta‐alanine  (which equated  to  the absolute 

daily amount of beta‐alanine supplemented with in previous studies: Hill et al., 2007, Kendrick 

et al., 2009, & Sale et al., 2011) was selected and corrected  for body‐mass using a phantom 

mass  of  80  kg. We  felt  it  reasonable  to  assume  that  a  higher  dose  of  beta‐alanine would 

provide the greatest increase in carnosine and therefore a similar chance of improving exercise 

performance. Prior to the study, pilot testing (2 weeks; n = 6 volunteers) using this daily dose 

of beta‐alanine was well tolerated, with no side effects being reported. Décombaz et al. (2011) 

have  previously  reported  that  an  acute  dose  of  1.6  g  of  slow‐release  beta‐alanine  is well 

tolerated with minimal side effects, which is similar to the ~ 1.5 g per dose used here. Athletes 

were visited weekly to distribute supplements, discuss dose compliance and to check on health 

during  the  study.  Following  28  days  of  supplementation,  participants  returned  for  post‐

supplementation testing which was conducted in an identical manner to pre‐supplementation 

testing.  After  completing  their  final  trial,  participants  were  asked  (verbally)  about  what 

supplement they thought they had ingested and any reasons for making this decision. 

Page 67: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

67

Data Analysis 

Split times were recorded every 200 m during the 800 m running trials. Total time and 400 m 

split  times were  calculated  post‐race.  Blood  lactate,  blood  pH  and  performance  results  for 

both  pre‐supplementation  and  post‐supplementation  running  tests  were  combined  and 

averaged for each group (beta‐alanine and placebo), so that one pre‐supplementation and one 

post‐supplementation measure was obtained for each variable. A one‐way repeated measures 

ANOVA determined if there was a learning effect between each of the duplicate trials, with no 

significant effects being found (pre‐supplementation p = 0.96, post‐supplementation p = 0.22). 

Results for each dependent performance variable (800 m time and splits) were analysed using 

an analysis of covariance (ANCOVA) with pre‐supplementation times being used as a covariate. 

Blood variables (pH and HLa‐) were analysed using a split‐plot analysis of variance (SPANOVA), 

with  statistical  significance  accepted  at  p  ≤  0.05.  Post‐hoc  t‐tests  were  utilised  where 

significant interaction effects were found. Pearson correlation coefficients were also calculated 

on change  in HLa‐ and pH values and 800 m performance. All analyses were carried out using 

IBM®  SPSS®  20  (IBM  Corporation,  USA).  Differences  in  exercise  performance  and  blood 

variables were also interpreted using Cohen’s d effect sizes and thresholds (< 0.49, small; 0.5 – 

0.79, moderate; ≥ 0.8, strong). Only moderate and strong effect sizes are  reported. Smallest 

worthwhile  changes  (clinically  beneficial  change)  in  performance  scores  between  pre‐  and 

post‐supplementation in the beta‐alanine and placebo groups, using the method described by 

Batterham  &  Hopkins  (2005)  was  also  undertaken.  A  Cohen’s  unit  of  0.2  was  used  to 

determine  the  smallest worthwhile  value of  change.   Where  the  chance of benefit or harm 

were  both  calculated  to  be  >  5%,  the  true  effect  was  deemed  unclear.  When  clear 

interpretation  could  be  made,  a  qualitative  descriptor  was  assigned  to  the  following 

quantitative chances of benefit:  25 – 75%, benefit possible; 75 – 95%, benefit likely; 95 – 99%, 

benefit very likely; > 99%, benefit almost certain. 

Results 

Analysis of  the completed  training diaries revealed no significant  (p = 0.50) difference  in  the 

training loads completed by each group throughout the testing period (beta‐alanine = 21355 ± 

9424 arbitrary units; placebo = 24858 ± 15918 arbitrary units). Weekly  training  loads  in  the 

beta‐alanine group were 5911 ± 2822, 5218 ± 2433, 5585 ± 2218 and 4641 ± 2838 arbitrary 

units for weeks 1 ‐ 4, respectively. In the placebo group these were 6940 ± 3973, 5383 ± 3945, 

5978 ± 4348 and 6558 ± 4227 arbitrary units for weeks 1 ‐ 4, respectively (p ˃ 0.05 for all).  

Performance Data 

Page 68: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

68

Running  race  total  times  are  presented  in  Table  5.  As  consistent  differences  were  noted 

between  the groups  in 800 m performance  times at pre‐supplementation  testing  (at  least  in 

part due to the withdrawal of the 2 fastest runners in the placebo group), ANCOVA was used 

to  analyse  these  results  using  the  pre‐supplementation  times  as  the  covariate.  Following 

supplementation,  the beta‐alanine group was  significantly  (p = 0.02)  faster when  compared 

with  placebo.  Further,  the  beta‐alanine  group  was  faster  overall  when  post‐  and  pre‐

supplementation results were compared for change (beta‐alanine group: ‐ 3.64 ± 2.70 s, ‐ 2.46 

± 1.80%; placebo group: ‐ 0.59 ± 2.54 s, ‐ 0.37 ± 1.62%). This improvement in the beta‐alanine 

group was supported by a moderate effect size (d = 0.70) and a  ‘very  likely’ (99%) chance of 

benefit. In addition, when post‐ versus pre‐supplementation results were assessed for the first 

400  m,  the  beta‐alanine  group  was  ‐  1.22  ±  1.81  s  faster  (near  significance;  p  =  0.054) 

compared with little change in the placebo group (‐ 0.26 ± 2.52 s). This result was supported by 

a  ‘likely’  (78%)  benefit  to  performance. While  second  400 m  times  were  not  significantly 

different between groups post‐supplementation  (p = 0.15),  the beta‐alanine group  improved 

their running time by ‐ 2.38 ± 2.31 s pre‐ to post‐supplementation, compared with ‐ 0.42 ± 3.09 

s for the placebo group, with this improvement supported by a large effect size (d = 0.83) and a 

‘very likely’ (98%) chance of benefit. In respect to 200 m split times (Figure 3), an improvement 

of ‐ 1.42 ± 1.00 s was recorded from 200 ‐ 400 m following beta‐alanine supplementation, with 

this  result being significantly different  to  the same split  time value  recorded  for  the placebo 

group post‐supplementation (p = 0.02). This change from pre‐ to post‐supplementation in the 

beta‐alanine  group was  supported by  a  large effect  size  (d  = 1.05)  and  a  ‘very  likely’  (99%) 

chance of benefit. No other significant differences were  identified  in the split times of either 

group, although the beta‐alanine group improved their 600 – 800 m split by ‐ 1.97 ± 1.72 s pre‐ 

to post‐supplementation, which was  supported by  a  large effect  size  (d = 1.19)  and  a  ‘very 

likely’ (99%) benefit to performance. 

 

 

Page 69: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

69

 

 

 

 

1 significantly different post‐supplementation when compared to placebo (p = 0.02) 

 

 

 

   Beta‐alanine  Placebo Cohen's d effect size / % mean change ± 90% CI / % chance 

beneficial (trivial/harmful) 

Variable  Pre (s)  Post (s)  Pre (s)  Post (s)  Beta‐alanine Pre vs. Post  Placebo Pre vs. Post 

Total time  145.73 ± 5.71  142.09 ± 4.641  156.80 ± 12.27  156.21 ± 12.34 0.70/‐ 2.5 ± 0.3/99(1/0) ‘very 

likely’ 

0.05/‐ 0.4 ± 0.1/3(97/0) 

‘trivial’ 

First 400 m  69.55 ± 3.69  68.34 ± 2.27  74.67 ± 5.15  74.41 ± 4.95  0.40/‐ 1.6 ± 0.3/78(22/0) ‘likely’ 0.05/‐ 0.3 ± 0.3/19(72/9) 

‘trivial’ 

Second 400 m  76.14 ± 2.97  73.76 ± 2.81  82.17 ± 7.66  81.74 ± 8.19 0.83/‐ 3.1 ± 0.5/98(2/0) ‘very 

likely’ 

0.05/‐ 0.5 ± 0.3/16(80/4) 

‘trivial’ 

Table 5.Mean (± SD) total, first/second half split times pre‐ and post‐supplementation in the beta‐alanine (n = 9) and placebo (n = 9) groups. 

Page 70: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

70

 

 

 

 

 

Figure 3. Mean (± SD) total, 200 m split times pre‐ and post‐supplementation in the beta‐alanine (A; n = 9) and placebo (B; n = 9) groups. 

1 significantly different post‐supplementation when compared to placebo (p = 0.02). 

a large effect size (˃ 0.8) and ‘very likely’ (96 – 99%) chance of benefit pre‐ to post‐supplementation with beta‐alanine. 

 

Page 71: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

71

Blood Lactate and pH  

No significant  (p = 0.17 – 0.83) differences or moderate‐large effect sizes within or between 

groups were observed in HLa‐ or pH pre‐ or post‐supplementation (see Table 6). Mean change 

(∆)  in HLa‐ and blood pH during the races for both pre‐ and post‐supplementation trials were 

also calculated, with no significant (p = 0.57 – 0.77) differences again found between groups. 

Mean ∆HLa‐ and pH during  the races  for both before‐ and after‐supplementation  trials were 

not correlated to the change  in race time  in the beta‐alanine group (HLa‐: r = 0.10, p = 0.81; 

pH: r = 0.44, p = 0.24). 

Page 72: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

72

Table 6. Mean (± SD) blood lactate (HLa‐; mmol∙L‐1) and pH results pre‐ and post‐supplementation in the beta‐alanine (n = 9) and placebo (n = 9) 

groups. 

   Beta‐alanine  Placebo  

Variable/Time  Pre  Post  Pre  Post 

HLa‐         

Pre‐race   1.2 ± 0.2  1.1 ± 0.2  1.1 ± 0.3  1.2 ± 0.3 

Post‐race  9.8 ± 1.9  10.4 ± 1.6  11.3 ± 3.2  11.8 ± 2.9 

Change prepost‐race  8.6 ± 1.8  9.4 ± 1.5  10.2 ± 3.2  10.6 ± 2.9 

pH         

Pre‐race  7.407 ± 0.027  7.411 ± 0.010  7.399 ± 0.011  7.409 ± 0.011

Post‐race  7.195 ± 0.035  7.186 ± 0.041  7.181 ± 0.050  7.186 ± 0.045 

Change prepost‐race  ‐ 0.212 ± 0.042  ‐ 0.225 ± 0.044  ‐ 0.218 ± 0.052  ‐ 0.223 ± 0.047 

* No significant differences or moderate ‐ large effect sizes recorded within or between groups.

Page 73: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

73

Discussion 

The purpose of this study was to examine whether 28 days of beta‐alanine supplementation 

(80 mg∙kg‐1BM∙day‐1; total dose = 161.5 ± 21.9 g) could  improve 800 m race times. The main 

finding was that recreational club runners supplemented with beta‐alanine completed the race 

significantly  faster  post‐supplementation  compared with  placebo  (p  =  0.02), with  the  beta‐

alanine group  improving  their pre‐  to post‐supplementation 800 m  time by  ‐ 3.6 s  (d = 0.70; 

99%  ‘very  likely’ chance of benefit). This  improvement  is greater than the typical error score 

calculated here for the race (1.94 s) and equates to an improvement of ~ 19 m, which may be 

practically important. This study is also the first to report enhanced running race performance 

following supplementation with beta‐alanine. However, it must be acknowledged that because 

recreational,  club  level  runners were  used  in  this  study  the magnitude  of  any  differences 

observed in elite runners may be different. This is an area that requires further investigation. 

These  results agree with previous  research  reporting  improvements  in  total work done and 

time to exhaustion during cycling exercise efforts of a similar duration to the current study (2 – 

3 min; Hill et. al., 2007; Sale et al., 2011). In addition, a recent meta‐analysis by Hobson et al. 

(2012) suggested that exercise performances lasting 60 – 240 s, where the concentration of H+ 

and HLa‐ (12 – 14 mmol∙L‐1) reach high levels, were more likely to show improvement following 

beta‐alanine  supplementation.  High  levels  of  HLa‐,  along  with  low  pH  values  were 

demonstrated post‐race in the current study (HLa‐: ~ 9 – 12 mmol∙L‐1; pH: ~ 7.18 – 7.19).  

In considering  the 200 m split  times  recorded here,  the  runners were  ‐ 1.2 s  faster over  the 

first 400 m following beta‐alanine ingestion. Most of this improvement was gained from 200 – 

400 m, where  the beta‐alanine group was  ‐ 1.4  s  faster  (post‐ versus pre‐supplementation). 

Improvements in race speed (‐ 2.4 s) were also recorded in the second half of the 800 m race 

following  supplementation with  beta‐alanine.  This  improvement  largely  came  from  a  ~  2  s 

faster  time  occurring  between  600  –  800 m.  It  is  possible  that  significant H+  accumulation 

during this intense period of the race may mean that any additional buffering effects of beta‐

alanine supplementation (via carnosine) may have the greatest effects during this period. This 

supposition  is supported by a recent study by Baguet et al. (2010), who reported that higher 

intramuscular  carnosine  concentrations were  correlated with  faster  rowing  times  over  the 

second and third 500 m splits (~ 1.5 – 5 min) of a 2000 m race and hypothesized that this could 

be due to improved muscle buffering over this intense period of the race.  

As  noted  above,  higher  levels  of  carnosine  have  been  suggested  to  improve  the  buffering 

capacity of the muscle (pKa = 6.83;  intramuscular concentration post‐supplementation = 30 – 

40 mmol∙kg‐1DM) and therefore potentially improve exercise performance (Derave et al., 2007; 

Page 74: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

74

Suzuki et al., 2002). In the current study, the buffering systems of the body were challenged, as 

HLa‐ reached ~ 9 – 12 mmol∙L‐1 and blood pH fell to ~ 7.18 – 7.19 by the end of the race, with 

these  values  being  typical  of  an  800 m  race  (Duffield  et  al.,  2005;  Hill,  1999).  Given  that 

performance was  improved  for  a  similar  change  in  HLa‐  and  blood  pH  in  the  beta‐alanine 

group,  improved  intramuscular  buffering  is  one  possible  explanation  for  the  faster 

performance. Although  it was not possible  to measure muscle carnosine  levels  in  this study, 

we  calculated  that  our  dosing  strategy  would  have  increased  intramuscular  carnosine 

concentrations by ~ 40%, using the  linear relationship between  total dose and  intramuscular 

carnosine presented by Stellingwerff et al.  (2012). Based on  this data, we are confident  that 

our  total  dose  of  beta‐alanine  administered  to  the  participants  increased muscle  carnosine 

levels sufficiently to improve exercise performance.  

Our results show relatively greater improvement in race times than those reported previously 

in  runners  completing  800  –  1500  m  races  following  ingestion  of  sodium  bicarbonate  to 

improve their extracellular buffering capacity  (here, beta‐alanine =  ‐ 2.5%/‐ 3.6 s; previously, 

sodium bicarbonate = ‐ 1.1 ‐ 1.8%/‐ 1.5 – 3 s)(Bird, Wiles, & Robbins, 1995; Wilkes, Gledhill, & 

Smyth, 1983). Our results suggest that 800 m running performance is improved by a similar or 

greater magnitude following beta‐alanine supplementation compared to sodium bicarbonate, 

with  these  improvements  most  likely  a  result  of  improved  intracellular  buffering,  but 

potentially also other ergogenic effects associated with beta‐alanine,  such as effects on  the 

Ca²+ sensitivity (release and/or uptake) within the muscle fibres that may attenuate muscular 

fatigue  (Dutka et al., 2012; Everaert et al., 2013), enhanced  vessel  vasodilation  (Ririe et  al., 

2000) and antioxidant effects (Kohen et al., 1988).  

In  contrast,  results of  the  current  study  are not  in  agreement with  those of Bellinger et  al. 

(2012), who recorded no  improvement  in cycling power output during a 4 min time‐trial. The 

lack of benefit of beta‐alanine supplementation found by Bellinger et al. (2012) may have been 

due  to  the  lower dose used by  these  researchers,  compared with  those who have  reported 

exercise performance benefits (i.e., Bellinger et al.: ~ 4.6 g∙day‐1, 4 weeks ≈ 129 g total; current 

study: ~ 6 g∙day‐1, 28 days ≈ 162 g total; Hill et al.: ~ 5 g∙day‐1, 4 weeks ≈ 146 g total; Sale et al.: 

~ 6.4 g∙day‐1, 4 weeks ≈ 179 g total). Furthermore, our results also contrast with the only other 

study  that  has  reported  the  effects  of  beta‐alanine  supplementation  on  running  exercise 

performance, which concluded that beta‐alanine supplementation had no effect on 400 m race 

time in elite runners (Derave et al., 2007). Moreover, the increases in intramuscular carnosine 

measured  by Derave  et  al.  (2007) were  not  correlated with  the  change  in  400 m  speed  or 

maximum HLa‐. Due  to  the  fact  that participants  in  the current study were  recreational club 

runners and were completing an 800 m race (rather than 400 m), a slower race pace (~ 5 ‐ 6 

Page 75: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

75

m.s‐1) when compared to the 400 m running race times reported by Derave et al.  (2007; ~ 8 

m.s‐1) was recorded.  In the current study, despite the slower pace of the runners, high blood 

lactate  concentrations  were  recorded  post‐race  indicating  significant  contributions  from 

anaerobic glycolytic pathways. This longer duration may have resulted in a greater time for any 

enhanced buffering effects  to  improve exercise performance. Of  relevance,  it has previously 

been  reported  that  high‐intensity  exercise  efforts  lasting  ˂  60  s  are  less  affected  by 

supplementation with beta‐alanine than longer efforts (Hobson et al., 2012). This may be due 

to  the  fact  that  during  shorter  duration  exercise  efforts  less  time  is  spent  exercising with 

significant  metabolite  concentrations  in  the  muscles  and  blood,  which  may  minimise  the 

effects  of  any  supplement  aimed  at  improving  the  buffering  capacity  of  the  body.  Any 

ergogenic  benefit  of  improved  buffering  may  only  be  evident  once  the  exercise  effort 

continues for a longer duration (i.e. 60 – 240 s). 

Conclusions and Practical Application  

In conclusion, serially supplementing with beta‐alanine (80 mg∙kg‐1BM∙day‐1 ~ 6 g∙day‐1) for 28 

days  improved 800 m running race times  in recreational club runners. Importantly, this  is the 

first  study  to  show  an  improvement  in  running  race  performance  following  beta‐alanine 

supplementation. This  result supports earlier  research  that have  reported  improved exercise 

capacity  in  tests  lasting  60  –  240  s.  Future  research  should  investigate  if  these  ergogenic 

effects  exist  in  elite  athletes  performing  800 m  running  races  or  simulations  and  in  other 

modalities of exercise, with efforts lasting a similar time period (i.e. 2 – 4 min). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 76: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

76

References 

Baguet, A., Bourgois, J., Vahnee, L., Achten, E., & Derave, W. (2010). Important role of muscle 

carnosine in rowing performance. Journal of Applied Physiology, 109, 1096‐1101.  

Baguet, A., Reyngoudt, H., Pottier, A., Everaert, I., Callens, S., Achten, E., & Derave, W. (2009). 

Carnosine  loading  and  washout  in  human  skeletal muscles.  Journal  of  Applied  Physiology, 

106(3), 837‐842.  

Batterham, A. M., & Hopkins, W. G. (2005). Making meaningful inferences about magnitudes. 

Sportscience, 9, 6‐13.  

Bellinger, P. M., Howe, S. T., Shing, C. M., & Fell, J. W. (2012). Effect of combined b‐alanine and 

NaHCO3 supplementation on cycling performance. Medicine and Science in Sports and Exercise, 

44(8), 1545‐1551.  

Billat,  V.,  Harnard,  L.,  Koralsztein,  J.P.,  &  Morton,  R.H.  (2009)  Differential  modeling  of 

anaerobic  and  aerobic  metabolism  in  the  800‐m  and  1,500‐m  run.  Journal  of  Applied 

Physiology, 107, 478‐487. 

Bird, S. R., Wiles, J., & Robbins, J. (1995). The effect of sodium bicarbonate ingestion on 1500‐

m racing time. Journal of Sports Sciences, 3(5), 399‐403.  

Borg, G. (1982). Psychological bases of perceived exertion. Medicine and Science in Sports and 

Exercise, 14(5), 377‐381.  

Décombaz,  J., Beaumont, M., Vuichoud,  J., Bouisset,  F., &  Stellingwerff,  T.  (2011).  Effect  of 

slow‐release β‐alanine tablets on absorption kinetics and paresthesia. Amino Acids, 43(1), 67‐

76. 

Derave, W., Özdemir, M. S., Harris, R. C., Pottier, A., Reyngoudt, H., Koppo, K., Wise,  J.A., & 

Achten,  E.  (2007).  β‐Alanine  supplementation  augments  muscle  carnosine  content  and 

attenuates fatigue during repeated isokinetic contraction bouts in trained sprinters. Journal of 

Applied Physiology, 103, 1736‐1743.  

Duffield, R., Dawson, B., & Goodman, C. (2005). Energy system contribution to 400‐metre and 

800‐metre track running. Journal of Sports Sciences, 23(3), 299‐307.  

Dutka, T. L., Lamboley, C. R., McKenna, M. J., Murphy, R. M., & Lamb, G. D. (2012). Effects of 

carnosine on contractile apparatus Ca2+‐sensitivity and sarcoplasmic reticulum Ca2+ release  in 

human skeletal muscle fibers. Journal of Applied Physiology, 112(5), 728‐736.  

Page 77: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

77

Everaert,  I., Stegen, S., Vanheel, B., Youri, T., & Derave, W. (2013). Effect of beta‐alanine and 

carnosine supplementation on muscle contractility in mice. Medicine and Science in Sports and 

Exercise, 45(1), 43‐51.  

Foster,  C.  (1998). Monitoring  training  in  athletes with  reference  to  overtraining  syndrome. 

Medicine and Science in Sports and Exercise, 30(7), 1164‐1168.  

Goldfinch,  J., McNaughton,  L.  R.,  &  Davies,  P.  (1988).  Induced metabolic  alkalosis  and  its 

effects on 400‐m racing time. European Journal of Applied Physiology, 57(1), 45‐48.  

Hanon, C., Leveque, J. M., Vivier, L., & Thomas, C. (2007). Oxygen uptake in the 1500 m. New 

Studies in Athletics, 22(1), 15‐22.  

Harris, R. C., Tallon, M. J., Dunnett, M., Boobis, L., Coakley, J., Kim, H. J., Fallowfield, J.L., Hill, 

C.A., Sale, C., & Wise, J. A. (2006). The absorption of orally supplied β‐alanine and its effect on 

muscle carnosine synthesis in human vastus lateralis. Amino Acids, 30, 279‐289.  

Hill, C. A., Harris, R. C., Kim, H.  J., Harris, B. D.,  Sale, C., Boobis,  L., Kim, C.K., & Wise,  J. A. 

(2007).  Influence of  β‐alanine  supplementation on  skeletal muscle  carnosine  concentrations 

and high intensity cycling capacity. Amino Acids, 32, 225‐233.  

Hill, D. W. (1999). Energy system contributions in the middle‐distance running events. Journal 

of Sports Sciences, 17, 477‐483.  

Hobson, R. M., Saunders, B., Ball, G., Harris, R. C., & Sale, C.  (2012). Effects of beta‐alanine 

supplementation on exercise performance: a meta‐analysis. Amino Acids, 43(1), 25‐37.  

Hoffman, J. R., Ratamess, N. A., Faigenbaum, A. D., Ross, R., Kang, J., Stout, J. R., & Wise, J. A. 

(2008).  Short‐duration  β‐alanine  supplementation  increases  training  volume  and  reduces 

subjective feelings of fatigue in college football players. Nutrition Research, 28, 31‐35.  

Kendrick, I. P., Kim, H. J., Harris, R. C., Kim, C. K., Dang, V. H., Lam, T. Q., Bui, T. T., & Wise, J. A. 

(2009).  The  effect  of  4  weeks  beta‐alanine  supplementation  and  isokinetic  training  on 

carnosine  concentrations  in  type  I and  II human  skeletal muscle  fibres. European  Journal of 

Applied Physiology, 106, 131‐138. 

Kohen, R., Yamamoto, Y., Cundy, K. C., & Ames, B. N. (1988). Antioxidant activity of carnosine, 

homocarnosine,  and  anserine  present  in  muscle  and  brain.  Proceedings  of  the  National 

Academy of Sciences of the United State of America, 85(9), 3175‐3179.  

Page 78: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

78

Ririe, D. G., Roberts, P. R., Shouse, M. N., & Zaloga, G. P.  (2000). Vasodilatory actions of  the 

dietary peptide carnosine. Nutrition, 16, 168‐172.  

Sale, C., Saunders, B., Hudson, S., Wise, J. A., Harris, R. C., & Sunderland, C. D. (2011). Effect of 

beta‐alanine plus sodium bicarbonate on high‐intensity cycling capacity. Medicine and Science 

in Sports and Exercise, 43(10), 1972‐1978.  

Spencer, M., & Gastin, P. B. (2001). Energy system contribution during 200‐to 1500‐m running 

in highly trained athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise, 33(1), 157‐162.  

Stegen, S., Blancquaert, L., Everaert,  I., Bex, T., Taes, Y., Calders, P., Achten, E., & Derave, W. 

(2013). Meal and beta‐alanine coingestion enhances muscle carnosine  loading. Medicine and 

Science in Sports and Exercise, In press. 

Stellingwerff,  T., Decombaz,  J., Harris, R. C., & Boesch, C.  (2012). Optimizing human  in  vivo 

dosing  and  delivery  of  β‐alanine  supplements  for muscle  carnosine  synthesis. Amino Acids, 

43(1), 57‐65.  

Suzuki,  Y.,  Ito,  O.,  Takahashi,  H.,  &  Takamatsu,  K.  (2002).  High  level  of  skeletal  muscle 

carnosine  contributes  to  the  latter  half  of  exercise  performance  during  30‐s maximal  cycle 

ergometer sprinting. Japanese Journal of Physiology, 52(2), 199‐205.  

Wilkes, D., Gledhill, N., & Smyth, R. (1983). Effect of acute induced metabolic alkalosis on 800‐

m racing time. Medicine and Science in Sports and Exercise, 15(4), 277‐280.  

Acknowledgements 

We thank Professor Louise Burke (Australian Institute of Sport) for her invaluable assistance in 

obtaining the beta‐alanine used in this study. 

Page 79: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

79

CHAPTER FIVE 

Study Three 

 

Effect of beta‐alanine and sodium bicarbonate supplementation on repeated‐sprint 

performance 

 

Journal article published in the Journal of Strength and Conditioning Research 

Presented here in the journal format 

Running Title: Beta‐alanine, sodium bicarbonate and repeated‐sprint performance 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 80: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

80

Abstract  

This  study  aimed  to  investigate  if  combining  beta‐alanine  (BA)  and  sodium  bicarbonate 

(NaHCO3) supplementation could lead to enhanced repeated‐sprint performance in team‐sport 

athletes,  beyond  what  is  possible  with  either  supplement  alone.  Participants  (n  =  24) 

completed duplicate trials of a repeated‐sprint  test  (3 sets; 6 x 20 m departing every 25 s, 4 

min active recovery between sets) and were then allocated  into 4 groups; BA only (n = 6; 28 

days BA, acute NaCl placebo); NaHCO3 only  (n = 6; 28 days glucose placebo, acute NaHCO3); 

BA/NaHCO3 (n = 6; 28 days BA, acute NaHCO3); placebo only (n = 6; 28 days glucose placebo, 

acute  NaCl  placebo),  then  completed  duplicate  trials  post‐supplementation.  NaHCO3  alone 

resulted  in moderate ES (d = 0.40 – 0.71) and  ‘likely’ and  ‘very  likely’ benefit for overall total 

sprint times (TST) and for each  individual set, as well as for first sprint (Set 2 and 3) and best 

sprint time (Set 2 and 3).   Combining BA and NaHCO3 resulted  in ‘possible’ to ‘likely’ benefits 

for overall TST, as well as for Sets 2 and 3.  First sprint (Set 3) and best sprint time (Sets 2 and 

3)  also  showed  ‘likely’  benefit  after  this  trial.  The  BA  and  placebo  groups  showed  no 

differences  in performance after  supplementation.  In  conclusion,  these  results  indicate  that 

supplementation with acute NaHCO3 improved repeated‐sprint performance more than either 

a combination of NaHCO3 and BA or BA alone. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 81: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

81

 

INTRODUCTION 

Team‐sports such as soccer, field hockey and Australian football are characterised by multiple 

repeated sprints, separated by short rest periods (38, 39). Maintaining repeated‐sprint ability 

(RSA)  is  a  vital  performance  component  in  these  sports.  Typically,  repeated‐sprint 

requirements of team‐sports comprise several bouts of 6 – 7 sprints over a distance of 10 – 20 

m (~ 1.5 – 4 s), generally  interspersed with ~ 20  ‐ 25 s of active recovery throughout a game 

(38, 39). These  repeated  short  sprints  can  lead  to  significant accumulation of H+, which  can 

consequently  impair  exercise  performance  (10).  Therefore,  any  increase  in  the  level  or 

functioning of  the buffering  systems of  the body,  including  amino  acids, proteins,  inorganic 

phosphate,  bicarbonate,  creatine  phosphate  hydrolysis  and  lactate  production  (33),  could 

significantly attenuate  the decline  in blood and muscle pH, and potentially  lead  to  improved 

repeated‐sprint performance.  

Beta‐alanine  (3‐Aminopropionic acid, C3H7NO2)  is a beta amino acid  that has received recent 

research  interest due to  its potential positive effects on muscle pH and exercise performance 

when  loaded  with  over  several  weeks.  The  level  of  beta‐alanine  is  rate  limiting  for  the 

production of carnosine  (β‐Alanyl‐L‐histidine, C9H14N4O3), a significant H+ buffer  found within 

muscle fibres (pKa = 6.83). Specifically, supplementing with beta‐alanine doses ranging from 3 

– 6 g∙day‐1 (~ 40 – 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1) for at least 4 weeks can lead to 30 – 80 % increases in 

intramuscular carnosine concentrations  (3, 5, 14, 19, 20, 24, 25), which can  increase muscle 

buffer  capacity and potentially  improve exercise performance  in events  requiring  significant 

energy  contributions  from  anaerobic  glycolysis  (1,  3,  14,  40‐42).  In  addition,  higher muscle 

carnosine  concentrations may  benefit  exercise  performance  by  increasing  the  sensitivity  of 

muscle  fibres and  calcium  release  channels  to  calcium  (7, 16, 17, 27, 34, 44), by enhancing 

vessel vasodilatory effects (32) and by its antioxidant properties (26).  

To  date,  studies  investigating  the  effects  of  beta‐alanine  supplementation  on  RSA  have 

reported little ergogenic effect (22, 36, 43). For example, Saunders et al. (36) found no benefit 

of beta‐alanine supplementation in both elite and non‐elite team‐sport players performing the 

Loughborough Intermittent Shuttle Test. Sweeney et al. (43) also reported no improvement in 

average  power  output  and  total work  done  in  healthy males  completing  sprints  on  a  non‐

motorised treadmill. However, the sprint duration (5 s) and rest times (45 s between sprints) 

used  in  this  protocol  were  not  typical  of  those  seen  in  team‐sport  match  play  (38,  39). 

Conversely, Hoffman et al. (22) reported a trend for a  lower fatigue rate  in American football 

players completing a repeated line drill following beta‐alanine supplementation. Similar to the 

Page 82: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

82

study of  Sweeney  et  al.  (43),  their protocol  also did not match  the  typical  requirements of 

team‐sport  match  play  (39).  Whether  results  would  be  different  if  exercise  performance 

involves  repeated,  short  duration  sprints  separated  by  brief  recovery  times,  that  typically 

characterise match play in team‐sports is unclear. 

Ingesting  an  acute  oral  dose  (0.3  g∙kg‐1  BM)  of  sodium  bicarbonate  60  –  90 min  prior  to 

exercise increases the pre‐exercise blood pH to 7.45 or greater, and can then delay the decline 

in pH associated with high‐intensity exercise  requiring  significant anaerobic metabolism  (10, 

11, 29). To date, several studies have  investigated the effects of supplementing with sodium 

bicarbonate on exercise trials that reflect the energetic requirements of team‐sports and have 

reported  improvements  in work done, power output and a  lower decline  in  repeated  sprint 

times (10, 11, 28, 31).  

Of interest is whether the combination of sodium bicarbonate (extracellular blood buffer) and 

beta‐alanine (intracellular muscle buffer via carnosine) supplementation can lead to enhanced 

repeated‐sprint performance beyond what  is possible with either  supplement alone. Recent 

research  has  found  that  combining  sodium  bicarbonate  and  beta‐alanine  supplementation 

together resulted in slightly improved high‐intensity cycling performance (2 – 4 min), more so 

than  when  beta‐alanine  supplementation  was  undertaken  alone  (9,  35).  Therefore,  the 

purpose of this study was to investigate whether supplementation of beta‐alanine for 28 days 

combined with a pre‐exercise dose of sodium bicarbonate, could improve prolonged repeated‐

sprint  performance  in  team‐sport  athletes.  We  hypothesized  that  both  beta‐alanine 

supplementation  and  an  acute  dose  of  sodium  bicarbonate  would  separately  result  in 

improvements  in  repeated‐sprint  performance,  but  that  combining  both  treatments would 

lead to a greater improvement in RSA compared to either supplement alone.    

METHODS 

Experimental Approach to the Problem 

A  randomised,  placebo‐controlled  study was  conducted, which  also  incorporated  duplicate 

(one week  apart)  trials, performed both before  and  after  28 days of  either beta‐alanine or 

placebo (glucose) supplementation and a pre‐exercise  ingestion of either sodium bicarbonate 

or placebo. Duplicate trials were conducted to moderate any variation between trials and were 

performed at the same time of day to control for diurnal variations  in exercise performance. 

Participants abstained from performing any vigorous exercise and from ingesting caffeine 24 h 

prior to each trial and  followed the same dietary  intake on each testing day. Training diaries 

were completed two days prior to testing through to the completion of the study, while food 

Page 83: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

83

diaries were completed for the two days prior to each testing session to ensure exercise and 

dietary compliance prior to each trial. 

Subjects 

Twenty  four  male,  competitive  team‐sport  athletes,  who  were  currently  in  the  weekly 

competitive  period  of  their  respective  seasons, were  recruited  to  the  study  (see  Table  7). 

Participants  from Australian  football, hockey  (field) and soccer were selected because of  the 

similar physiological and match‐play requirements of each of these sports (6, 13, 15, 38, 39). 

They had not supplemented with any nutritional substances in the preceding three months or 

with  beta‐alanine  for  the  previous  six months.  All  participants were  informed  of  the  study 

requirements, benefits and risks before giving  informed consent. Approval  for  the study was 

granted by the research ethics committee of the University of Western Australia. 

 

Procedures 

Repeated Sprint Test (RST) 

The  RST  was  performed  in  an  indoor  gymnasium  on  a  sprung  wooden  floor.  Participants 

performed an individualised warm‐up (similar to their pre‐game warm‐up) that ranged from 5 

– 10 min, which consisted of walking, jogging, sprinting and dynamic stretching. Each individual 

warm‐up was recorded and replicated in further trials. Two self‐paced sprints (60% and 80% of 

maximal  ability) were  completed  at  the  end  of  the warm‐up,  to  ensure  readiness  to  sprint 

during the test.  

The  RST  involved  3  sets  of  6  x  20 m maximal  running  sprints,  departing  every  25  s, which 

included  the  time  taken  to  jog  back  to  the  starting  position.  This  distance  and  timing was 

Page 84: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

84

chosen to mimic  the mean sprint distance/time, recovery and energy requirements of team‐

sports  (38).  Sprint  times  were  recorded  using  electronic  timing  gates  (Fusion  Sport 

Smartspeed,  Coopers  Plains,  Queensland,  Australia).  Four  minutes  of  active  recovery  was 

completed between sets (1 min rest, 1 min light jogging, 1 min walking and 1 min rest) around 

a 20 x 20 m square. Sim et al.  (37) completed the same protocol and reported   typical error 

and coefficient of variation values for the total time taken to complete one set of sprints, best 

20 m  time, and percentage decrement of 0.060  s and 1.8%; 0.19  s and 1.1%; and 1.5% and 

64.6%,  respectively.  Further,  intra‐class  correlation  (ICC),  standard  error  of  measurement 

(SEM) and minimal difference  (MD) were calculated for each variable  (total sprint time  ICC = 

0.91, SEM = 0.82, MD = 2.28; set 1/2/3 total time ICC = 0.85 – 0.92, SEM = 0.25 – 0.38, MD = 

0.71 – 1.06; first and best sprint of each set ICC = 0.87 – 0.91, SEM = 0.04 – 0.06, MD = 0.12 – 

0.18;  percentage  decrement  ICC  =  0.26  –  0.75,  SEM  =  0.91  –  1.62,  MD  =  2.52  –  4.50). 

Environmental  conditions  within  the  gymnasium  were  measured  using  a 

temperature/humidity meter  (Fluke 971, Fluke Corporation, Washington, U.S.A.) during each 

trial, with mean ± SD values for dry bulb temperature and relative humidity being 21.9 ± 3.4 °C 

and 56.7 ± 9.5%, respectively.   

 

Blood Analysis 

Prior to starting the RST and  immediately upon completion, a capillary blood sample (125 µl) 

was  taken  from  the  earlobe  of  participants  using  glass  capillary  tubes  (D957G‐70‐125, 

Clinitubes,  Radiometer  Copenhagen)  to  assess  blood  lactate  concentration  (HLa‐)  and  pH. 

Following each  set of  repeated  sprints, a  smaller  capillary blood  sample  (35 µl; due  to  time 

constraints)  was  taken  from  the  earlobe  of  participants  using  similar  tubes  (D957G‐70‐35, 

Clinitubes,  Radiometer  Copenhagen)  for  HLa‐ measurement.  Samples were  transported  (on 

ice) back to the  laboratory where they were analysed using a blood‐gas analyser/radiometer 

(ABL 625, Radiometer Copenhagen). 

Supplementation 

Page 85: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

85

Following pre‐supplementation testing, participants were matched in four groups, based upon 

sport  played  (Australian  football,  soccer  or  field  hockey)  and  current  competition  level. 

Participants were then randomly assigned  to the beta‐alanine only  (BA), sodium bicarbonate 

only (NaHCO3), beta‐alanine plus sodium bicarbonate (BA/NaHCO3) or placebo only (placebo) 

group.  Beta‐alanine  (Carnosyn®  slow  release,  Collegiate  Sport  Nutrition,  San  Marcos, 

California, USA) was administered orally  for 28 days with a dose of 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1  (~ 6 

g∙day‐1) taken as 4 split doses over each day, whilst the glucose placebo (10 g∙day‐1; Glucodin, 

Valeant  Pharmaceuticals  Australasia,  Rhodes,  New  South Wales,  Australia)  was  taken  in  a 

similar  fashion  to mimic  the  beta‐alanine  supplementation  as  closely  as  possible.  Sodium 

bicarbonate  (0.3  g∙kg‐1 BM,  Sodibic, Aspen Pharmacare Australia Pty  Ltd,  St.  Leonards, New 

South Wales, Australia) or placebo (NaCl, matched for osmotic pressure; 0.208 g∙kg‐1 BM) was 

taken as an acute dose 1 h prior to the post‐supplementation exercise trials by all groups. This 

procedure  ensured  that  all  groups  took  either  an  active or placebo dose prior  to  the post‐

supplementation testing (i.e. BA = serial beta‐alanine + acute placebo, NaHCO3 = serial placebo 

+  acute  sodium  bicarbonate,  BA/NaHCO3  =  serial  beta‐alanine  +  acute  sodium  bicarbonate, 

placebo  =  serial  placebo  +  acute  placebo).  All  doses were  administered  in  opaque  gelatin 

capsules  in order  to blind participants. Prior  to  the study, pilot  testing  for 2 weeks on n = 6 

volunteers using this daily dose of beta alanine was well tolerated, with no side effects being 

reported. Further, an acute dose of 0.3 g∙kg‐1BM of sodium bicarbonate was selected because 

it has been shown to be well tolerated, with minimal side effects reported by participants (2, 

11, 29, 31). Athletes were visited weekly to distribute supplements, discuss dose compliance 

and to check on health during  the study. They also completed a  food diary  for the two days 

prior to each RST to ensure that a similar diet (total energy and protein) was consumed prior 

to each test, with no differences  identified between pre‐ and post‐supplementation values  in 

each group  (average total daily energy  intake 8600 – 9900 kJ, p = 0.07 – 0.34; protein 111 – 

133 g, p = 0.15 – 0.71). Following 28 days of supplementation, participants returned for post‐

supplementation testing, which was conducted in an identical manner to pre‐supplementation 

testing. 

Outcome Measures 

Performance measures recorded included total sprint time for all 3 sets (TST) for the RST; total 

sprint time for the six sprints in each set (SET1, SET2, SET3); first 20 m sprint time and best 20 

m sprint time for each set. Further, percentage decrement scores over the 6 sprints in each set 

were calculated using  the method described by Fitzsimons et al.  (18). Exercise performance, 

HLa‐ and pH results for the duplicate pre‐supplementation and post‐supplementation RST trials 

were combined and averaged for each group (BA, NaHCO3, BA/NaHCO3 and placebo), so that 

Page 86: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

86

one pre‐supplementation and one post‐supplementation mean value was obtained  for each 

variable. 

Statistical Analyses  

Given the small changes in performance that were expected from the running sprint data, the 

data was  interpreted  using  Cohen’s  d  effect  sizes  and  thresholds  (<  0.49,  small;  0.5  ‐  0.79, 

moderate; ≥ 0.8, strong). Further analysis was conducted to  identify the smallest worthwhile 

change  (clinically beneficial effect)  in performance  scores between  the beta‐alanine,  sodium 

bicarbonate,  beta‐alanine/sodium  bicarbonate  and  placebo  trials,  using  the  method  (and 

spreadsheet) described by Hopkins  (23). Each participant’s change score was computed as a 

percent of the pre‐supplementation value and  log transformed to reduce any bias from non‐

uniformity  of  error.    A  smallest  worthwhile  change  of  0.8%  was  employed  in  order  to 

determine  the chance  that differences were practically  significant during  the  four  treatment 

trials  (30).   Where  the chance of benefit or harm were both calculated  to be > 5%,  the  true 

effect was deemed unclear (23). When clear interpretation was able to be made, a qualitative 

descriptor was assigned  to  the  following quantitative  chances of benefit:   25  ‐ 75%, benefit 

possible; 75  ‐ 95%, benefit  likely; 95  ‐ 99%, benefit very  likely; > 99%, benefit almost certain 

(8).   

Results 

Total Sprint Times (TST) 

The effects of each  supplement on  the TST and  in SET1/2/3 are presented  in Table 8. Post‐

supplementation TST was on average, 1.28 s faster (compared to pre‐supplementation) after 

sodium bicarbonate only, with this supported by a ‘very likely’ chance of benefit.  Further, the 

combination  of  sodium  bicarbonate  and  beta‐alanine  resulted  in  a  ‘possible’  benefit  (mean 

0.58 s faster), with all other group results being trivial with low effect sizes.   

Similar results were found for the individual sets, with moderate effect sizes (Sets 2 and 3) and 

‘likely’ to ‘very likely’ benefits (all sets) found for the sodium bicarbonate group only, while the 

combination of beta alanine and sodium bicarbonate resulted in ‘likely’ benefits for Sets 2 and 

3.

Page 87: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

87

 

 

Page 88: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

88

Mean 20 m Sprint Times for Each Set 

Results  for mean  individual  sprint  times  (post‐supplementation vs. pre‐supplementation)  for 

Set  1  found  that  sodium  bicarbonate  alone  resulted  in  ‘likely  ‘to  ‘very  likely’  benefits  in 

performance  for sprints 3 – 6, with sprint 5 supported by a moderate ES  (d= 0.56: Figure 5).  

Further,  ‘very  likely’  to  ‘almost certain’ benefits were  found  for  sprints 7 – 12  in  set 2 after 

sodium bicarbonate supplementation, with sprints 8 – 10 and 12 also supported by moderate 

ES (d = 0.56 – 0.63).  Also in Set 2, combined beta‐alanine and sodium bicarbonate resulted in 

‘likely’ benefits for sprints 7 – 10 and 12, while beta‐alanine alone resulted  in ‘likely’ benefits 

for  sprints  10  and  11.    This  pattern  continued  in  Set  3, with  ‘possible’  to  ‘almost  certain’ 

benefits found for sprints 13 – 18 (moderate ES for sprints 13 ‐ 17; d = 0.53 – 0.73) following 

sodium bicarbonate  supplementation, while combined beta‐alanine and  sodium bicarbonate 

resulted  in  ‘possible’  to  ‘very  likely’  chances of benefit  in  these  same  sprints.   Finally, beta‐

alanine alone resulted in a ‘likely’ benefit for sprint 18 only. 

 

Page 89: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

89

 

 

Figure 5. Mean (± SD) sprint times (3 sets of 6 sprints, 18 total) for the beta‐alanine (A, n = 6), sodium bicarbonate (B, n = 6), combined beta‐alanine and sodium bicarbonate (C, n = 6) and placebo (D, n = 6) groups. * Moderate (0.49 – 0.8) effect size for difference between pre and post‐supplementation

a

 ‘possible’ chances of improvement b

 ‘likely’ chances of improvement c

 ‘very likely’ chances of improvement d

 ‘almost certain’ chances of improvement

Page 90: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

90

First and Best 20 m Sprint Times and Percentage Decrement 

The results for first and best sprint times for each set are shown in Table 9.  First sprint times 

(post‐supplementation vs. pre‐supplementation)  improved most after sodium bicarbonate  in 

sets 2 and 3 (mean 0.06 and 0.11 s faster, respectively), with these results supported by ‘very 

likely’ chances of benefit, as well as moderate ES (set 3).  Combined beta‐alanine and sodium 

bicarbonate also resulted  in a  ‘likely benefit’ to first sprint performance  in sets 2 and 3 (0.05 

and 0.04 s  faster,  respectively), but  the beta alanine and placebo groups did not  record any 

meaningful differences. 

Similarly, best sprint  times  improved most  following sodium bicarbonate supplementation  in 

sets 2 and 3 (0.06 and 0.09 s faster, respectively), with these results supported by ‘very likely’ 

chances  of  benefit  and moderate  ES  (set  3).  The  combination  of  beta‐alanine  and  sodium 

bicarbonate also resulted in ‘likely’ benefit to best sprint times in sets 2 and 3. 

Percentage  decrement  values  (post‐supplementation  vs.  pre‐supplementation)  were  lower 

following sodium bicarbonate supplementation for set 1 (large ES: d = 0.81 and ‘likely’ benefit) 

and set 2  (‘likely’ benefit). The placebo group recorded a higher value after supplementation 

for set 1 (moderate ES: d = 0.52 and “likely” detrimental), but no meaningful differences were 

noted for either the beta‐alanine or combination groups. 

Page 91: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

91

 

 

Table 9. Mean (± SD) first, best and percentage decrement scores for each set of the repeated‐sprint test for the beta‐alanine (BA, n = 6), sodium bicarbonate (NaHCO

3, n = 6), 

combined (BA/NaHCO3, n = 6) and placebo (n = 6) groups, pre‐ and post‐supplementation.

Page 92: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

92

Blood Lactate and pH  

These  results  are  displayed  in  Figure  6  (HLa‐)  and  7  (pH).    Blood  lactate  concentrations 

increased  pre‐  to  post‐exercise  in  all  trials,  with  differences  between  after‐  and  before‐

supplementation values being higher  in  the  sodium bicarbonate and  combined beta‐alanine 

and sodium bicarbonate groups after sets 1 – 3, with these values supported by moderate to 

large  ES  (d  =  0.59  –  0.60,  d  =  0.80  –  0.97  and  d  =  0.66  –  0.86,  respectively).  After‐

supplementation,  results were  similar  to  before‐supplementation  for  both  the  beta‐alanine 

and the placebo groups.   

Blood pH decreased pre‐  to post‐exercise  in all  trials, but post‐supplementation values were 

higher  at  pre‐exercise  for  the  sodium  bicarbonate  and  combined  beta‐alanine  and  sodium 

bicarbonate groups, with these results supported by moderate to large ES (range for d = 1.11 – 

1.39). Blood pH was lower at pre‐exercise for the beta‐alanine and placebo groups, with these 

results  supported  by moderate  to  large  ES  (d  =  0.51  –  1.18).  After  supplementation,  post‐

exercise  values  were  higher  than  before  supplementation  in  the  sodium  bicarbonate  and 

combined  beta‐alanine  and  sodium  bicarbonate  groups  (d  =  0.51  and  0.80,  respectively). 

Conversely, blood pH values post‐exercise before‐ and after‐supplementation were similar for 

the beta‐alanine and placebo groups.  

 

Page 93: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

93

Page 94: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

94

 

 

Page 95: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

95

DISCUSSION 

This  is  the  first study  to assess  the effect of combined beta‐alanine and sodium bicarbonate 

supplementation on a RST that typifies the duration of (and time between) sprints commonly 

performed  in  team‐sports. Sodium bicarbonate supplementation  (alone)  resulted  in  the best 

repeated‐sprint performance, with some improvement also seen (but to a lesser extent) when 

a combination of beta‐alanine and sodium bicarbonate was used. This outcome was surprising, 

as  it was hypothesised  that combining supplementation of sodium bicarbonate  (extracellular 

blood  buffer)  and  beta‐alanine  (intracellular  muscle  buffer  via  carnosine)  would  result  in 

enhanced repeated‐sprint performance beyond what is possible with either supplement alone.   

Improvement  in RSA performance  following  sodium bicarbonate  supplementation alone has 

previously been demonstrated in several studies (10, 11, 28, 31). Specifically, Bishop et al. (11) 

reported that a similar dose of sodium bicarbonate to that used here, ingested 90 min prior to 

completing a single set RST (5 x 6 s cycle sprints departing every 30 s), increased total work and 

peak  power  when  compared  to  a  placebo.  Further,  Bishop  and  Claudius  (10)  reported 

significant  improvements  in work done and peak power  in several sprints during  the second 

half of a prolonged RST (2 x 36 min halves, ≈ 2 min blocks of 4 s sprint, 100 s active recovery, 

20  s  rest with  two  extra  5  x  2  s  repeat  sprint  bouts  during  each  half).  It  is  likely  that  the 

performance improvements seen in the current study were the result of the alkalosis induced 

(as a result of ingesting NaHCO3) prior to the RST, with this higher pH maintained throughout 

the  duration  of  the  RST  (see  Figure  7).  This  is  in  agreement with  the  proposed  ergogenic 

mechanism of sodium bicarbonate (10‐12). 

A  smaller performance benefit  from combined  supplementation of beta alanine and  sodium 

bicarbonate  was  also  seen  here.  This  result  was  somewhat  unexpected,  as  it  had  been 

previously  reported  that  the combination of beta‐alanine and  sodium bicarbonate  improved 

exercise performance beyond what was possible with either  supplement  in  isolation  (9, 35). 

For example, Bellinger et  al.  (9)  reported  that  average power output  (3.1%)  and  total work 

done  (3.0%) were  improved during a 4 min cycling time‐trial following supplementation with 

sodium bicarbonate. Adding beta‐alanine supplementation  then  resulted  in a  further benefit 

(albeit,  NS)  of  0.2%  to  average  power  and  total  work  done,  with  the  researchers  noting 

improvement  in  6  out  of  7  participants.  Similarly,  Sale  et  al.  (35)  reported  that  ingesting 

sodium bicarbonate after beta‐alanine supplementation resulted  in a further  improvement  in 

time  to exhaustion of ~ 6 s  (4.1%; NS)  in participants completing a 2 – 3 min supra‐maximal 

cycle capacity test. As beta‐alanine has been associated with benefit  in exercise performance 

in efforts lasting 60 – 240 s (21), it is possible that the shorter sprints used in the current study 

Page 96: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

96

were  not  long  enough  to  utilise  the  full  potential  ergogenic  effects  of  beta‐alanine 

supplementation. Our  results  suggest  that beta‐alanine  supplementation, either alone, or  in 

combination with sodium bicarbonate, may have a  limited ergogenic effect  in repeated short 

sprint bouts. 

Further,  when  beta‐alanine  and  sodium  bicarbonate  supplementation  were  combined, 

repeated‐sprint  performance  was  not  increased  by  the  same  magnitude  as  sodium 

bicarbonate  supplementation  in  isolation.  It has been  reported  that  the acute  ingestion of a 

stock  rich  in  carnosine  and  anserine  (1.5  g)  reduced  the  contribution  of  the  bicarbonate 

buffering  system during a bout of  repeated  sprints  (10 x 5  s cycle  sprints  separated by 25  s 

rest; Suzuki et al. 38). However, the largest buffering effect of carnosine taken orally would be 

in the blood (if at all, due to rapid absorption and hydrolysation in the plasma), therefore the 

conclusions  of  this  study  might  be  questioned  and  require  further  research  to  confirm. 

Conversely, Baguet et al. (4) reported that several weeks of supplementation with beta‐alanine 

attenuated  the  fall  in  intracellular  pH  during  6 min  of  high‐intensity  cycling.  These  authors 

noted  that  circulating bicarbonate and HLa‐  concentrations were unchanged during exercise 

and  concluded  that  beta‐alanine  supplementation  did  not  affect  the  function  of  the  blood 

bicarbonate  buffering  system.  Therefore,  the  reason why  the  combination  of  supplements 

used  here  was  not  as  beneficial  to  performance  as  sodium  bicarbonate  alone  remains 

undetermined. More research  is needed to  investigate the effects of combining supplements 

such as sodium bicarbonate and beta‐alanine supplementation  together,  to attempt  to alter 

both blood and muscle buffering systems simultaneously.  

Interestingly, our results also  found that beta‐alanine supplementation alone only marginally 

improved RSA (sprints 10, 11 and 18). Hoffman et al. (22) have reported a trend for a slower 

fatigue rate  in American  football players completing a repeated  line drill. However, a  lack of 

benefit  of  beta‐alanine  supplementation  on  RSA  has  been  found  in  other  studies  (36,  43). 

Importantly, while Saunders et al. (36) reported no significant improvements in RSA following 

supplementation with a similar dose of beta‐alanine to that used in the current study (4 weeks, 

6.4  g∙day‐1),  they  observed  little  deterioration  in  sprint  times  during  the  test  before‐

supplementation, as well as relatively low HLa‐ values post‐test (3 – 6 mmol∙L‐1). In the current 

study, percentage decrement values were 3 – 5% for each set (typical of this test; Sim, et al. 

37), while the HLa‐ response was higher (6 – 8 mmol∙L‐1). This may have allowed the buffering 

effects  of  carnosine  to  work  more  effectively,  which  may  explain  the  small  degree  of 

improvement found in the later sprints of set 2 and 3 here. Sweeney et al. (43) also reported 

no significant  improvements  in performance of participants  (some  team‐sport, some healthy 

males) completing 2  sets of 5 x 5  s  sprints  (45  s  rest between  sprints, 2 min between  sets).  

Page 97: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

97

However, the longer rest periods used in their study, compared to the current one, may have 

allowed participants  to recover enough  to have  limited any ergogenic effect by  the  time  the 

next sprint commenced.  

The  limitations  of  this  study  include  a  small  sample  size  within  each  group  that  could 

potentially limit the meaningfulness of the results. Further research using a larger sample size 

should  be  conducted  to  confirm/refute  these  findings.  In  addition,  as  no measurements  of 

intramuscular  carnosine  were  possible  here,  the  relationship  between  changes  in  these 

concentrations, potential interactions with acute sodium bicarbonate loading and repeat sprint 

exercise performance  is necessary to support our findings.  In conclusion, supplementing with 

sodium bicarbonate  alone  resulted  in better RSA, where  the  repeated‐sprints  are of  similar 

duration  (and  time  between)  to  those  found  in  team‐sports,  than beta‐alanine  and  sodium 

bicarbonate  supplementation  in  combination,  or  beta  alanine  alone.    This  information  is 

pertinent to team‐sport players as well as coaches. 

Practical Applications 

Supplementing with an acute dose of sodium bicarbonate (0.3 g∙kg‐1BM, 60 – 90 min prior to 

exercise)  may  be  effective  for  improving  repeated‐sprint  performance  during  team‐sport 

match  play  (e.g.  Australian  football,  soccer  and  field  hockey).  Supplementation with  beta‐

alanine may not be ergogenic for these sports, which require repeated short (~ 2‐4 s) sprints 

with  brief  (~  15  –  30  s)  recovery  periods.  Further,  combining  both  supplements  is  not 

recommended,  as  this  combination  may  result  in  a  lower  magnitude  of  performance 

improvements than sodium bicarbonate supplementation in isolation. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 98: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

98

 

REFERENCES  

1.  Abe  H.  Role  of  histidine‐related  compounds  as  intracellular  proton  buffering 

constituents in vertebrate muscle. Biochemistry (Moscow) 65: 891‐900, 2000. 

2.  Artioli GG,  Gualano  B,  Smith  AE,  Stout  JR,  and  Lancha  Jr.  AH.  Role  of  beta‐alanine 

supplementation  on  muscle  carnosine  and  exercise  performance.  Medicine  and 

Science in Sports and Exercise 42: 1162‐1173, 2010. 

3.  Baguet A, Bourgois  J, Vahnee  L, Achten E,  and Derave W.  Important  role of muscle 

carnosine in rowing performance. Journal of Applied Physiology 109: 1096‐1101, 2010. 

4.  Baguet A, Koppo K, Pottier A, and Derave W. Beta‐alanine  supplementation  reduces 

acidosis but not oxygen uptake during high‐intensity cycling exercise. European Journal 

of Applied Physiology 108: 495‐503, 2010. 

5.  Baguet  A,  Reyngoudt  H,  Pottier  A,  Everaert  I,  Callens  S,  Achten  E,  and  Derave W. 

Carnosine  loading  and  washout  in  human  skeletal  muscles.  Journal  of  Applied 

Physiology 106: 837‐842, 2009. 

6.  Bangsbo J, Norregaard L, and Thorso F. Activity profile of competition soccer. Canadian 

Journal of Sport Science 16: 110‐116, 1991. 

7.  Batrukova  MA  and  Rubstov  AM.  Histidine‐containing  dipeptides  as  endogenous 

regulators of the activity of sarcoplasmic reticulum Ca‐release channels. Biochimica et 

Biophysica Acta 1324: 142‐150, 1997. 

8.  Batterham  AM  and  Hopkins WG. Making meaningful  inferences  about magnitudes. 

Sportscience 9: 6‐13, 2005. 

9.  Bellinger  PM,  Howe  ST,  Shing  CM,  and  Fell  JW.  Effect  of  combined  b‐alanine  and 

NaHCO3 supplementation on cycling performance. Medicine and Science in Sports and 

Exercise 44: 1545‐1551, 2012. 

10.  Bishop  D  and  Claudius  B.  Effects  of  induced  metabolic  alkalosis  on  prolonged 

intermittent‐sprint performance. Medicine and Science in Sports and Exercise 37: 759‐

767, 2005. 

Page 99: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

99

11.  Bishop D, Edge J, Davis C, and Goodman C. Induced metabolic alkalosis affects muscle 

metabolism and  repeated‐sprint ability. Medicine and Science  in Sports and Exercise 

36: 807‐813, 2004. 

12.  Burke  LM  and  Pyne  DB.  Bicarbonate  loading  to  enhance  training  and  competitive 

performance.  International  Journal  of  Sports  Physiology  and  Performance  2:  93‐97, 

2007. 

13.  Dawson B, Hopkinson R, Appleby B, Stewart G, and Roberts C. Comparison of training 

activities and game demands in the Australian Football League. Journal of Science and 

Medicine in Sport 7: 292‐301, 2004. 

14.  Derave W, Özdemir MS, Harris  RC,  Pottier  A,  Reyngoudt H,  Koppo  K, Wise  JA,  and 

Achten  E.  β‐Alanine  supplementation  augments  muscle  carnosine  content  and 

attenuates  fatigue  during  repeated  isokinetic  contraction bouts  in  trained  sprinters. 

Journal of Applied Physiology 103: 1736‐1743, 2007. 

15.  Di Salvo V, Gregson W, Atkinson G, Tordorff P, and Drust B. High  intensity activity  in 

Premier League Soccer. International Journal of Sports Medicine 30: 205‐212, 2009. 

16.  Dutka  TL  and  Lamb  GD.  Effect  of  carnosine  on  excitation‐contraction  coupling  in 

mechanically‐skinned rat skeletal muscle. Journal of Muscle Research and Cell Motility 

25: 203‐213, 2004. 

17.  Dutka TL, Lamboley CR, McKenna MJ, Murphy RM, and Lamb GD. Effects of carnosine 

on  contractile  apparatus  Ca2+‐sensitivity  and  sarcoplasmic  reticulum  Ca2+  release  in 

human skeletal muscle fibers. Journal of Applied Physiology 112: 728‐736, 2012. 

18.  Fitzsimons  M,  Dawson  B,  Ward  D,  and  Wilkinson  A.  Cycling  and  running  tests  of 

repeated sprint ability. Australian Journal of Science and Medicine  in Sport 25: 82‐87, 

1993. 

19.  Harris RC, Tallon MJ, Dunnett M, Boobis L, Coakley J, Kim HJ, Fallowfield JL, Hill CA, Sale 

C, and Wise  JA. The absorption of orally  supplied  β‐alanine and  its effect on muscle 

carnosine synthesis in human vastus lateralis. Amino Acids 30: 279‐289, 2006. 

20.  Hill CA, Harris RC, Kim HJ, Harris BD, Sale C, Boobis L, Kim CK, and Wise JA. Influence of 

β‐alanine  supplementation  on  skeletal  muscle  carnosine  concentrations  and  high 

intensity cycling capacity. Amino Acids 32: 225‐233, 2007. 

Page 100: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

100

21.  Hobson  RM,  Saunders  B,  Ball  G,  Harris  RC,  and  Sale  C.  Effects  of  beta‐alanine 

supplementation  on  exercise  performance:  a meta‐analysis. Amino Acids  43:  25‐37, 

2012. 

22.  Hoffman  JR,  Ratamess NA,  Faigenbaum  AD,  Ross  R,  Kang  J,  Stout  JR,  and Wise  JA. 

Short‐duration  β‐alanine  supplementation  increases  training  volume  and  reduces 

subjective feelings of fatigue  in college football players. Nutrition Research 28: 31‐35, 

2008. 

23.  Hopkins, WG. Clinical, practical or mechanistic  significance  vs.  statistical  significance 

for  population  effects. 

http://sportsci.org/jour/04/Statistical_vs_clinical_ACSM_2004.ppt  Accessed 

28/06/2011/, 2007. 

24.  Kendrick IP, Harris RC, Kim HJ, Kim CK, Dang VH, and Lam TQ. The effects of 10 weeks 

of  resistance  training  combined  with  β‐alanine  supplementation  on  whole  body 

strength,  force production, muscular endurance and body  composition. Amino Acids 

34: 547‐554, 2008. 

25.  Kendrick  IP, Kim HJ, Harris RC, Kim CK, Dang VH,  Lam TQ, Bui TT, and Wise  JA. The 

effect of 4 weeks beta‐alanine  supplementation and  isokinetic  training on  carnosine 

concentrations  in  type  I  and  II  human  skeletal muscle  fibres.  European  Journal  of 

Applied Physiology 106: 131‐138, 2009. 

26.  Kohen  R,  Yamamoto  Y,  Cundy  KC,  and  Ames  BN.  Antioxidant  activity  of  carnosine, 

homocarnosine, and anserine present in muscle and brain. Proceedings of the National 

Academy of Sciences of the United State of America 85: 3175‐3179, 1988. 

27.  Lamont C and Miller DJ. Calcium sensitizing action of carnosine and other endogenous 

imidazoles  in chemically skinned striated muscle.  Journal of Physiology 454: 421‐434, 

1992. 

28.  Lavender G and Bird SR. Effect of sodium bicarbonate ingestion upon repeated sprints. 

British Journal of Sports Medicine 23: 41‐45, 1989. 

29.  McNaughton  LR,  Siegler  J,  and Midgley A.  Ergogenic  effects of  sodium bicarbonate. 

Current Sports Medicine Reports 7: 230‐236, 2008. 

Page 101: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

101

30.  Paton CD, Hopkins WG, and Vollebregt L. Little effect of caffeine ingestion on repeated 

sprints  in  team‐sport athletes. Medicine and  Science  in  Sports and Exercise 33: 822‐

825, 2001. 

31.  Price M, Moss P, and Rance S. Effects of sodium bicarbonate  ingestion on prolonged 

intermittent  exercise. Medicine  and  Science  in  Sports  and  Exercise  35:  1303‐1308, 

2003. 

32.  Ririe DG, Roberts PR, Shouse MN, and Zaloga GP. Vasodilatory actions of  the dietary 

peptide carnosine. Nutrition 16: 168‐172, 2000. 

33.  Robergs RA, Ghiasvand  F, and Parker D. Biochemistry of exercise‐induced metabolic 

acidosis.  American  Journal  of  Physiology:  Regulatory,  Integrative  and  Comparative 

Physiology 287: 502‐516, 2004. 

34.  Rubstov  AM.  Molecular  mechanisms  of  regulation  of  the  activity  of  sarcoplasmic 

reticulum  Ca‐release  channels  (ryanodine  receptors), muscle  fatigue,  and  Severin's 

phenomenon. Biochemistry (Moscow) 66: 1132‐1143, 2001. 

35.  Sale C, Saunders B, Hudson S, Wise JA, Harris RC, and Sunderland CD. Effect of beta‐

alanine  plus  sodium  bicarbonate  on  high‐intensity  cycling  capacity.  Medicine  and 

Science in Sports and Exercise 43: 1972‐1978, 2011. 

36.  Saunders B, Sale C, Harris R, and Sunderland C. Effect of beta‐alanine supplementation 

on  repeated  sprint performance during  the  Loughborough  Intermittent Shuttle Test. 

Amino Acids 43: 39‐47, 2012. 

37.  Sim AY, Dawson B, Guelfi KJ, Wallman KE, and Young WB. Effects of static stretching in 

warm‐up  on  repeated  sprint  performance.  Journal  of  Strength  and  Conditioning 

Research 23: 2155‐2162, 2009. 

38.  Spencer  M,  Bishop  D,  Dawson  B,  and  Goodman  C.  Physiological  and  metabolic 

responses of repeated‐sprint activities. Sports Medicine 35: 1025‐1044, 2005. 

39.  Spencer M, Lawrence S, Rechichi C, Bishop D, Dawson B, and Goodman C. Time‐motion 

analysis of elite field hockey, with special reference to repeated‐sprint activity. Journal 

of Sports Sciences 22: 843‐850, 2004. 

40.  Suzuki Y, Ito O, Takahashi H, and Takamatsu K. High level of skeletal muscle carnosine 

contributes  to  the  latter  half  of  exercise  performance  during  30‐s  maximal  cycle 

ergometer sprinting. Japanese Journal of Physiology 52: 199‐205, 2002. 

Page 102: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

102

41.  Suzuki Y, Ito O, Takahashi H, and Takamatsu K. The effect of sprint training on skeletal 

muscle carnosine in humans. International Journal of Sport and Health Science 2: 105‐

110, 2004. 

42.  Suzuki Y, Nakao T, Maemura H, Sato M, Kamahara K, Morimatsu F, and Takamatsu K. 

Carnosine and anserine ingestion enhances contribution of non‐bicarbonate buffering. 

Medicine and Science in Sports and Exercise 38: 334‐338, 2006. 

43.  Sweeney  KM, Wright  GA,  Brice  AG,  and  Doberstein  ST.  The  effect  of  beta‐alanine 

supplementation  on  power  performance  during  repeated  sprint  activity.  Journal  of 

Strength and Conditioning Research 24: 79‐87, 2010. 

44.  Zapata‐Sudo G,  Sudo RT,  Lin M,  and Nelson  TE. Calcium‐sensitizing  function  for  the 

dipeptide  carnosine  in  skeletal  muscle  contractility.  Cellular  Physiology  and 

Biochemistry 7: 81‐92, 1997. 

ACKNOWLEDGEMENTS  

We thank Professor Louise Burke (Australian Institute of Sport) for her invaluable assistance in 

sourcing and obtaining the beta‐alanine used in this study.  

The results of the present study do not constitute endorsement of any product by the authors 

or the National Strength and Conditioning Association. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 103: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

103

 

 

 

 

 

CHAPTER SIX 

Thesis Summary and Future Directions 

 

Page 104: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

104

Thesis Summary 

It has been reported  that supplementing with beta‐alanine  for at  least 4 weeks can  increase 

intra‐muscular carnosine stores, which can enhance the buffering capacity of the muscle and 

possibly  improve  exercise  performance  in  efforts  requiring  significant  contributions  from

anaerobic  glycolysis.  Performance  improvements  have  previously  been  reported  in  efforts 

lasting 1 – 4 min, however these effects appear to be  less (or absent)  in shorter (< 60 s) and 

longer (> 4 min) high‐intensity exercise efforts. Most of the research that has been published 

to  date  has  investigated  exercise  capacity  tests  rather  than  race/match‐play  simulations. 

Whether  supplementation with  beta‐alanine  is  ergogenic  to  actual  sporting  events  remains 

unclear.  Also  of  interest  is  whether  the  combination  of  sodium  bicarbonate  (extracellular 

blood buffer) and beta‐alanine (intracellular muscle buffer via carnosine) supplementation can 

lead  to enhanced exercise performance  for various durations/modalities of exercise, beyond 

what is possible with either supplement alone. To address these shortcomings in the literature, 

a detailed  review of  the existing  research was completed and  then  three experimental  trials 

were undertaken to determine if altering the buffering capacity of the body (intracellular and 

extracellular)  by  supplementing  with  beta‐alanine  and  sodium  bicarbonate  could  improve 

exercise performance of varying types and duration. 

Study  one  investigated  the  effect  of  beta‐alanine  supplementation  on  the  2000 m  rowing 

ergometer performance of competitive male rowers. The main finding from the study was that 

while  rowers  supplemented with  beta‐alanine  completed  the  race  2.9  s  faster  than  before 

supplementation,  and  rowers  on  placebo  were  1.2  s  slower,  this  result  only  approached 

significance and was not supported by moderate‐large ES or ‘likely’ or ‘very likely’ SWC values. 

However, performance was improved at the 750 and 1000 m race splits (500 – 1000 m; 1.5 – 3 

min)  following  beta‐alanine  supplementation, whilst  the  placebo  group was  slower  at  both 

points. Overall,  beta‐alanine  supplementation  had  no  conclusive  effects  on  2000 m  rowing 

performance.  Until  further  research  is  completed  utilising  supplementation  protocols  with 

greater numbers of  elite  athletes, beta‐alanine  supplementation  should not be  regarded  as 

ergogenic for high‐intensity exercise efforts of ~ 6 – 7 min duration.  

Study  two examined whether beta‐alanine  ingestion could  improve  the 800 m  track  running 

performance of recreational club runners, to assess whether the slight (but NS) improvements 

identified in study one (particularly from 500 – 1000 m rowing race distance; 1.5 – 3 min) after 

beta‐alanine supplementation could result  in  improvements  in the performance of a shorter, 

higher‐intensity exercise effort (2 – 3 min vs. 6 – 7 min). The main finding of this study was that 

800 m running performance was improved by ~ 3.6 s pre‐ to post‐supplementation with beta‐

Page 105: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

105

alanine. The majority of this  improvement came from faster times performed between 200 – 

400 m and 600 – 800 m. It was concluded that beta‐alanine improved the 800 m track running 

performance of recreational club runners. However, whether the magnitude of this effect can 

be manifested in elite runners remains to be elucidated.  

The aim of  study  three was  to  investigate  the effect of  combining beta‐alanine and  sodium 

bicarbonate supplementation on short repeated‐sprints that were typical of team‐sport match 

play. Specifically, this study aimed to  identify  if the effect of combining the two supplements 

was additive, when compared to using either supplement in isolation. The main finding of this 

study was  that  sodium  bicarbonate  supplementation  (alone)  resulted  in  the  best  repeated‐

sprint  performance,  with  some  improvement  also  seen  (but  to  a  lesser  extent)  when  a 

combination of beta‐alanine and sodium bicarbonate was used. Further, supplementing with 

beta‐alanine  alone  resulted  in no  improvement  in performance.  It was  concluded  from  this 

study  that  combining  beta‐alanine  and  sodium  bicarbonate  supplementation  was  not  as 

effective as  supplementing with  sodium bicarbonate alone. Therefore,  combining  these  two 

supplements is not recommended when attempting to improve repeated‐sprint performance. 

Synthesis of results  

Results  from  the  three  studies  described  in  this  thesis  suggest  that  the  greatest  ergogenic 

potential of beta‐alanine supplementation is available when completing high‐intensity exercise 

performances  ranging  in duration  from ~ 2 – 3 min. Longer duration, high‐intensity exercise 

(i.e. 6 – 7 min) and  the performance of multiple,  short  repeated‐sprints  separated by  short 

active  recovery  periods  (that  are  typical  of  team‐sport match  play), were  not  improved  by 

supplementation with beta‐alanine.  

However, despite no significant improvement in rowing race total time/power output in study 

1, improvements in performance (time and power output) were recorded from 500 – 1000 m 

(1.5 – 3 min), which  is  similar  to  the duration where performance  improvements were also 

found during an 800 m running race (2 – 3 min) in study 2. This time period may represent an 

optimal time window where the greatest ergogenic potential of beta‐alanine exists, as several 

other  researchers  have  also  reported  improvements  in  exercise  capacity  tests  of  a  similar 

duration  (Hill  et  al.,  2007;  Hobson,  Saunders,  Ball,  Harris, &  Sale,  2012;  Sale  et  al.,  2011). 

Shorter high‐intensity sprints (i.e. short repeated‐sprints in study 3; ~ 3 s) may lead to a lesser 

build‐up of H+ when compared to longer high‐intensity exercise efforts (6 – 8 mmol∙L‐1 versus 9 

– 13 mmol∙L‐1  following an 800 m  running  race or 2000 m  rowing  race) and may not allow 

sufficient time or scope for the weaker pH buffer carnosine (via beta‐alanine supplementation) 

when  compared  to  acute  sodium  bicarbonate  ingestion  (a  stronger  buffer),  to  alter  short, 

Page 106: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

106

repeated‐sprint  performance.  Additionally,  the  recovery  periods  between  sprints/sets  in  a 

repeated‐sprint protocol (as used in study 3) allows some of the existing metabolic acidosis to 

be cleared and may be sufficient to lessen any enhanced H+ buffering induced by beta‐alanine 

supplementation  alone.  Therefore,  stronger buffering  agents  (i.e.  sodium bicarbonate),  that 

induce  pre‐exercise  metabolic  alkalosis  may  be  better  suited  to  eliciting  performance 

improvements in these exercise modalities. Of interest, longer duration high‐intensity exercise 

efforts, such as the rowing test used to assess exercise performance in study 1, had the highest 

HLa‐ and lowest blood pH levels compared with the other two studies. This may have led to the 

intramuscular buffering system becoming overwhelmed as the race distance extended beyond 

1000 m (~ 3 min), which in turn may limit the efficacy of beta‐alanine supplementation.  

Although these studies did not specifically seek to investigate the mechanisms via which beta‐

alanine supplementation may improve exercise performance, previous research has proposed 

that  the  primary mechanism  is  the  role  of  carnosine  as  a  pH  buffering  agent  (Abe,  2000; 

Derave et al., 2007; Suzuki, Ito, Takahashi, & Takamatsu, 2002, 2004). For example, Baguet et 

al.  (2010)  recently  reported  that  higher  intramuscular  carnosine  concentrations  (without 

supplementation) were positively  correlated with  rowing  ergometer  speed over  100 m  (r  = 

0.60), 500 m (r = 0.66), 2000 m (r = 0.68) and 6000 m (r = 0.71) in elite rowers. Importantly, in 

the current studies HLa‐ and blood pH values were not altered pre‐ or post‐exercise  in any of 

the groups, despite improvements in exercise performance during the 800 m running race and 

the 1.5 – 3 min time points of the rowing race. Improved exercise performance despite similar 

changes  in  these  variables  could  suggest  better  buffering  capacity.  However,  these  effects 

could  potentially  be  due  to  other  ergogenic  effects  associated  with  beta‐alanine,  such  as 

effects on the calcium sensitivity within the muscle fibres (Dutka et al., 2012), plus enhanced 

vessel  vasodilation  (Ririe  et  al.,  2000)  and  antioxidant  effects  (Kohen  et  al.,  1988).  Further 

research needs to be conducted to identify the exact contribution of all of these factors.     

A potential limitation of these studies is that intramuscular carnosine concentrations were not 

quantified.  However,  as  several  researchers  have  reported  the  intramuscular  carnosine 

concentrations resulting from a similar dosage of beta‐alanine to that used in our studies, we 

are confident that our dosing strategy was sufficient to increase intramuscular concentrations 

to  levels  associated with  performance  enhancement  (Kendrick  et  al.,  2008;  Kendrick  et  al., 

2009). Additionally,  these studies were conducted single‐blind due  to  the  fact  that  the beta‐

alanine  had  to  be  loaded  into  opaque  capsules  by  the  researchers  to  effectively  blind  the 

participants. This  involved making over a thousand capsules per week by hand. Therefore, to 

ensure accuracy with the dosing, this task had to be completed by the researchers, meaning 

that  a  single‐blind  study  design  was  used.  At  the  end  of  each  study,  when  asked  what 

Page 107: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

107

supplement  they  thought  they may have been on, none of  the participants were  sure,  and 

answered the question  in this way. Therefore, we are confident that the use of a single blind 

design  did  not  affect  the  reported  results.  This  research  provides  valuable  feedback  to 

researchers,  coaches  and  athletes  about practical  uses of beta‐alanine  supplementation  for 

the purposes of athletic performance enhancement.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 108: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

108

Practical Applications 

The following practical recommendations can be made based on the findings of this thesis: 

A  dose  of  80  mg∙kg‐1BM∙day‐1  of  slow  release  beta‐alanine  (e.g.  Carnosyn®  slow‐

release, Collegiate Sport Nutrition; Sustained Release Beta‐alanine, Musashi) taken as 

4  split  doses  over  each  day  is well  tolerated  by male  athletes with  no  side‐effects. 

Taking each dose with some form of food/drink (as opposed to on an empty stomach) 

to  further  slow  the  release  of  beta‐alanine  is  recommended  to minimise  any  side‐

effects that may be experienced. 

Beta‐alanine  supplementation  (28  days,  80  mg∙kg‐1BM∙day‐1)  does  not  seem  to 

improve  the  exercise  performance  of  rowing  races  (2000 m,  ~  6  –  7 min)  or  short 

repeated‐sprints  separated  by  short,  active  rest  periods  that  are  typical  of  team‐

sports. 

Supplementing  for 28 days with a dose of 80 mg∙kg‐1BM∙day‐1  taken as 4  split doses 

over each day can improve exercise performance in 2 – 3 min running events (e.g. 800 

m run).  

Combining  28  days  of  beta‐alanine  supplementation with  the  ingestion  of  an  acute 

pre‐exercise dose of  sodium bicarbonate does not  improve exercise performance of 

team‐sport  athletes  completing  repeated‐sprints  to  the  same  degree  as  ingesting 

sodium bicarbonate  in  isolation. Scientists/coaches/athletes should be cautious when 

combining  these  supplements  in  order  to  improve  repeated  short  sprint  exercise 

performance.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 109: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

109

 

Future Research Directions 

Included below are suggestions for future research into aspects of beta‐alanine and the use of 

other ergogenic aids to exercise performance that this thesis has helped to identify: 

The  relationship  between  the  dosage  of  beta‐alanine,  intramuscular  carnosine 

concentrations and changes in exercise performance needs to be further investigated. 

Results from study one suggest that rowing ergometer performance may be similarly 

affected by a lower total dose than those previously used on rowers. Given that similar 

performance results were reported despite our study using a lower total dose of beta‐

alanine,  further  research  to  clarify  the  relationship  between  supra‐physiological 

intramuscular carnosine concentrations and exercise performance is warranted. 

This  thesis provides some practical  recommendations  related  to  the use of buffering 

agents to affect exercise performance in race/match‐play simulations. However, there 

are  still  many  modalities  and  exercise  durations  that  need  to  be  investigated  to 

determine  if  effects  identified  in  exercise  capacity  tests  can  be  translated  into 

improved  race/match‐play performance  (high‐intensity  exercise  efforts  lasting  2  –  7 

min. e.g. 1500 m running, 200 – 400 m swim, 1000 m canoe/kayak). 

Whether  elite  athletes  are  affected  by  beta‐alanine  supplementation  by  a  similar 

magnitude to  less well‐trained athletes remains to be clarified. Studies utilising  larger 

sample sizes of athletes of both elite and recreational standard would be beneficial to 

confirm whether all levels of athletes are similarly affected. 

Study  three  identified  that  combining  beta‐alanine  and  sodium  bicarbonate 

supplementation  prior  to  completing  repeated‐sprints may  not  have  the  efficacy  of 

only ingesting sodium bicarbonate in isolation. Two studies (Bellinger et al., 2012; Sale 

et al., 2011) have reported a small additive effect of combining these supplements on 

exercise performance (2 – 4 min high‐intensity cycling capacity tests), but clarifying the 

mechanisms  behind  these  results  and  investigating whether  this  is  typical  of  other 

exercise modalities/performances remains to be investigated.  

 

 

 

 

Page 110: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

110

 

References 

Abe,  H.  (2000).  Role  of  histidine‐related  compounds  as  intracellular  proton  buffering 

constituents in vertebrate muscle. Biochemistry (Moscow), 65(7), 891‐900.  

Baguet, A., Bourgois, J., Vahnee, L., Achten, E., & Derave, W. (2010). Important role of muscle 

carnosine in rowing performance. Journal of Applied Physiology, 109, 1096‐1101. 

Bellinger, P. M., Howe, S. T., Shing, C. M., & Fell, J. W. (2012). Effect of combined beta‐alanine 

and NaHCO3  supplementation  on  cycling  performance. Medicine  and  Science  in  Sports  and 

Exercise, 44(8), 1545‐1551. 

Derave, W., Özdemir, M.S., Harris,  R.C.,  Pottier, A.,  Reyngoudt, H.,  Koppo,  K., Wise,  J.A., & 

Achten,  E.  (2007).  β‐Alanine  supplementation  augments  muscle  carnosine  content  and 

attenuates fatigue during repeated isokinetic contraction bouts in trained sprinters. Journal of 

Applied Physiology, 103, 1736‐1743.  

Dutka,  T.L.,  Lamboley,  C.R., McKenna, M.J., Murphy,  R.M., &  Lamb, G.D.  (2012).  Effects  of 

carnosine on contractile apparatus Ca2+‐sensitivity and sarcoplasmic reticulum Ca2+ release  in 

human skeletal muscle fibers. Journal of Applied Physiology, 112(5), 728‐736.  

Hill,  C.  A.,  Harris,  R.  C.,  Kim,  H.  J.,  Harris,  B.  D.,  Sale,  C.,  Boobis,  L.,  Coakley,  J.,  Kim,  H.J., 

Fallowfield, J.L., Hill, C.A., Sale, C., & Wise, J. A. (2007). Influence of β‐alanine supplementation 

on skeletal muscle carnosine concentrations and high  intensity cycling capacity. Amino Acids, 

32, 225‐233.  

Hobson, R. M., Saunders, B., Ball, G., Harris, R. C., & Sale, C.  (2012). Effects of beta‐alanine 

supplementation on exercise performance: a meta‐analysis. Amino Acids, 43(1), 25‐37.  

Kendrick, I. P., Harris, R. C., Kim, H. J., Kim, C. K., Dang, V. H., & Lam, T. Q. (2008). The effects of 

10 weeks  of  resistance  training  combined with  β‐alanine  supplementation  on whole  body 

strength, force production, muscular endurance and body composition. Amino Acids, 34, 547‐

554.  

Kendrick, I. P., Kim, H. J., Harris, R. C., Kim, C. K., Dang, V. H., Lam, T. Q., Bui, T.T., & Wise, J. A. 

(2009).  The  effect  of  4  weeks  beta‐alanine  supplementation  and  isokinetic  training  on 

carnosine  concentrations  in  type  I and  II human  skeletal muscle  fibres. European  Journal of 

Applied Physiology, 106, 131‐138. 

Page 111: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

111

Kohen, R., Yamamoto, Y., Cundy, K.C., & Ames, B.N. (1988). Antioxidant activity of carnosine, 

homocarnosine,  and  anserine  present  in  muscle  and  brain.  Proceedings  of  the  National 

Academy of Sciences of the United State of America, 85(9), 3175‐3179.  

Ririe,  D.G.,  Roberts,  P.R.,  Shouse, M.N.,  &  Zaloga,  G.P.  (2000).  Vasodilatory  actions  of  the 

dietary peptide carnosine. Nutrition, 16, 168‐172.  

Sale, C., Saunders, B., Hudson, S., Wise, J. A., Harris, R. C., & Sunderland, C. D. (2011). Effect of 

beta‐alanine plus sodium bicarbonate on high‐intensity cycling capacity. Medicine and Science 

in Sports and Exercise, 43(10), 1972‐1978. 

Suzuki,  Y.,  Ito,  O.,  Takahashi,  H.,  &  Takamatsu,  K.  (2002).  High  level  of  skeletal  muscle 

carnosine  contributes  to  the  latter  half  of  exercise  performance  during  30‐s maximal  cycle 

ergometer sprinting. Japanese Journal of Physiology, 52(2), 199‐205.  

Suzuki,  Y.,  Ito,  O.,  Takahashi,  H.,  &  Takamatsu,  K.  (2004).  The  effect  of  sprint  training  on 

skeletal muscle carnosine in humans. International Journal of Sport and Health Science, 2, 105‐

110.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 112: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

112

 

APPENDICES 

 

APPENDIX A 

Participant Information Sheets and Informed Consent 

APPENDIX B 

Raw Data 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 113: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

113

 

APPENDIX A 

Participant Information Sheets and Informed Consent 

 

Participant Information Sheet – Study One 

Informed Consent Form – Study One 

Participant Information Sheet – Study Two 

Informed Consent Form – Study Two 

Participant Information Sheet – Study Three 

Informed Consent Form – Study Three 

Informed Consent Form – Under 18 y Old Participant – Study Three 

 

Page 114: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

114

 

   

Effect of beta‐alanine supplementation on 2000 m rowing performance  

‐ PARTICIPANT INFORMATION SHEET ‐  

Purpose The purpose of this study is to investigate the effect of the ingestion of the amino acid, beta‐alanine, as an ergogenic aid to rowing performance. Supplementing with beta‐alanine leads to increases  in  the  lactic  acid  buffer,  carnosine,  in  the  muscles.  This  allows  the  muscles  to complete  higher  levels  of  exercise  before  fatiguing.  This  could  be  of  benefit  for  rowers completing a 2000 m race.  

Procedures You will be  required  to complete 4 x 2000 m  rowing ergometer  races over  the period of six weeks and will be  randomly assigned  to  supplement orally with either placebo  (glucose) or beta‐alanine  for  30  days.  You  will  be  required  to  complete  2  x  2000 m  ergometer  races separated by 1 week prior to any supplementation to provide baseline results. Following the baseline session you will complete the 30 day supplementation period and will be required to complete  2  x  2000 m  ergometer  races,  conducted  in  an  identical manner  to  the  baseline sessions  so  to determine  if beta‐alanine  supplementation has any effect on 2000 m  rowing ergometer  performance.  Throughout  the  study  you  will  be  asked  to  complete  a  daily training/exercise diary as well as completing a food diary in the two days prior to each 2K ergo.  You must prepare  for each  testing session as you would  for a competition event and will be instructed  to  closely mimic  this preparation  for both  sessions.  Following  a  standard 10 min warm‐up, you will complete a 2000 m rowing ergometer race. Capillary blood samples will be taken (approximately 25 drops from the ear lobe) pre and post‐test to determine blood lactate concentrations and blood pH.   

Risks Large acute doses of beta‐alanine can  lead to mild paraesthesia which  is felt as a hot, prickly sensation of the skin that starts soon after taking the dose and lasts up to an hour. The dosage protocol  and  slow  release  formulation of  the beta‐alanine used  in  this  study  aims  to  avoid these effects.  Strenuous  exercise  can  place  strain  upon  the  body  and  cause mild  discomfort.  You will  be carefully monitored by qualified personnel to ensure your well‐being.  There is a small risk of infection of the earlobe following blood sampling. The sample site will be well sterilised prior to sampling and you are advised to keep the wound clean and dry until it heals.  

Winthrop Professor Brian Dawson School of Sport Science, Exercise and Health M408 The University of Western Australia 35 Stirling Highway Crawley Western Australia 6009  Phone  +61 8 6488 2276 Fax   +61 8 6488 1039  Email  [email protected] Web  www.sseh.uwa.edu.au CRICOS Provider Code: 00126G 

Parkway (Entrance No 3) Nedlands 

Page 115: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

115

Benefits Ingesting beta‐alanine could potentially  improve the  lactic acid buffering capacity of athletes and lead to improvements in performance.  

Confidentiality  Confidentiality of your  identity and data will be maintained. All data will be de‐identified, so that no‐one can be connected with his/her data, and the safe‐keeping of data will be ensured at all times. There will be no video or audio data collected for the purpose of this experiment.  

Participant Rights Participation  in this research is voluntary and you are free to withdraw from the study at any time without prejudice. You can withdraw for any reason and you do not need to justify your decision. If you withdraw from the study and you are an employee or student at the University of Western Australia  (UWA)  this will not prejudice your status and  rights as an employee or student of UWA. If you withdraw from the study and are a patient recruited from one of the affiliated clinics your treatment will not be prejudiced or affected in any way.   If you do withdraw we may wish to retain the data that we have recorded from you but only if you agree, otherwise your records will be destroyed.  Your participation  in  this  study does not prejudice any  right  to  compensation  that you may have under statute of common law.  If  you  have  any  questions  concerning  the  research  at  any  time  please  feel  free  to  ask  the researcher who has  contacted  you  about  your  concerns.  Further  information  regarding  this study may be obtained from 

  

Page 116: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

116

   

 Effect of beta‐alanine supplementation on 2000 m rowing performance 

— Consent Form — I ___________________________ have read the information provided and any questions I have asked have been answered to my satisfaction.  I agree to participate in this activity, realising that I may withdraw at any time without reason and without prejudice or without prejudice to my future medical treatment.  

I understand that all information provided is treated as strictly confidential and will not be released by the  investigator.   The  only  exception  to  this  principle  of  confidentiality  is  if  a  court  subpoenas documentation.   I have been advised as to what data is being collected, what the purpose is, and what will be done with the data upon completion of the research.   I agree that research data gathered for the study may be published provided my name or other identifying information is not used.   ______________________                    __________________  Participant                                             Date  The Human Research Ethics Committee at the University of Western Australia requires that all participants are informed that, if they have any complaint regarding the manner, in which a research project is conducted, it may be given to the researcher or, alternatively to the Secretary, Human Research Ethics Committee, Registrar’s Office, University of Western Australia, 35 Stirling Highway, Crawley, WA 6009 (telephone number 6488‐3703). All study participants will be provided with a copy of the Information Sheet and Consent Form for their personal records.  PHONE EMAIL

Winthrop Professor Brian Dawson School of Sport Science, Exercise and Health M408 The University of Western Australia 35 Stirling Highway Crawley Western Australia 6009  Phone  +61 8 6488 2276 Fax   +61 8 6488 1039  Email  [email protected] Web  www.sseh.uwa.edu.au CRICOS Provider Code: 00126G 

Parkway (Entrance No 3) Nedlands 

Page 117: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

117

   

Effect of beta‐alanine supplementation on 800 m running performance  

‐ PARTICIPANT INFORMATION SHEET ‐  

Purpose The purpose of this study is to investigate the effect of the ingestion of the amino acid, beta‐alanine, as an ergogenic aid to running performance. Supplementing with beta‐alanine leads to increases  in  the  lactic  acid  buffer,  carnosine,  in  the  muscles.  This  allows  the  muscles  to complete  higher  levels  of  exercise  before  fatiguing.  This  could  be  of  benefit  for  runners completing an 800 m race.  

Participant requirements Healthy, males aged 18 – 40 y who complete running training regularly (alone or with a club), would complete some sort of interval work as part of their training and are capable of running an  800  m  running  race.  Participants  must  not  be  taking  any  performance  enhancing supplements  that may affect  the  results of  this study  (if  in doubt  then please contact me  to discuss).  

Procedures You will be required to complete 6 x 800 m running races over the period of approximately 10 weeks and will be  randomly assigned  to  supplement orally with either placebo  (glucose) or beta‐alanine  for 30 days. You will be  required  to complete 2 x 800 m practice  running  races separated by at  least 48 h prior  to any  testing  to allow you  to develop an adequate pacing strategy  (if  familiarity  of  the  distance  and  intensity  can  be  shown  then  this  can  be reduced/avoided). Following  this you will complete 2 x 800 m running races separated by at least 48 h prior to supplementation to provide baseline results. Following the baseline session you will complete the 30 day supplementation period and will be required to complete 2 x 800 m running races, conducted in an identical manner to the baseline sessions so to determine if beta‐alanine supplementation has any effect on 800 m running performance. Throughout the study you will be asked to complete a daily training/exercise diary as well as a food diary in the two days prior to each race.  You must prepare  for each  testing session as you would  for a competition event and will be instructed  to  closely mimic  this preparation  for both  sessions.  Following  a  standard 10 min warm‐up,  you will  complete  an  800 m  running  race.  Capillary  blood  samples will  be  taken (approximately  25  drops  from  the  ear  lobe)  pre  and  post‐test  to  determine  blood  lactate concentrations and blood pH.   

Risks Large acute doses of beta‐alanine can  lead to mild paraesthesia which  is felt as a hot, prickly sensation of the skin that starts soon after taking the dose and lasts up to an hour. The dosage 

Winthrop Professor Brian Dawson School of Sport Science, Exercise and Health M408 The University of Western Australia 35 Stirling Highway Crawley Western Australia 6009  Phone  +61 8 6488 2276 Fax   +61 8 6488 1039  Email  [email protected] Web  www.sseh.uwa.edu.au CRICOS Provider Code: 00126G 

Parkway (Entrance No 3) Nedlands 

Page 118: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

118

protocol  and  slow  release  formulation of  the beta‐alanine used  in  this  study  aims  to  avoid these effects.  Strenuous  exercise  can  place  strain  upon  the  body  and  cause mild  discomfort.  You will  be carefully monitored by qualified personnel to ensure your well‐being.  There is a small risk of infection of the earlobe following blood sampling. The sample site will be well sterilised prior to sampling and you are advised to keep the wound clean and dry until it heals. 

 Benefits Ingesting beta‐alanine could potentially  improve the  lactic acid buffering capacity of athletes and lead to improvements in performance.  

Confidentiality  Confidentiality of your  identity and data will be maintained. All data will be de‐identified, so that no‐one can be connected with his/her data, and the safe‐keeping of data will be ensured at all times. There will be no video or audio data collected for the purpose of this experiment.  

Participant Rights Participation  in this research is voluntary and you are free to withdraw from the study at any time without prejudice. You can withdraw for any reason and you do not need to justify your decision. If you withdraw from the study and you are an employee or student at the University of Western Australia  (UWA)  this will not prejudice your status and  rights as an employee or student of UWA. If you withdraw from the study and are a patient recruited from one of the affiliated clinics your treatment will not be prejudiced or affected in any way.   If you do withdraw we may wish to retain the data that we have recorded from you but only if you agree, otherwise your records will be destroyed.  Your participation  in  this  study does not prejudice any  right  to  compensation  that you may have under statute of common law.  If  you  have  any  questions  concerning  the  research  at  any  time  please  feel  free  to  ask  the researcher who has  contacted  you  about  your  concerns.  Further  information  regarding  this study may be obtained from 

  

Page 119: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

119

 

 Effect of beta‐alanine supplementation on 800 m running performance 

— Consent Form — I ___________________________ have read the information provided and any questions I have asked have been answered to my satisfaction.  I agree to participate in this activity, realising that I may withdraw at any time without reason and without prejudice or without prejudice to my future medical treatment.  

I understand that all information provided is treated as strictly confidential and will not be released by the  investigator.   The  only  exception  to  this  principle  of  confidentiality  is  if  a  court  subpoenas documentation.   I have been advised as to what data is being collected, what the purpose is, and what will be done with the data upon completion of the research.   I agree that research data gathered for the study may be published provided my name or other identifying information is not used.   ______________________                    __________________  Participant                                             Date  The Human Research Ethics Committee at the University of Western Australia requires that all participants are informed that, if they have any complaint regarding the manner, in which a research project is conducted, it may be given to the researcher or, alternatively to the Secretary, Human Research Ethics Committee, Registrar’s Office, University of Western Australia, 35 Stirling Highway, Crawley, WA 6009 (telephone number 6488‐3703). All study participants will be provided with a copy of the Information Sheet and Consent Form for their personal records.  PHONE EMAIL

 

Winthrop Professor Brian Dawson School of Sport Science, Exercise and Health M408 The University of Western Australia 35 Stirling Highway Crawley Western Australia 6009  Phone  +61 8 6488 2276 Fax   +61 8 6488 1039  Email  [email protected] Web  www.sseh.uwa.edu.au CRICOS Provider Code: 00126G 

Parkway (Entrance No 3) Nedlands 

Page 120: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

120

 

  

  

 Effect of combined beta‐alanine and sodium bicarbonate supplementation on prolonged 

intermittent‐sprint ability in team‐sport athletes.  

 ‐ PARTICIPANT INFORMATION SHEET ‐ 

Purpose The  purpose  of  this  study  is  to  investigate  the  effects  of  ingesting  the  supplements,  beta‐alanine  and  sodium  bicarbonate,  on  exercise  performance  during  a  team‐sport  game simulation. These supplements improve different facets of the lactic acid buffering capacity of the body and could lead to improvements in performance in team‐sports.  Procedures You will be randomly assigned to one of four conditions.  These conditions include (1) serially  loading (i.e. repeated doses) for a period of 30 days with beta‐alanine, (2) serially loading for a period  of  30  days  with  a  combined  dose  of  beta‐alanine  and  an  acute  dose  of  sodium bicarbonate (0.3 g.kg‐1 BM dose 60 min prior) on testing days, or (3) serially loading for 30 days with  a placebo dose plus  an  acute dose of  sodium bicarbonate  (0.3  g.kg‐1 BM dose  60 min prior) on testing days, or  (4) a placebo group.   You will be required to complete  four testing sessions over the period of approximately six weeks. Once you have completed the first testing session  you will  be  required  to  attend  a week  later  for  another  pre‐supplementation  trial. Following  the  pre‐tests  you will  take  the  supplement/placebo  for  one month  and will  then complete two tests exactly the same as the pre‐tests to complete the trial.  The intermittent‐sprint test will be completed on a wooden gymnasium floor. You will perform a pre‐test warm‐up  involving  some  running, dynamic exercises and dynamic  stretching. The sprint test  involves 3 sets of 6 x 20 m sprints  leaving every 25 s with a  jog back to the start. Each set will be separated by 4 min of light jogging, walking and resting.   During  the  test, a  few drops of blood will be obtained  from your earlobe  immediately after each set of sprints to assess blood lactate concentrations and pH.   Risks Large acute doses of beta‐alanine can  lead to mild paraesthesia which  is felt as a hot, prickly sensation of the skin that starts soon after taking the dose and lasts up to an hour. The dosage protocol used in this study aims to avoid these effects.  Acute doses of  sodium bicarbonate  can  lead  to  gastrointestinal upset  in  some people.  This occurs in approximately 10% of cases and can lead to short‐term diarrhoea, stomach upset and vomiting

Winthrop Professor Brian Dawson School of Sport Science, Exercise and Health M408 The University of Western Australia 35 Stirling Highway Crawley Western Australia 6009 Phone  +61 8 6488 2276 Fax   +61 8 6488 1039  Email  [email protected] Web  www.sseh.uwa.edu.au CRICOS Provider Code: 00126G 

Parkway (Entrance No 3) Nedlands 

Page 121: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

121

Strenuous  exercise  can  place  strain  upon  the  body  and  cause mild  discomfort.  You will  be carefully monitored during each testing session.  There is a small risk of infection of the earlobe following blood sampling. The sample site will be well sterilised prior to sampling and you are advised to keep the wound clean and dry until it heals.  Benefits Ingesting beta‐alanine and  sodium bicarbonate  could potentially  slow  the  rate of  lactic acid accumulation and fatigue, therefore  leading to  improvements  in performance. Improving two areas  of  the  buffering  capacity  of  the  body  by  ingesting  both  beta‐alanine  AND  sodium bicarbonate could  lead to  improvements  in performance beyond what  is possible with either supplement in isolation.  Confidentiality  Confidentiality of your  identity and data will be maintained. All data will be de‐identified, so that no‐one can be connected with his/her data, and the safe‐keeping of data will be ensured at all times. There will be no video or audio data collected for the purpose of this experiment.   Participant Rights Participation  in this research is voluntary and you are free to withdraw from the study at any time without prejudice. You can withdraw for any reason and you do not need to justify your decision. If you withdraw from the study and you are an employee or student at the University of Western Australia  (UWA)  this will not prejudice your status and  rights as an employee or student of UWA. If you withdraw from the study and are a patient recruited from one of the affiliated clinics your treatment will not be prejudiced or affected in any way.  If you do withdraw we may wish to retain the data that we have recorded from you but only if you agree, otherwise your records will be destroyed. Your participation  in  this  study does not prejudice any  right  to  compensation  that you may have under statute of common law. If  you  have  any  questions  concerning  the  research  at  any  time  please  feel  free  to  ask  the researcher who has  contacted  you  about  your  concerns.  Further  information  regarding  this study may be obtained from  

  

Page 122: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

122

   

 Effect of combined beta‐alanine and sodium bicarbonate supplementation on 

prolonged intermittent‐sprint ability in team‐sport athletes. 

— Consent Form — I ___________________________ have read the information provided and any questions I have asked have been answered to my satisfaction.  I agree to participate in this activity, realising that I may withdraw at any time without reason and without prejudice or without prejudice to my future medical treatment.  

I understand that all information provided is treated as strictly confidential and will not be released by the  investigator.   The  only  exception  to  this  principle  of  confidentiality  is  if  a  court  subpoenas documentation.   I have been advised as to what data is being collected, what the purpose is, and what will be done with the data upon completion of the research.   I agree that research data gathered for the study may be published provided my name or other identifying information is not used.   ______________________                    __________________  Participant                                             Date  The Human Research Ethics Committee at the University of Western Australia requires that all participants are informed that, if they have any complaint regarding the manner, in which a research project is conducted, it may be given to the researcher or, alternatively to the Secretary, Human Research Ethics Committee, Registrar’s Office, University of Western Australia, 35 Stirling Highway, Crawley, WA 6009 (telephone number 6488‐3703). All study participants will be provided with a copy of the Information Sheet and Consent Form for their personal records. 

Winthrop Professor Brian Dawson School of Sport Science, Exercise and Health M408 The University of Western Australia 35 Stirling Highway Crawley Western Australia 6009  Phone  +61 8 6488 2276 Fax   +61 8 6488 1039  Email  [email protected] Web  www.sseh.uwa.edu.au CRICOS Provider Code: 00126G 

Parkway (Entrance No 3) Nedlands 

Page 123: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

123

 

 

Effect of combined beta-alanine and sodium bicarbonate supplementation on prolonged intermittent-sprint ability in team-sport athletes.

— Consent Form — I ___________________________ have read the information provided and any questions I have asked have been answered to my satisfaction.    I agree to allow my son/daughter/dependant ______________________ (Full name) to participate in this activity, realising that they may withdraw at any time without reason and without prejudice or without prejudice to their future medical treatment.  

I understand that all information provided is treated as strictly confidential and will not be released by the  investigator.   The  only  exception  to  this  principle  of  confidentiality  is  if  a  court  subpoenas documentation.   I have been advised as to what data is being collected, what the purpose is, and what will be done with the data upon completion of the research.  I agree that research data gathered for the study may be published provided my son/daughter/dependant’s name or other identifying information is not used.   ______________________                    __________________  Signed                                                        Date  The Human Research Ethics Committee at the University of Western Australia requires that all participants are informed that, if they have any complaint regarding the manner, in which a research project is conducted, it may be given to the researcher or, alternatively to the Secretary, Human Research Ethics Committee, Registrar’s Office, University of Western Australia, 35 Stirling Highway, Crawley, WA 6009 (telephone number 6488‐3703). All study participants will be provided with a copy of the Information Sheet and Consent Form for their personal records.  PHONE EMAIL

Winthrop Professor Brian Dawson School of Sport Science, Exercise and Health M408 The University of Western Australia 35 Stirling Highway Crawley Western Australia 6009  Phone  +61 8 6488 2276 Fax   +61 8 6488 1039  Email  [email protected] Web  www.sseh.uwa.edu.au CRICOS Provider Code: 00126G 

Parkway (Entrance No 3) Nedlands 

Page 124: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

124

APPENDIX B 

Raw Data 

 

Raw Data – Study One – Chapter Three 

Raw Data – Study Two – Chapter Four 

Raw Data – Study Three – Chapter Five 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 125: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

125

RAW DATA – STUDY ONE – CHAPTER THREE 

2000  m  rowing  ergometer  race  250  m  split  (s)  and  total  time  (min:s)  pre‐  and  post‐

supplementation in the beta‐alanine and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

Pre‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Total Time  Time 250m Time 

500m Time 750m 

Time 

1000m

Time 

1250m

Time 

1500m 

Time 

1750m Time 2000m 

1 Beta‐alanine 06:40.2 46.2 49.0 50.5 51.0 51.1 51.6 51.4 49.5

2 Beta‐alanine 06:50.1 46.8 49.5 51.2 51.6 52.4 53.7 52.9 52.0

3 Beta‐alanine 06:12.9 43.6 45.5 47.1 47.5 47.8 48.3 47.7 45.4

4 Beta‐alanine 06:23.5 47.1 47.9 47.8 48.7 48.2 48.9 48.6 46.3

5 Beta‐alanine 06:49.7 47.8 49.7 51.7 53.1 53.4 53.3 52.3 48.6

6 Beta‐alanine 06:28.2 43.5 48.0 49.3 49.9 50.2 50.3 49.5 47.6

7 Beta‐alanine 06:26.7 45.3 47.8 49.1 49.5 49.1 49.4 49.4 47.0

8 Placebo 06:12.1 44.9 45.8 46.5 47.3 47.4 47.3 47.1 45.8

9 Placebo 06:36.0 47.8 47.9 49.1 49.8 50.8 50.2 51.1 49.4

10 Placebo 06:51.7 43.5 51.3 49.8 53.1 53.4 54.1 54.6 52.1

11 Placebo 06:31.0 44.7 48.7 51.1 51.1 51.3 50.3 49.3 44.6

12 Placebo 06:26.5 45.5 47.1 48.2 48.5 49.6 50.0 49.3 48.2

13 Placebo 06:37.6 48.1 48.7 49.6 50.2 50.5 50.7 50.7 49.1

14 Placebo 06:46.8 46.1 49.5 50.7 51.4 51.9 52.6 52.7 52.0

15 Placebo 06:46.2 49.4 50.2 51.6 51.7 51.4 51.7 50.5 49.7

16 Placebo 06:14.4 44.9 46.3 47.4 47.8 47.7 47.5 46.9 45.9

Participant Treatment Total Time  Time 250m Time 

500m Time 750m 

Time 

1000m

Time 

1250m

Time 

1500m 

Time 

1750m Time 2000m 

1 Beta‐alanine 06:54.3 53.7 50.1 51.9 51.9 51.6 52.3 52.5 50.2

2 Beta‐alanine 06:48.0 46.6 49.1 51.0 52.4 52.7 52.9 52.5 50.9

3 Beta‐alanine 06:12.2 43.5 45.4 47.0 47.4 47.7 48.2 47.6 45.3

4 Beta‐alanine 06:21.6 45.6 47.6 47.5 48.8 48.0 48.8 48.5 46.9

5 Beta‐alanine 06:49.8 47.1 49.4 51.4 52.9 53.5 53.6 53.4 48.6

6 Beta‐alanine 06:29.1 44.6 47.5 48.9 49.8 49.9 50.7 50.2 47.5

7 Beta‐alanine 06:27.9 46.6 48.2 49.4 49.6 49.5 48.9 48.8 46.9

8 Placebo 06:11.5 44.8 45.7 46.4 47.2 47.3 47.2 47.0 45.7

9 Placebo 06:38.0 48.0 48.1 49.3 50.1 51.1 50.5 51.4 49.6

10 Placebo 06:42.8 47.5 49.6 50.3 51.0 51.0 51.6 51.5 50.3

11 Placebo 06:28.3 43.9 47.5 50.4 51.0 50.6 49.4 48.8 46.7

12 Placebo 06:17.1 45.5 46.5 47.1 46.9 47.9 48.2 48.0 46.9

13 Placebo 06:38.9 49.2 50.0 50.2 50.2 50.3 50.1 49.9 48.9

14 Placebo 06:47.9 45.8 50.0 51.3 52.4 52.7 52.6 52.6 50.5

15 Placebo 06:44.7 49.2 50.4 51.0 51.5 50.5 51.4 51.5 49.1

16 Placebo 06:07.5 43.4 46.0 46.4 47.1 46.8 47.0 46.3 44.6

Page 126: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

126

Post‐supplementation trial 1 

 

Post‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Total Time  Time 250m  Time 500m Time 

750m 

Time 

1000mTime 1250m

Time 

1500m Time 1750m  Time 2000m 

1 Beta‐alanine 06:48.9 47.2 50.2 51.4 52.4 52.4 52.6 52.4 50.4

2 Beta‐alanine 06:37.5 46.5 48.7 49.6 50.1 50.7 50.9 51.9 49.1

3 Beta‐alanine 06:12.5 44.4 46.6 46.7 47.1 47.3 47.1 47.4 45.7

4 Beta‐alanine 06:18.6 45.3 46.5 47.2 47.7 47.8 48.4 48.5 47.3

5 Beta‐alanine 06:49.9 46.5 48.8 51.4 53.5 54.1 54.0 53.7 48.0

6 Beta‐alanine 06:23.8 43.7 47.4 48.2 48.5 49.1 49.9 49.8 47.2

7 Beta‐alanine 06:27.5 45.2 46.9 48.5 49.2 49.4 49.7 49.8 48.7

8 Placebo 06:16.4 45.2 47.5 48.4 49.0 48.5 47.5 46.2 44.1

9 Placebo 06:35.8 45.7 48.7 50.9 51.3 51.2 50.7 50.1 47.3

10 Placebo 06:47.4 44.0 49.7 52.4 53.1 52.7 53.0 52.5 50.2

11 Placebo 06:35.2 45.1 49.0 51.7 52.4 51.1 49.9 49.5 46.3

12 Placebo 06:22.9 44.3 46.1 47.0 47.8 49.8 50.0 49.9 48.0

13 Placebo 06:39.0 48.1 48.8 49.9 50.1 50.3 51.1 50.9 49.8

14 Placebo 06:52.7 45.8 49.9 51.1 52.8 53.5 53.7 53.4 52.5

15 Placebo 06:42.7 47.2 50.5 50.8 51.1 51.6 51.8 50.8 48.9

16 Placebo 06:14.3 44.1 45.5 46.9 47.4 47.6 48.0 48.1 46.7

Participant Treatment Total Time  Time 250m  Time 500m Time 

750m 

Time 

1000mTime 1250m

Time 

1500m Time 1750m  Time 2000m 

1 Beta‐alanine 06:44.7 47.8 49.3 50.9 51.7 51.9 51.8 51.1 50.3

2 Beta‐alanine 06:37.5 45.9 48.6 49.5 50.5 50.4 51.1 51.9 49.5

3 Beta‐alanine 06:12.4 44.2 46.4 47.6 47.4 47.5 47.4 46.8 45.2

4 Beta‐alanine 06:19.0 44.6 46.5 47.2 47.8 48.2 48.2 48.5 48.0

5 Beta‐alanine 06:50.3 48.1 49.4 50.7 52.2 53.6 54.1 53.7 48.5

6 Beta‐alanine 06:26.6 42.9 47.2 48.4 49.8 50.3 50.6 49.9 47.5

7 Beta‐alanine 06:24.8 46.7 47.1 47.6 48.8 48.9 49.4 48.6 47.7

8 Placebo 06:15.1 46.5 47.1 47.6 47.9 47.8 47.3 46.4 44.6

9 Placebo 06:33.6 44.2 47.6 49.1 50.2 50.1 50.4 51.1 50.9

10 Placebo 06:47.5 45.8 49.6 50.7 51.7 52.4 53.3 53.2 50.7

11 Placebo 06:29.4 44.9 48.9 51.3 52.2 50.0 48.8 48.6 44.5

12 Placebo 06:22.9 45.2 48.0 49.3 49.2 48.9 48.8 48.1 45.3

13 Placebo 06:40.2 48.8 49.4 49.9 50.0 50.7 50.6 50.9 50.0

14 Placebo 06:54.2 45.6 51.0 52.9 53.4 53.5 53.0 53.2 51.7

15 Placebo 06:41.7 46.7 49.4 50.7 51.3 51.1 52.1 50.7 49.6

16 Placebo 06:10.5 42.8 45.9 47.3 47.8 47.9 47.6 46.6 44.8

Page 127: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

127

2000 m  rowing ergometer  race 250 m  split and  total average power output  (W) pre‐ and 

post‐supplementation in the beta‐alanine and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

Pre‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

Participant TreatmentTotal Average 

Power

Power 

250m

Power 

500m

Power 

750m

Power 

1000m

Power 

1250m

Power 

1500m

Power 

1750m

Power 

2000m

1 Beta‐alanine 349 444 372 340 330 328 318 322 361

2 Beta‐alanine 325 427 361 326 318 304 283 296 311

3 Beta‐alanine 432 528 464 419 408 401 388 403 468

4 Beta‐alanine 397 419 398 401 379 391 374 381 441

5 Beta‐alanine 326 401 356 317 292 287 289 306 381

6 Beta‐alanine 383 532 396 365 352 346 344 361 406

7 Beta‐alanine 387 471 401 370 361 370 363 363 421

8 Placebo 435 483 455 435 413 411 413 419 455

9 Placebo 361 401 398 370 354 334 346 328 363

10 Placebo 321 532 324 354 292 287 276 269 309

11 Placebo 378 455 351 303 303 300 320 339 458

12 Placebo 388 464 419 391 383 359 350 365 391

13 Placebo 356 393 379 359 346 340 336 336 370

14 Placebo 333 447 361 336 322 313 301 299 311

15 Placebo 334 363 346 318 317 322 317 340 356

16 Placebo 427 483 441 411 401 403 408 424 452

Participant TreatmentTotal Average 

Power

Power 

250m

Power 

500m

Power 

750m

Power 

1000m

Power 

1250m

Power 

1500m

Power 

1750m

Power 

2000m

1 Beta‐alanine 315 283 348 313 313 318 306 302 346

2 Beta‐alanine 330 432 370 330 304 299 296 302 332

3 Beta‐alanine 434 529 465 420 409 402 389 404 469

4 Beta‐alanine 403 461 406 408 376 396 376 383 424

5 Beta‐alanine 325 419 363 322 296 286 284 287 381

6 Beta‐alanine 380 493 408 374 354 352 336 346 408

7 Beta‐alanine 384 432 391 363 359 361 374 376 424

8 Placebo 436 484 456 436 414 412 414 420 456

9 Placebo 355 394 391 364 348 328 340 323 357

10 Placebo 343 408 359 344 330 330 318 320 344

11 Placebo 383 517 408 342 330 338 363 376 430

12 Placebo 418 464 435 419 424 398 391 396 424

13 Placebo 353 367 350 346 346 344 348 352 374

14 Placebo 330 455 350 324 304 299 301 301 340

15 Placebo 338 367 342 330 320 340 322 320 370

16 Placebo 451 535 449 438 419 427 421 441 493

Page 128: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

128

Post‐supplementation trial 1 

 

Post‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant TreatmentTotal Average 

Power

Power 

250m

Power 

500m

Power 

750m

Power 

1000m

Power 

1250m

Power 

1500m

Power 

1750m

Power 

2000m

1 Beta‐alanine 328 416 346 322 304 304 301 304 342

2 Beta‐alanine 357 435 379 359 348 336 332 313 370

3 Beta‐alanine 423 489 421 418 408 403 408 401 446

4 Beta‐alanine 413 471 435 416 403 401 386 383 413

5 Beta‐alanine 319 425 369 316 281 272 273 278 387

6 Beta‐alanine 396 524 411 391 383 370 352 354 416

7 Beta‐alanine 386 474 424 383 367 363 356 354 379

8 Placebo 420 474 408 386 372 383 408 444 510

9 Placebo 361 458 379 332 324 326 336 348 413

10 Placebo 331 514 356 304 292 299 294 302 346

11 Placebo 375 492 385 328 314 338 364 372 426

12 Placebo 422 503 447 421 401 370 377 389 468

13 Placebo 353 393 376 352 348 344 328 332 354

14 Placebo 319 455 352 328 297 286 283 287 302

15 Placebo 343 406 340 334 328 318 315 334 374

16 Placebo 427 510 464 424 411 406 396 393 430

Participant TreatmentTotal Average 

Power

Power 

250m

Power 

500m

Power 

750m

Power 

1000m

Power 

1250m

Power 

1500m

Power 

1750m

Power 

2000m

1 Beta‐alanine 338 401 365 332 317 313 315 328 344

2 Beta‐alanine 357 452 381 361 340 342 328 313 361

3 Beta‐alanine 434 507 438 406 411 408 411 427 474

4 Beta‐alanine 411 493 435 416 401 391 391 383 396

5 Beta‐alanine 324 393 363 336 308 284 276 283 383

6 Beta‐alanine 388 554 416 386 354 344 338 352 408

7 Beta‐alanine 393 430 419 406 376 374 363 381 403

8 Placebo 424 435 419 406 398 401 413 438 493

9 Placebo 367 507 406 370 346 348 342 328 332

10 Placebo 331 455 359 336 317 304 289 291 336

11 Placebo 379 483 374 324 308 350 376 381 436

12 Placebo 399 474 396 365 367 374 376 393 471

13 Placebo 349 376 363 352 350 386 338 332 350

14 Placebo 315 461 330 296 287 286 294 291 317

15 Placebo 346 430 363 336 324 328 309 336 359

16 Placebo 440 558 452 413 401 398 406 432 487

Page 129: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

129

Pre‐ and post‐ 2000 m  rowing ergometer  race blood  lactate concentrations  (mmol∙L‐1) pre‐ 

and post‐supplementation in the beta‐alanine and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 0.9 11.7

2 Beta‐alanine 1.7 9.3

3 Beta‐alanine 1.0 9.2

4 Beta‐alanine 1.1 10.8

5 Beta‐alanine 2.2 15.0

6 Beta‐alanine 4.9 20.0

7 Beta‐alanine 1.8 11.1

8 Placebo 1.1 12.2

9 Placebo 1.1 13.0

10 Placebo 1.0 12.2

11 Placebo 0.1 6.8

12 Placebo 1.2 12.2

13 Placebo 0.8 12.1

14 Placebo 0.3 13.6

15 Placebo 1.4 12.3

16 Placebo 1.0 15.0

Page 130: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

130

Pre‐supplementation trial 2 

 

Post‐supplementation trial 1 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 1.1 11.1

2 Beta‐alanine 1.0 11.1

3 Beta‐alanine 1.3 6.2

4 Beta‐alanine 1.1 10.2

5 Beta‐alanine 0.9 13.9

6 Beta‐alanine 1.2 10.0

7 Beta‐alanine 1.9 9.8

8 Placebo 1.1 12.2

9 Placebo 0.7 11.1

10 Placebo 1.0 11.2

11 Placebo 0.6 8.7

12 Placebo 1.2 16.0

13 Placebo 1.2 9.5

14 Placebo 0.6 13.4

15 Placebo 1.1 12.2

16 Placebo 1.0 15.0

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 1.3 12.2

2 Beta‐alanine 1.1 10.5

3 Beta‐alanine 1.1 16.0

4 Beta‐alanine 0.9 9.7

5 Beta‐alanine 0.8 12.3

6 Beta‐alanine 1.7 17.0

7 Beta‐alanine 2.3 16.0

8 Placebo 1.4 17.0

9 Placebo 1.2 9.8

10 Placebo 0.8 10.9

11 Placebo 0.4 6.2

12 Placebo 1.1 12.0

13 Placebo 0.9 14.6

14 Placebo 0.5 11.9

15 Placebo 2.2 16.1

16 Placebo 1.1 12.9

Page 131: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

131

Post‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 1.4 8.3

2 Beta‐alanine 1.3 10.8

3 Beta‐alanine 1.4 9.5

4 Beta‐alanine 0.8 8.6

5 Beta‐alanine 1.0 17.0

6 Beta‐alanine 1.1 13.6

7 Beta‐alanine 2.9 14.1

8 Placebo 0.8 13.9

9 Placebo 1.4 13.1

10 Placebo 0.9 12.2

11 Placebo 0.7 4.5

12 Placebo 1.1 12.0

13 Placebo 2.1 15.6

14 Placebo 0.5 11.9

15 Placebo 1.7 16.0

16 Placebo 0.7 12.1

Page 132: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

132

Pre‐ and post‐ 2000 m  rowing ergometer  race blood pH pre‐ and post‐supplementation  in 

the beta‐alanine and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.419 7.111

2 Beta‐alanine 7.396 7.188

3 Beta‐alanine 7.388 7.126

4 Beta‐alanine 7.400 7.077

5 Beta‐alanine 7.408 7.111

6 Beta‐alanine 7.364 7.017

7 Beta‐alanine 7.368 7.170

8 Placebo 7.398 7.011

9 Placebo 7.380 7.055

10 Placebo 7.460 7.066

11 Placebo 7.381 7.225

12 Placebo 7.405 7.159

13 Placebo 7.376 7.107

14 Placebo 7.435 7.009

15 Placebo 7.410 7.111

16 Placebo 7.429 7.148

Page 133: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

133

Pre‐supplementation trial 2 

 

Post‐supplementation trial 1 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.433 7.125

2 Beta‐alanine 7.344 7.157

3 Beta‐alanine 7.357 7.148

4 Beta‐alanine 7.399 7.083

5 Beta‐alanine 7.392 7.121

6 Beta‐alanine 7.415 7.071

7 Beta‐alanine 7.389 7.137

8 Placebo 7.398 7.011

9 Placebo 7.395 7.059

10 Placebo 7.419 7.016

11 Placebo 7.376 7.095

12 Placebo 7.402 7.159

13 Placebo 7.371 7.147

14 Placebo 7.422 7.044

15 Placebo 7.406 7.057

16 Placebo 7.436 7.148

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.445 7.072

2 Beta‐alanine 7.396 7.202

3 Beta‐alanine 7.429 7.100

4 Beta‐alanine 7.417 7.090

5 Beta‐alanine 7.397 7.068

6 Beta‐alanine 7.423 7.016

7 Beta‐alanine 7.391 7.130

8 Placebo 7.411 7.054

9 Placebo 7.397 7.079

10 Placebo 7.421 7.046

11 Placebo 7.395 7.239

12 Placebo 7.391 7.133

13 Placebo 7.388 7.161

14 Placebo 7.434 6.976

15 Placebo 7.384 7.048

16 Placebo 7.419 7.127

Page 134: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

134

Post‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.413 7.074

2 Beta‐alanine 7.385 7.156

3 Beta‐alanine 7.377 7.102

4 Beta‐alanine 7.411 7.068

5 Beta‐alanine 7.407 7.101

6 Beta‐alanine 7.442 7.058

7 Beta‐alanine 7.391 7.151

8 Placebo 7.412 7.054

9 Placebo 7.412 7.014

10 Placebo 7.419 7.031

11 Placebo 7.413 7.177

12 Placebo 7.391 7.133

13 Placebo 7.388 7.142

14 Placebo 7.434 6.976

15 Placebo 7.384 7.048

16 Placebo 7.448 7.127

Page 135: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

135

RAW DATA – STUDY TWO – CHAPTER FOUR 

800 m  running  race 200 m  split  and  total  time  (s)  for  the pre‐  and post‐supplementation 

trials in the beta‐alanine and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant TreatmentTotal 

Time 

Time 

200m 

Time 

400m 

Time 

600m 

Time 

800m

1 Beta‐alanine 136.928 32.313 33.882 35.285 35.448

2 Beta‐alanine 141.570 29.493 36.675 35.779 39.624

3 Beta‐alanine 144.090 32.440 38.200 33.770 39.680

4 Beta‐alanine 143.111 32.101 36.156 37.279 36.927

5 Beta‐alanine 157.252 36.802 41.811 38.721 39.918

6 Beta‐alanine 147.465 34.242 37.759 37.234 38.230

7 Beta‐alanine 151.819 33.283 37.195 40.997 40.344

8 Beta‐alanine 149.658 35.214 38.123 38.341 37.980

9 Beta‐alanine 141.700 29.200 35.182 35.182 42.136

10 Placebo 134.454 30.377 33.482 35.450 35.145

11 Placebo 169.427 41.295 39.181 45.583 43.368

12 Placebo 151.082 36.876 37.675 39.323 37.208

13 Placebo 150.446 35.184 38.206 37.671 38.799

14 Placebo 151.950 35.420 40.400 37.100 38.820

15 Placebo 167.800 31.123 43.918 45.229 47.530

16 Placebo 159.740 36.085 39.166 42.435 42.054

17 Placebo 150.023 32.901 36.734 40.075 41.313

18 Placebo 173.999 36.998 41.950 46.146 48.905

Page 136: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

136

Pre‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant TreatmentTotal 

Time 

Time 

200m 

Time 

400m 

Time 

600m 

Time 

800m

1 Beta‐alanine 137.808 31.893 34.046 35.754 36.115

2 Beta‐alanine 144.901 29.246 36.639 37.019 41.997

3 Beta‐alanine 141.800 31.300 39.000 32.400 39.100

4 Beta‐alanine 145.290 32.952 35.859 38.079 38.400

5 Beta‐alanine 154.899 35.170 37.231 39.319 43.179

6 Beta‐alanine 147.008 32.835 36.289 38.241 39.643

7 Beta‐alanine 150.406 33.736 38.892 40.623 37.155

8 Beta‐alanine 148.004 35.693 37.196 37.444 37.671

9 Beta‐alanine 139.420 27.960 35.930 36.710 38.820

10 Placebo 136.533 31.993 33.753 35.319 35.468

11 Placebo 171.102 40.798 42.511 46.830 40.963

12 Placebo 152.846 36.890 39.021 39.481 37.454

13 Placebo 146.576 33.595 36.865 37.984 38.445

14 Placebo 148.440 34.985 36.820 37.844 38.803

15 Placebo 165.679 35.051 41.880 42.014 46.734

16 Placebo 165.380 36.671 39.849 43.581 45.279

17 Placebo 153.969 35.395 37.902 39.891 40.781

18 Placebo 173.022 40.967 42.119 44.526 45.410

Page 137: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

137

Post‐supplementation trial 1 

 

Post‐supplementation trial 2 

 

 

Participant Treatment Total Time Time 

200m 

Time 

400m 

Time 

600m Time 800m

1 Beta‐alanine 138.444 31.556 34.078 35.649 37.161

2 Beta‐alanine 142.227 30.710 35.889 38.281 37.347

3 Beta‐alanine 138.260 31.260 36.210 32.890 37.900

4 Beta‐alanine 141.208 32.891 35.393 37.185 35.739

5 Beta‐alanine 148.249 33.287 35.508 39.197 40.257

6 Beta‐alanine 145.988 34.272 36.628 37.597 37.491

7 Beta‐alanine 144.892 33.493 35.363 38.434 37.602

8 Beta‐alanine 145.866 34.879 36.829 37.877 36.281

9 Beta‐alanine 137.390 29.180 36.013 35.181 37.016

10 Placebo 134.247 31.141 33.922 35.154 34.030

11 Placebo 172.135 36.584 39.696 46.485 49.370

12 Placebo 153.880 38.358 37.929 40.355 37.238

13 Placebo 149.309 36.437 37.319 37.984 37.569

14 Placebo 145.839 32.519 34.892 38.596 39.832

15 Placebo 165.698 35.315 38.118 44.604 47.661

16 Placebo 160.310 36.943 38.961 41.484 42.922

17 Placebo 155.887 33.510 37.775 41.635 42.967

18 Placebo 173.333 40.629 42.495 44.594 45.615

Participant Treatment Total Time Time 

200m 

Time 

400m 

Time 

600m Time 800m

1 Beta‐alanine 136.574 32.063 33.376 35.546 35.589

2 Beta‐alanine 142.900 29.816 36.401 37.026 39.656

3 Beta‐alanine 140.169 32.100 35.926 35.700 36.443

4 Beta‐alanine 135.192 31.781 34.197 35.111 34.103

5 Beta‐alanine 149.781 36.070 37.498 38.390 37.823

6 Beta‐alanine 147.489 34.594 35.349 37.815 39.731

7 Beta‐alanine 144.934 34.156 36.139 37.646 36.993

8 Beta‐alanine 144.201 35.037 35.525 36.758 36.881

9 Beta‐alanine 133.896 32.282 34.281 34.434 32.899

10 Placebo 132.582 32.029 33.071 33.305 34.177

11 Placebo 170.618 37.717 38.899 44.758 48.243

12 Placebo 156.345 40.149 39.997 40.271 35.928

13 Placebo 145.640 35.012 36.588 37.068 36.972

14 Placebo 148.838 36.258 37.564 37.786 37.230

15 Placebo 159.300 37.320 41.359 43.100 37.521

16 Placebo 164.843 38.239 39.964 42.486 44.154

17 Placebo 153.553 34.353 37.758 40.668 40.774

18 Placebo 169.450 39.129 41.465 43.958 44.898

Page 138: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

138

Pre‐ and post‐ 800 m  running  race blood  lactate  concentrations  (mmol∙L‐1) pre‐ and post‐

supplementation in the beta‐alanine and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

Pre‐supplementation trial 2 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 1.2 11.5

2 Beta‐alanine 1.1 8.9

3 Beta‐alanine 1.2 9.1

4 Beta‐alanine 1.2 8.4

5 Beta‐alanine 0.9 7.8

6 Beta‐alanine 1.1 6.9

7 Beta‐alanine 1.6 14.9

8 Beta‐alanine 0.6 10.5

9 Beta‐alanine 1.2 7.1

10 Placebo 2.0 8.9

11 Placebo 1.3 14.1

12 Placebo 1.4 16.0

13 Placebo 1.4 5.9

14 Placebo 0.8 8.5

15 Placebo 0.7 10.7

16 Placebo 1.7 12.9

17 Placebo 1.0 10.3

18 Placebo 1.2 11.4

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 1.1 10.1

2 Beta‐alanine 0.9 10.5

3 Beta‐alanine 1.4 7.5

4 Beta‐alanine 1.1 12.6

5 Beta‐alanine 1.0 8.2

6 Beta‐alanine 1.0 12.9

7 Beta‐alanine 1.5 12.8

8 Beta‐alanine 1.7 7.5

9 Beta‐alanine 1.0 8.3

10 Placebo 1.1 9.1

11 Placebo 0.8 14.0

12 Placebo 1.2 14.8

13 Placebo 1.5 4.9

14 Placebo 0.9 9.0

15 Placebo 0.5 10.1

16 Placebo 1.2 13.9

17 Placebo 0.8 16.0

18 Placebo 1.0 12.9

Page 139: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

139

Post‐supplementation trial 1 

 

Post‐supplementation trial 2 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 1.4 9.6

2 Beta‐alanine 1.3 13.3

3 Beta‐alanine 0.4 12.5

4 Beta‐alanine 1.2 11.3

5 Beta‐alanine 0.8 9.5

6 Beta‐alanine 1.0 12.9

7 Beta‐alanine 1.5 12.9

8 Beta‐alanine 1.2 7.3

9 Beta‐alanine 1.2 11.4

10 Placebo 1.1 15.0

11 Placebo 0.8 13.5

12 Placebo 1.2 12.9

13 Placebo 1.9 5.2

14 Placebo 0.5 10.1

15 Placebo 1.0 10.9

16 Placebo 1.4 14.2

17 Placebo 1.9 11.9

18 Placebo 1.3 9.4

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 1.3 10.8

2 Beta‐alanine 1.1 10.9

3 Beta‐alanine 1.0 7.2

4 Beta‐alanine 1.0 15.0

5 Beta‐alanine 1.0 6.5

6 Beta‐alanine 0.8 8.6

7 Beta‐alanine 1.2 9.1

8 Beta‐alanine 1.0 10.0

9 Beta‐alanine 1.3 9.2

10 Placebo 1.0 16.0

11 Placebo 1.1 14.5

12 Placebo 1.3 12.9

13 Placebo 1.3 7.4

14 Placebo 1.0 7.1

15 Placebo 0.7 10.2

16 Placebo 1.3 13.2

17 Placebo 1.2 13.5

18 Placebo 1.2 14.0

Page 140: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

140

 

Pre‐  and  post‐  800 m  running  race  blood  pH  pre‐  and  post‐supplementation  in  the  beta‐

alanine and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

Pre‐supplementation trial 2 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.424 7.242

2 Beta‐alanine 7.458 7.190

3 Beta‐alanine 7.405 7.178

4 Beta‐alanine 7.397 7.181

5 Beta‐alanine 7.410 7.199

6 Beta‐alanine 7.408 7.233

7 Beta‐alanine 7.384 7.196

8 Beta‐alanine 7.429 7.233

9 Beta‐alanine 7.351 7.154

10 Placebo 7.366 7.230

11 Placebo 7.389 7.162

12 Placebo 7.409 7.176

13 Placebo 7.389 7.277

14 Placebo 7.391 7.174

15 Placebo 7.398 7.091

16 Placebo 7.372 7.141

17 Placebo 7.419 7.216

18 Placebo 7.390 7.208

Page 141: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

141

 

Post‐supplementation trial 1 

 

Post‐supplementation trial 2 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.404 7.248

2 Beta‐alanine 7.446 7.140

3 Beta‐alanine 7.425 7.193

4 Beta‐alanine 7.401 7.151

5 Beta‐alanine 7.437 7.175

6 Beta‐alanine 7.416 7.138

7 Beta‐alanine 7.401 7.220

8 Beta‐alanine 7.373 7.276

9 Beta‐alanine 7.354 7.162

10 Placebo 7.407 7.177

11 Placebo 7.416 7.197

12 Placebo 7.413 7.188

13 Placebo 7.396 7.291

14 Placebo 7.398 7.164

15 Placebo 7.415 7.111

16 Placebo 7.392 7.129

17 Placebo 7.405 7.169

18 Placebo 7.422 7.161

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.425 7.252

2 Beta‐alanine 7.398 7.145

3 Beta‐alanine 7.464 7.206

4 Beta‐alanine 7.415 7.189

5 Beta‐alanine 7.425 7.161

6 Beta‐alanine 7.396 7.116

7 Beta‐alanine 7.399 7.176

8 Beta‐alanine 7.385 7.287

9 Beta‐alanine 7.402 7.136

10 Placebo 7.411 7.203

11 Placebo 7.422 7.198

12 Placebo 7.435 7.186

13 Placebo 7.391 7.319

14 Placebo 7.416 7.160

15 Placebo 7.416 7.160

16 Placebo 7.401 7.134

17 Placebo 7.421 7.197

18 Placebo 7.405 7.206

Page 142: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

142

 

 

 

 

RAW DATA – STUDY THREE – CHAPTER FIVE 

Pre‐supplementation sprint times (s) for each of the 3 sets of the repeated sprint test (6 x 20 

m  sprint)  in  the  beta‐alanine  (BA),  sodium  bicarbonate  (NaHCO3),  combined  beta‐alanine 

and sodium bicarbonate (BA+NaHCO3) and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 set 1 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 Beta‐alanine 7.418 7.230

2 Beta‐alanine 7.434 7.158

3 Beta‐alanine 7.387 7.202

4 Beta‐alanine 7.420 7.129

5 Beta‐alanine 7.383 7.171

6 Beta‐alanine 7.425 7.197

7 Beta‐alanine 7.418 7.187

8 Beta‐alanine 7.398 7.238

9 Beta‐alanine 7.414 7.171

10 Placebo 7.418 7.130

11 Placebo 7.410 7.179

12 Placebo 7.421 7.191

13 Placebo 7.405 7.276

14 Placebo 7.390 7.180

15 Placebo 7.402 7.154

16 Placebo 7.388 7.143

17 Placebo 7.418 7.179

18 Placebo 7.398 7.159

Page 143: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

143

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pre‐supplementation trial 1 set 2 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 2.95 2.95 2.97 3.05 3.07 3.14

2 BA 2.82 2.88 2.95 2.99 3.03 3.07

3 BA 3.16 3.23 3.35 3.33 3.47 3.58

4 BA 3.12 3.24 3.27 3.28 3.30 3.31

5 BA 3.15 3.29 3.26 3.27 3.29 3.34

6 BA 3.31 3.31 3.39 3.36 3.37 3.47

7 NaHCO3 3.29 3.42 3.34 3.36 3.42 3.37

8 NaHCO3 3.45 3.46 3.51 3.58 3.61 3.73

9 NaHCO3 2.96 3.16 3.32 3.13 3.33 3.13

10 NaHCO3 3.26 3.39 3.33 3.42 3.44 3.47

11 NaHCO3 3.13 3.15 3.16 3.23 3.26 3.28

12 NaHCO3 3.10 3.22 3.22 3.19 3.26 3.31

13 BA+NaHCO3 3.32 3.35 3.38 3.43 3.50 3.51

14 BA+NaHCO3 3.03 3.03 3.12 3.02 3.08 3.05

15 BA+NaHCO3 2.91 3.11 3.06 3.10 3.17 3.09

16 BA+NaHCO3 2.96 2.95 3.03 3.11 3.07 3.08

17 BA+NaHCO3 2.86 2.94 3.07 3.08 3.18 3.26

18 BA+NaHCO3 3.11 3.18 3.28 3.25 3.30 3.36

19 Placebo 3.02 3.11 3.15 3.12 3.08 3.16

20 Placebo 3.23 3.35 3.34 3.33 3.44 3.43

21 Placebo 3.19 3.17 3.24 3.15 3.21 3.36

22 Placebo 3.21 3.30 3.47 3.56 3.46 3.45

23 Placebo 3.44 3.47 3.44 3.41 3.45 3.52

24 Placebo 3.01 3.11 3.05 3.04 3.18 3.13

Page 144: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

144

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pre‐supplementation trial 1 set 3 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 2.99 2.98 3.02 3.04 3.13 3.14

2 BA 2.88 2.95 3.03 3.18 3.13 3.29

3 BA 3.26 3.19 3.36 3.45 3.54 3.57

4 BA 3.14 3.17 3.28 3.26 3.32 3.29

5 BA 3.04 3.24 3.14 3.36 3.28 3.27

6 BA 3.24 3.40 3.33 3.33 3.29 3.29

7 NaHCO3 3.30 3.42 3.40 3.54 3.40 3.49

8 NaHCO3 3.41 3.43 3.53 3.66 3.73 3.80

9 NaHCO3 2.95 3.05 3.23 3.18 3.13 3.22

10 NaHCO3 3.33 3.33 3.38 3.40 3.47 3.44

11 NaHCO3 3.22 3.21 3.25 3.34 3.25 3.36

12 NaHCO3 3.03 3.26 3.32 3.32 3.32 3.33

13 BA+NaHCO3 3.29 3.33 3.34 3.41 3.46 3.48

14 BA+NaHCO3 3.00 2.99 3.07 3.08 3.09 3.08

15 BA+NaHCO3 2.86 2.95 2.92 3.12 3.14 3.16

16 BA+NaHCO3 2.91 2.98 3.04 3.10 3.09 3.13

17 BA+NaHCO3 2.90 3.02 3.20 3.23 3.32 3.45

18 BA+NaHCO3 3.17 3.17 3.32 3.34 3.36 3.43

19 Placebo 2.99 3.04 3.08 3.10 3.13 3.09

20 Placebo 3.34 3.44 3.22 3.45 3.47 3.57

21 Placebo 3.09 3.13 3.12 3.18 3.19 3.37

22 Placebo 3.05 3.25 3.41 3.35 3.48 3.47

23 Placebo 3.30 3.31 3.35 3.33 3.42 3.36

24 Placebo 3.09 3.10 3.14 3.16 3.18 3.24

Page 145: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

145

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pre‐supplementation trial 2 set 1 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 3.01 3.14 3.04 3.01 3.09 3.18

2 BA 2.86 3.08 3.01 3.09 3.21 3.25

3 BA 3.32 3.40 3.36 3.46 3.59 3.65

4 BA 3.21 3.29 3.38 3.35 3.39 3.31

5 BA 3.08 3.10 3.28 3.19 3.38 3.16

6 BA 3.24 3.24 3.29 3.27 3.29 3.31

7 NaHCO3 3.38 3.37 3.34 3.42 3.54 3.44

8 NaHCO3 3.48 3.55 3.63 3.70 3.70 3.61

9 NaHCO3 3.03 3.08 3.23 3.35 3.24 3.16

10 NaHCO3 3.31 3.38 3.45 3.46 3.45 3.34

11 NaHCO3 3.31 3.21 3.27 3.37 3.42 3.30

12 NaHCO3 3.09 3.27 3.33 3.21 3.28 3.25

13 BA+NaHCO3 3.33 3.34 3.38 3.41 3.53 3.57

14 BA+NaHCO3 2.96 3.15 3.06 3.10 3.09 3.08

15 BA+NaHCO3 2.91 3.07 3.07 3.10 3.19 3.18

16 BA+NaHCO3 2.94 2.98 3.08 3.09 3.13 3.07

17 BA+NaHCO3 2.98 3.09 3.22 3.32 3.33 3.38

18 BA+NaHCO3 3.27 3.36 3.36 3.42 3.39 3.40

19 Placebo 2.99 3.06 3.12 3.12 3.16 3.12

20 Placebo 3.28 3.36 3.46 3.44 3.34 3.38

21 Placebo 3.27 3.13 3.14 3.15 3.15 3.21

22 Placebo 3.10 3.27 3.40 3.39 3.47 3.55

23 Placebo 3.30 3.35 3.42 3.39 3.41 3.39

24 Placebo 3.08 3.10 3.21 3.20 3.24 3.23

Page 146: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

146

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pre‐supplementation trial 2 set 2 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 2.89 3.19 3.08 3.23 3.19 3.30

2 BA 2.81 2.92 2.97 2.98 3.08 3.02

3 BA 3.28 3.42 3.48 3.51 3.58 3.77

4 BA 3.15 3.22 3.16 3.21 3.24 3.21

5 BA 3.07 3.29 3.20 3.42 3.34 3.37

6 BA 3.22 3.37 3.34 3.39 3.38 3.40

7 NaHCO3 3.21 3.26 3.25 3.26 3.32 3.31

8 NaHCO3 3.49 3.60 3.68 3.75 3.74 3.82

9 NaHCO3 3.09 3.12 3.23 3.32 3.38 3.25

10 NaHCO3 3.30 3.39 3.43 3.43 3.51 3.45

11 NaHCO3 3.29 3.38 3.39 3.39 3.37 3.37

12 NaHCO3 3.18 3.29 3.35 3.35 3.41 3.44

13 BA+NaHCO3 3.17 3.22 3.29 3.31 3.37 3.42

14 BA+NaHCO3 2.97 3.05 3.07 3.11 3.14 3.13

15 BA+NaHCO3 2.87 3.08 3.06 3.04 3.06 3.05

16 BA+NaHCO3 3.03 3.14 3.16 3.11 3.10 3.23

17 BA+NaHCO3 2.78 2.86 2.98 3.01 3.13 3.15

18 BA+NaHCO3 3.09 3.14 3.18 3.25 3.27 3.27

19 Placebo 2.99 3.11 3.11 3.19 3.14 3.16

20 Placebo 3.19 3.28 3.28 3.25 3.39 3.29

21 Placebo 3.32 3.42 3.37 3.51 3.33 3.54

22 Placebo 3.26 3.38 3.42 3.37 3.44 3.34

23 Placebo 3.30 3.36 3.39 3.39 3.43 3.45

24 Placebo 2.89 3.12 3.10 3.15 3.28 3.28

Page 147: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

147

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pre‐supplementation trial 2 set 3 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 2.92 3.05 3.20 3.07 3.14 3.21

2 BA 2.79 2.99 2.95 3.03 3.14 3.11

3 BA 3.39 3.43 3.44 3.72 3.76 3.58

4 BA 3.17 3.27 3.22 3.31 3.23 3.23

5 BA 3.00 3.09 3.10 3.19 3.24 3.32

6 BA 3.25 3.31 3.37 3.39 3.37 3.34

7 NaHCO3 3.21 3.19 3.24 3.29 3.32 3.41

8 NaHCO3 3.39 3.55 3.64 3.70 3.69 3.72

9 NaHCO3 3.01 3.15 3.17 3.23 3.19 3.24

10 NaHCO3 3.32 3.35 3.41 3.46 3.47 3.43

11 NaHCO3 3.25 3.25 3.27 3.44 3.47 3.44

12 NaHCO3 3.09 3.21 3.29 3.34 3.37 3.37

13 BA+NaHCO3 3.27 3.23 3.32 3.32 3.39 3.49

14 BA+NaHCO3 2.98 3.04 3.12 3.07 3.12 3.07

15 BA+NaHCO3 2.84 2.95 3.00 3.00 3.02 3.10

16 BA+NaHCO3 2.95 3.03 3.10 3.05 3.07 3.07

17 BA+NaHCO3 2.82 3.02 3.09 3.18 3.23 3.34

18 BA+NaHCO3 3.12 3.21 3.26 3.25 3.25 3.26

19 Placebo 2.97 3.07 3.12 3.14 3.15 3.14

20 Placebo 3.26 3.26 3.39 3.34 3.39 3.40

21 Placebo 3.25 3.40 3.32 3.53 3.29 3.25

22 Placebo 3.28 3.29 3.43 3.37 3.53 3.50

23 Placebo 3.36 3.34 3.43 3.42 3.48 3.43

24 Placebo 3.03 3.11 3.16 3.06 3.18 3.20

Page 148: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

148

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Post‐supplementation sprint times (s) for each of the 3 sets of the repeated sprint test (6 x 

20 m sprint) in the beta‐alanine (BA), sodium bicarbonate (NaHCO3), combined beta‐alanine 

and sodium bicarbonate (BA+NaHCO3) and placebo groups. 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 3.02 3.19 3.21 3.16 3.22 3.24

2 BA 2.82 3.07 3.04 3.06 3.02 3.19

3 BA 3.37 3.45 3.36 3.45 3.51 3.59

4 BA 3.15 3.24 3.25 3.30 3.23 3.30

5 BA 3.08 3.18 3.28 3.19 3.20 3.26

6 BA 3.24 3.31 3.39 3.38 3.38 3.37

7 NaHCO3 3.15 3.26 3.30 3.29 3.36 3.41

8 NaHCO3 3.42 3.54 3.63 3.66 3.70 3.58

9 NaHCO3 3.05 3.17 3.22 3.31 3.29 3.21

10 NaHCO3 3.30 3.42 3.39 3.41 3.47 3.44

11 NaHCO3 3.31 3.24 3.32 3.38 3.54 3.41

12 NaHCO3 3.12 3.25 3.28 3.33 3.29 3.34

13 BA+NaHCO3 3.27 3.37 3.41 3.40 3.52 3.48

14 BA+NaHCO3 3.07 3.12 3.13 3.15 3.17 3.13

15 BA+NaHCO3 2.87 2.99 3.04 3.05 3.06 3.10

16 BA+NaHCO3 2.96 3.06 3.10 3.08 3.11 3.04

17 BA+NaHCO3 2.93 3.11 3.18 3.27 3.35 3.37

18 BA+NaHCO3 3.17 3.21 3.24 3.32 3.30 3.35

19 Placebo 2.96 3.07 3.12 3.13 3.16 3.16

20 Placebo 3.26 3.32 3.44 3.40 3.45 3.31

21 Placebo 3.19 3.22 3.39 3.28 3.24 3.24

22 Placebo 3.23 3.34 3.46 3.56 3.49 3.45

23 Placebo 3.40 3.39 3.45 3.58 3.51 3.58

24 Placebo 3.06 3.19 3.25 3.15 3.26 3.21

Page 149: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

149

Post‐supplementation trial 1 set 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Post‐supplementation trial 1 set 2 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 2.97 3.06 3.05 3.13 3.15 3.21

2 BA 2.85 2.92 3.08 3.22 3.17 3.20

3 BA 3.35 3.53 3.60 3.58 3.70 3.70

4 BA 3.05 3.17 3.22 3.19 3.22 3.22

5 BA 2.93 3.03 3.13 3.18 3.23 3.18

6 BA 3.24 3.28 3.38 3.25 3.32 3.35

7 NaHCO3 3.11 3.19 3.19 3.25 3.29 3.28

8 NaHCO3 3.51 3.67 3.68 3.67 3.66 3.80

9 NaHCO3 3.04 3.18 3.24 3.12 3.22 3.27

10 NaHCO3 3.21 3.36 3.40 3.38 3.43 3.38

11 NaHCO3 3.25 3.26 3.15 3.23 3.33 3.28

12 NaHCO3 3.10 3.22 3.28 3.37 3.36 3.48

13 BA+NaHCO3 3.28 3.31 3.37 3.42 3.44 3.50

14 BA+NaHCO3 3.02 3.04 3.03 3.00 3.05 3.01

15 BA+NaHCO3 2.85 2.97 2.92 2.95 3.00 2.95

16 BA+NaHCO3 3.02 3.08 3.20 3.24 3.23 3.20

17 BA+NaHCO3 2.88 2.97 3.05 3.11 3.18 3.30

18 BA+NaHCO3 3.11 3.18 3.22 3.25 3.29 3.32

19 Placebo 3.07 3.17 3.23 3.28 3.26 3.29

20 Placebo 3.16 3.30 3.23 3.31 3.36 3.30

21 Placebo 3.24 3.36 3.36 3.43 3.48 3.34

22 Placebo 3.14 3.07 3.16 3.23 3.30 3.34

23 Placebo 3.22 3.34 3.26 3.27 3.30 3.36

24 Placebo 2.94 3.09 3.09 3.12 3.23 3.20

Page 150: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Post‐supplementation trial 1 set 3 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 2.96 3.00 3.11 3.09 3.13 3.20

2 BA 2.82 3.04 3.12 3.18 3.13 3.29

3 BA 3.39 3.48 3.41 3.54 3.59 3.73

4 BA 3.04 3.13 3.22 3.20 3.25 3.25

5 BA 3.12 3.11 3.12 3.17 3.22 3.20

6 BA 3.18 3.24 3.32 3.31 3.27 3.28

7 NaHCO3 3.21 3.13 3.18 3.23 3.31 3.29

8 NaHCO3 3.33 3.43 3.42 3.54 3.57 3.56

9 NaHCO3 2.97 3.03 3.10 3.09 3.14 3.12

10 NaHCO3 3.35 3.37 3.38 3.48 3.41 3.45

11 NaHCO3 3.16 3.17 3.19 3.21 3.26 3.31

12 NaHCO3 3.06 3.22 3.29 3.31 3.31 3.30

13 BA+NaHCO3 3.21 3.29 3.36 3.38 3.41 3.55

14 BA+NaHCO3 2.88 2.98 2.94 2.99 2.97 2.93

15 BA+NaHCO3 2.79 2.88 2.91 2.95 3.03 3.01

16 BA+NaHCO3 2.97 2.99 3.04 3.05 3.10 3.16

17 BA+NaHCO3 2.85 2.98 3.04 3.12 3.26 3.30

18 BA+NaHCO3 3.12 3.19 3.28 3.29 3.32 3.34

19 Placebo 2.99 3.22 3.14 3.12 3.32 3.39

20 Placebo 3.24 3.39 3.32 3.37 3.32 3.28

21 Placebo 3.28 3.28 3.35 3.35 3.37 3.38

22 Placebo 3.11 3.38 3.23 3.44 3.53 3.48

23 Placebo 3.28 3.31 3.27 3.32 3.28 3.35

24 Placebo 3.08 3.11 3.14 3.13 3.19 3.21

Page 151: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

151

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Post‐supplementation trial 2 set 1 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 3.02 3.14 3.12 3.12 3.16 3.21

2 BA 2.86 3.15 3.18 3.18 3.22 3.32

3 BA 3.48 3.45 3.59 3.58 3.63 3.67

4 BA 3.12 3.12 3.25 3.18 3.28 3.07

5 BA 3.02 3.18 3.09 3.17 3.14 3.20

6 BA 3.17 3.26 3.28 3.30 3.31 3.26

7 NaHCO3 3.04 3.14 3.14 3.24 3.23 3.28

8 NaHCO3 3.38 3.48 3.57 3.57 3.59 3.57

9 NaHCO3 3.06 3.03 3.13 3.25 3.22 3.23

10 NaHCO3 3.31 3.34 3.40 3.52 3.40 3.37

11 NaHCO3 3.17 3.14 3.18 3.17 3.18 3.28

12 NaHCO3 3.19 3.19 3.26 3.28 3.27 3.27

13 BA+NaHCO3 3.32 3.29 3.32 3.41 3.51 3.53

14 BA+NaHCO3 2.93 2.97 2.97 2.97 2.98 2.96

15 BA+NaHCO3 2.83 2.90 2.96 3.01 3.01 3.04

16 BA+NaHCO3 2.99 3.06 3.03 3.06 3.15 3.16

17 BA+NaHCO3 2.87 3.06 3.21 3.24 3.35 3.23

18 BA+NaHCO3 3.20 3.26 3.29 3.37 3.34 3.37

19 Placebo 2.99 3.07 3.07 3.12 3.15 3.06

20 Placebo 3.28 3.34 3.34 3.37 3.37 3.31

21 Placebo 3.24 3.24 3.33 3.45 3.40 3.36

22 Placebo 3.06 3.22 3.42 3.31 3.47 3.44

23 Placebo 3.26 3.25 3.36 3.35 3.27 3.39

24 Placebo 3.05 3.16 3.18 3.16 3.21 3.25

Page 152: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

152

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Post‐supplementation trial 2 set 2 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 3.07 3.05 3.10 3.10 3.19 3.19

2 BA 2.88 2.99 3.00 3.12 3.14 3.12

3 BA 3.27 3.40 3.50 3.55 3.53 3.58

4 BA 3.08 3.12 3.15 3.14 3.16 3.19

5 BA 3.05 3.20 3.20 3.29 3.29 3.30

6 BA 3.32 3.36 3.38 3.39 3.39 3.38

7 NaHCO3 3.16 3.20 3.27 3.30 3.33 3.38

8 NaHCO3 3.55 3.53 3.56 3.60 3.65 3.67

9 NaHCO3 3.05 3.06 3.09 3.07 3.06 3.07

10 NaHCO3 3.31 3.40 3.41 3.36 3.32 3.42

11 NaHCO3 3.08 3.22 3.18 3.22 3.19 3.23

12 NaHCO3 3.14 3.26 3.35 3.38 3.43 3.44

13 BA+NaHCO3 3.21 3.27 3.32 3.39 3.42 3.41

14 BA+NaHCO3 3.01 3.04 3.07 3.04 3.09 3.06

15 BA+NaHCO3 2.88 2.97 3.05 3.01 3.05 3.10

16 BA+NaHCO3 2.94 3.09 3.11 3.08 3.12 3.12

17 BA+NaHCO3 2.86 2.93 3.01 3.01 3.11 3.16

18 BA+NaHCO3 3.12 3.23 3.21 3.26 3.30 3.33

19 Placebo 3.05 3.19 3.24 3.26 3.20 3.25

20 Placebo 3.18 3.27 3.28 3.32 3.35 3.39

21 Placebo 3.25 3.32 3.32 3.36 3.34 3.41

22 Placebo 3.10 3.12 3.28 3.31 3.38 3.46

23 Placebo 3.17 3.23 3.23 3.26 3.27 3.33

24 Placebo 3.00 3.12 3.13 3.17 3.28 3.22

Page 153: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

153

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Post‐supplementation trial 2 set 3 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 2.96 2.98 3.10 3.15 3.12 3.24

2 BA 2.85 3.04 3.11 3.14 3.11 3.16

3 BA 3.29 3.43 3.43 3.48 3.64 3.57

4 BA 2.98 3.04 3.11 3.12 3.15 3.10

5 BA 3.05 3.15 3.12 3.24 3.25 3.26

6 BA 3.19 3.26 3.28 3.32 3.30 3.31

7 NaHCO3 3.11 3.18 3.24 3.28 3.28 3.37

8 NaHCO3 3.34 3.31 3.54 3.60 3.63 3.70

9 NaHCO3 2.99 3.03 3.19 3.18 3.07 3.16

10 NaHCO3 3.24 3.35 3.30 3.40 3.36 3.40

11 NaHCO3 3.13 3.11 3.23 3.22 3.26 3.25

12 NaHCO3 3.16 3.40 3.37 3.33 3.40 3.37

13 BA+NaHCO3 3.13 3.20 3.32 3.36 3.36 3.43

14 BA+NaHCO3 2.90 2.93 2.99 2.98 3.11 3.02

15 BA+NaHCO3 2.88 2.93 3.02 3.06 3.07 3.08

16 BA+NaHCO3 2.91 3.00 3.06 3.04 3.08 3.07

17 BA+NaHCO3 2.88 2.97 3.07 3.13 3.31 3.23

18 BA+NaHCO3 3.06 3.20 3.25 3.29 3.35 3.34

19 Placebo 3.01 3.13 3.16 3.12 3.18 3.18

20 Placebo 3.25 3.29 3.31 3.30 3.32 3.41

21 Placebo 3.21 3.27 3.26 3.35 3.28 3.33

22 Placebo 3.18 3.18 3.33 3.33 3.36 3.38

23 Placebo 3.30 3.29 3.29 3.29 3.33 3.41

24 Placebo 3.04 3.12 3.16 3.15 3.18 3.23

Page 154: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Sprint 1 Sprint 2 Sprint 3 Sprint 4 Sprint 5 Sprint 6

1 BA 3.02 3.09 3.12 3.19 3.18 3.20

2 BA 2.91 3.03 3.27 3.21 3.21 3.17

3 BA 3.39 3.56 3.54 3.51 3.60 3.44

4 BA 2.99 3.06 3.15 3.11 3.17 3.10

5 BA 3.06 3.15 3.22 3.18 3.24 3.21

6 BA 3.19 3.28 3.30 3.30 3.35 3.29

7 NaHCO3 3.05 3.19 3.28 3.32 3.40 3.45

8 NaHCO3 3.41 3.50 3.58 3.60 3.65 3.60

9 NaHCO3 2.91 3.08 3.10 3.20 3.23 3.20

10 NaHCO3 3.22 3.32 3.36 3.44 3.33 3.31

11 NaHCO3 3.15 3.23 3.17 3.29 3.23 3.27

12 NaHCO3 3.17 3.28 3.34 3.39 3.39 3.36

13 BA+NaHCO3 3.17 3.27 3.31 3.38 3.39 3.55

14 BA+NaHCO3 2.88 3.00 2.99 3.02 3.03 3.02

15 BA+NaHCO3 2.86 2.96 2.98 3.10 3.12 3.11

16 BA+NaHCO3 2.93 2.93 2.99 3.07 3.06 3.06

17 BA+NaHCO3 2.95 3.00 3.15 3.22 3.27 3.23

18 BA+NaHCO3 3.17 3.21 3.26 3.37 3.33 3.35

19 Placebo 3.06 3.08 3.12 3.16 3.18 3.25

20 Placebo 3.29 3.34 3.27 3.39 3.41 3.34

21 Placebo 3.23 3.20 3.29 3.29 3.26 3.27

22 Placebo 3.08 3.23 3.40 3.44 3.45 3.58

23 Placebo 3.27 3.26 3.27 3.25 3.33 3.36

24 Placebo 3.06 3.15 3.23 3.20 3.26 3.22

Page 155: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

155

Pre‐ and post‐supplementation blood lactate (mmol∙L‐1) pre‐test and following each of the 3 

sets  of  the  repeated  sprint  test  in  the  beta‐alanine  (BA),  sodium  bicarbonate  (NaHCO3), 

combined beta‐alanine and sodium bicarbonate (BA+NaHCO3) and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test End Set 1 End Set 2 Post‐test

1 BA 0.8 5.4 6.2 8.2

2 BA 0.7 6.1 7.3 7.5

3 BA 0.8 5.9 7.0 7.1

4 BA 1.3 5.2 5.9 5.5

5 BA 0.6 5.8 7.0 8.0

6 BA 0.4 2.8 3.5 3.3

7 NaHCO3 0.5 4.6 6.4 9.7

8 NaHCO3 0.9 4.1 5.8 8.1

9 NaHCO3 0.7 4.8 6.8 6.9

10 NaHCO3 0.5 5.4 6.3 6.3

11 NaHCO3 0.8 5.9 5.5 8.0

12 NaHCO3 0.9 4.6 6.0 6.1

13 BA+NaHCO3 1.3 4.3 8.4 5.9

14 BA+NaHCO3 1.2 3.8 7.7 9.5

15 BA+NaHCO3 1.0 5.9 7.9 9.6

16 BA+NaHCO3 0.6 6.5 8.3 11.5

17 BA+NaHCO3 0.7 8.7 10.2 12.6

18 BA+NaHCO3 0.8 9.0 10.4 12.0

19 Placebo 1.3 4.5 7.3 10.0

20 Placebo 1.0 4.1 3.7 5.0

21 Placebo 0.4 4.2 6.1 6.2

22 Placebo 0.7 4.6 5.3 6.4

23 Placebo 0.7 5.1 6.6 5.8

24 Placebo 1.1 7.7 8.3 9.1

Page 156: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

156

Pre‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test End Set 1 End Set 2 Post‐test

1 BA 0.6 4.9 3.1 8.1

2 BA 0.8 3.5 5.7 5.8

3 BA 1.0 5.0 5.6 7.7

4 BA 1.2 2.7 4.3 4.8

5 BA 0.8 5.8 6.9 9.8

6 BA 0.5 2.9 3.5 3.5

7 NaHCO3 1.4 4.6 8.1 9.9

8 NaHCO3 0.7 3.8 3.9 5.8

9 NaHCO3 0.7 4.1 5.0 5.8

10 NaHCO3 0.9 3.9 4.8 3.7

11 NaHCO3 0.9 5.6 8.5 6.7

12 NaHCO3 1.4 3.8 5.0 6.8

13 BA+NaHCO3 1.1 6.2 11.4 9.3

14 BA+NaHCO3 0.9 5.6 6.0 8.2

15 BA+NaHCO3 1.1 6.6 8.4 10.0

16 BA+NaHCO3 0.7 5.8 7.3 6.9

17 BA+NaHCO3 0.7 9.2 11.3 13.0

18 BA+NaHCO3 0.8 5.7 5.6 7.3

19 Placebo 1.5 5.0 6.8 5.7

20 Placebo 1.2 3.4 4.5 4.4

21 Placebo 0.9 4.8 5.2 5.2

22 Placebo 0.6 4.8 7.5 7.7

23 Placebo 0.9 4.4 4.5 5.7

24 Placebo 1.1 6.9 8.5 7.7

Page 157: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

157

Post‐supplementation trial 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test End Set 1 End Set 2 Post‐test

1 BA 0.8 5.7 6.1 8.2

2 BA 0.8 2.6 2.6 2.5

3 BA 0.9 5.3 6.2 6.8

4 BA 1.4 5.3 6.2 7.0

5 BA 0.8 4.5 8.4 8.6

6 BA 2.1 4.4 5.2 5.3

7 NaHCO3 0.9 4.2 9.3 9.4

8 NaHCO3 1.3 3.7 5.3 9.5

9 NaHCO3 1.0 4.5 7.2 8.3

10 NaHCO3 1.2 4.5 4.9 6.1

11 NaHCO3 1.0 5.1 6.9 5.5

12 NaHCO3 1.2 5.5 6.8 8.1

13 BA+NaHCO3 1.0 6.4 8.8 7.9

14 BA+NaHCO3 0.7 6.1 8.3 9.2

15 BA+NaHCO3 1.0 6.9 9.1 11.0

16 BA+NaHCO3 0.9 5.3 8.9 7.3

17 BA+NaHCO3 0.9 8.0 10.8 12.9

18 BA+NaHCO3 0.8 5.8 9.5 13.9

19 Placebo 1.0 4.7 5.6 8.0

20 Placebo 1.1 3.9 4.7 4.8

21 Placebo 1.4 3.6 4.1 3.5

22 Placebo 1.1 7.1 11.1 12.6

23 Placebo 0.7 4.1 5.5 6.9

24 Placebo 0.8 5.5 7.2 8.4

Page 158: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

158

Post‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test End Set 1 End Set 2 Post‐test

1 BA 0.9 6.8 9.0 8.2

2 BA 0.6 2.9 3.2 3.4

3 BA 0.7 5.0 6.0 5.5

4 BA 1.2 5.5 6.6 6.9

5 BA 0.7 5.4 7.4 8.8

6 BA 1.1 3.8 5.3 3.7

7 NaHCO3 0.9 4.9 7.9 9.7

8 NaHCO3 0.6 5.8 8.2 7.5

9 NaHCO3 1.1 4.5 5.4 7.0

10 NaHCO3 0.9 5.9 6.1 6.4

11 NaHCO3 1.8 6.1 7.7 9.7

12 NaHCO3 0.9 3.7 5.6 7.0

13 BA+NaHCO3 1.0 6.4 8.8 7.9

14 BA+NaHCO3 0.8 6.3 8.3 9.5

15 BA+NaHCO3 0.9 8.1 11.0 13.4

16 BA+NaHCO3 0.7 6.2 7.8 6.7

17 BA+NaHCO3 0.9 8.8 12.6 13.9

18 BA+NaHCO3 0.7 7.2 10.0 14.7

19 Placebo 0.8 4.7 7.5 8.3

20 Placebo 1.3 3.7 4.3 5.0

21 Placebo 0.9 4.2 5.1 5.0

22 Placebo 0.8 5.5 8.0 8.9

23 Placebo 0.6 4.7 5.9 6.6

24 Placebo 1.2 7.3 9.1 10.4

Page 159: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

159

Pre‐  and  post‐repeated‐sprint  test  blood  pH  pre‐  and  post‐supplementation  in  the  beta‐

alanine (BA), sodium bicarbonate (NaHCO3), combined beta‐alanine and sodium bicarbonate 

(BA+NaHCO3) and placebo groups. 

Pre‐supplementation trial 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 BA 7.415 7.239

2 BA 7.423 7.289

3 BA 7.411 7.277

4 BA 7.433 7.344

5 BA 7.407 7.192

6 BA 7.451 7.381

7 NaHCO3 7.412 7.200

8 NaHCO3 7.426 7.266

9 NaHCO3 7.411 7.240

10 NaHCO3 7.415 7.298

11 NaHCO3 7.424 7.265

12 NaHCO3 7.410 7.322

13 BA+NaHCO3 7.390 7.212

14 BA+NaHCO3 7.402 7.247

15 BA+NaHCO3 7.418 7.234

16 BA+NaHCO3 7.412 7.180

17 BA+NaHCO3 7.405 7.174

18 BA+NaHCO3 7.427 7.244

19 Placebo 7.405 7.325

20 Placebo 7.391 7.322

21 Placebo 7.422 7.276

22 Placebo 7.404 7.292

23 Placebo 7.405 7.255

24 Placebo 7.421 7.177

Page 160: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

160

Pre‐supplementation trial 2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 BA 7.411 7.256

2 BA 7.418 7.343

3 BA 7.374 7.274

4 BA 7.429 7.388

5 BA 7.403 7.228

6 BA 7.408 7.373

7 NaHCO3 7.426 7.210

8 NaHCO3 7.409 7.303

9 NaHCO3 7.400 7.297

10 NaHCO3 7.409 7.328

11 NaHCO3 7.405 7.254

12 NaHCO3 7.416 7.352

13 BA+NaHCO3 7.460 7.231

14 BA+NaHCO3 7.424 7.260

15 BA+NaHCO3 7.407 7.187

16 BA+NaHCO3 7.423 7.231

17 BA+NaHCO3 7.448 7.186

18 BA+NaHCO3 7.398 7.264

19 Placebo 7.390 7.280

20 Placebo 7.399 7.326

21 Placebo 7.449 7.324

22 Placebo 7.426 7.296

23 Placebo 7.406 7.315

24 Placebo 7.414 7.214

Page 161: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

161

Post‐supplementation trial 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 BA 7.416 7.239

2 BA 7.393 7.369

3 BA 7.400 7.296

4 BA 7.406 7.323

5 BA 7.421 7.252

6 BA 7.389 7.327

7 NaHCO3 7.431 7.219

8 NaHCO3 7.458 7.332

9 NaHCO3 7.458 7.338

10 NaHCO3 7.437 7.345

11 NaHCO3 7.403 7.289

12 NaHCO3 7.507 7.406

13 BA+NaHCO3 7.410 7.254

14 BA+NaHCO3 7.502 7.396

15 BA+NaHCO3 7.487 7.229

16 BA+NaHCO3 7.422 7.325

17 BA+NaHCO3 7.449 7.241

18 BA+NaHCO3 7.408 7.212

19 Placebo 7.393 7.272

20 Placebo 7.369 7.321

21 Placebo 7.369 7.321

22 Placebo 7.396 7.194

23 Placebo 7.387 7.315

24 Placebo 7.417 7.222

Page 162: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

162

Post‐supplementation trial 2 

 

 

Participant Treatment Pre‐test Post‐test

1 BA 7.422 7.221

2 BA 7.420 7.372

3 BA 7.416 7.337

4 BA 7.397 7.306

5 BA 7.410 7.224

6 BA 7.417 7.326

7 NaHCO3 7.461 7.170

8 NaHCO3 7.497 7.341

9 NaHCO3 7.438 7.338

10 NaHCO3 7.434 7.342

11 NaHCO3 7.350 7.221

12 NaHCO3 7.470 7.360

13 BA+NaHCO3 7.402 7.135

14 BA+NaHCO3 7.457 7.388

15 BA+NaHCO3 7.487 7.227

16 BA+NaHCO3 7.435 7.287

17 BA+NaHCO3 7.459 7.223

18 BA+NaHCO3 7.474 7.257

19 Placebo 7.383 7.210

20 Placebo 7.388 7.316

21 Placebo 7.413 7.307

22 Placebo 7.409 7.261

23 Placebo 7.411 7.284

24 Placebo 7.408 7.189

Page 163: Effect of intramuscular and blood buffering on exercise ... · Effect of intramuscular and blood buffering ... weeks may have little to no side effects, yet may improve performance

163