Glikogen, fruktoza - jak to jest?

Niestety żyjemy w świecie dezinformacji. Wydawałoby się, iż książki powinny być renomowanym źródłem. Niekoniecznie... W publikacji Katarzyny Matella „Poradnik trenera. Body logistic system” znalazłem tyle błędów merytorycznych, iż mógłbym napisać kilkunastronicową recenzję. Nie można zresztą jej do końca obwiniać, gdyż te same mity są powielane powszechnie, nawet przez dietetyków. Poza tym istnieją kwestie zapalne oraz kontrowersyjne, gdzie do dzisiaj nie udzielono wiążących odpowiedzi.

1. „Po treningu aerobowym mamy niski poziom glikogenu”, „glikogen jest wypłukany” …
2. „Na treningu siłowym tracimy dużo glikogenu…”
3. „Ale na diecie LC glikogen nie jest uzupełniany”
4. „Ale fruktoza nie uzupełnia glikogenu mięśniowego, tylko wątrobowy”

Matella twierdzi np., iż nie należy stosować po treningu odżywki białkowej. Błędnie uważa, iż po wysiłku należy w początkowej fazie zapewnić tylko węglowodany. Szereg badań potwierdza, iż glikogen jest skutecznie odbudowywany nawet, gdy nic nie jemy (chociażby z mleczanów!). Poza tym w czasie klasycznego treningu (np. oporowego) zużycie glikogenu jest niewielkie. Mogę przytoczyć kilkanaście badań, które mówią o tym, iż uzupełnianie glikogenu mięśniowego jest drugo- albo trzecioplanowym problemem sportowców (poza ludźmi trenującymi 2-3 x dziennie, startującymi w zawodach lub uprawiających dyscypliny wymuszające pracę wielogodzinną: triathlon, kolarstwo, maratony itd.).

Według historycznego badania Elizabeth G. Frame po spożyciu 8 jajek z 237 ml mleka i wanilią (51-60 g protein), do 8 h po posiłku odnotowuje się zwiększoną ilość aminokwasów we krwi (w tym szczyt przypada na 2-3 h po posiłku). I teraz krytycznie zastanów się, jakie ma znaczenie, czy dostarczasz zaraz po treningu węglowodany, skoro składniki odżywcze z poprzedniego posiłku cały czas krążą sobie w ciele?

Jedną z najczęściej spotykanych też jest ta mówiąca o “braku wpływu fruktozy na glikogen mięśniowy”. Ale zanim dojdziemy do tego zagadnienia, potrzebne jest wprowadzenie.

„Po treningu aerobowym mamy niski poziom glikogenu”, „glikogen jest wypłukany” …

Wspomniane tezy nie mają nic wspólnego z rzeczywistością. Dlaczego? Bo aby zużyć większość glikogenu, należy pracować z dużą intensywnością bliską progowi mleczanowemu przez 186 ± 31 minut. Mówimy o ciągłej pracy na ergometrze (rowerku) przez średnio ponad 3 godziny! (93% progu mleczanowego, 65% szczytowego pochłaniania tlenu).

W jednym z badań Jeff S. Volek 20 elitarnych ultramaratończyków i triathlonistów (biorących udział w zawodach Ironman) przeprowadziło maksymalny, stopniowany test wysiłkowy i 180-minutowy bieg z intensywnością 64% VO2 max (jest to ok. 79% tętna maksymalnego). W tym przypadku było to tętno wynoszące około 146 uderzeń na minutę. Po 3 godzinach biegu odnotowano zużycie 64% glikogenu (u znakomicie wytrenowanych maratończyków i triatlonistów).

Wniosek

Jeśli nie praktykujesz wielogodzinnego wysiłku, jest mało prawdopodobne, by zasoby glikogenu mięśniowego zostały mocno nadszarpnięte.

„Na treningu siłowym tracimy dużo glikogenu…”

Zasoby glikogenu to nawet 400-500 g spichrzonej glukozy, co stanowi ok. 10-180 mmol / kg „mokrej masy”. W trakcie treningu siłowego, po 6 seriach prostowania nóg siedząc (z intensywnością 70% ciężaru maksymalnego) odnotowano spadek o 47,0 ± 6.6 mmol / kg „mokrej masy”. I teraz najważniejszy fakt - bez dostarczania żadnego pokarmu w ciągu 2 h glikogen u badanych mężczyzn wzrósł o 22.,2 ± 6,8 mmol / kg „mokrej masy”.

W kolejnym z eksperymentów J.Bangsbo i wsp. z 1992 r. wykonywano prostowanie nogi siedząc, przez 3 minuty, z dużą intensywnością. Zasoby glikogenu zmniejszyły się ze 176,8 do 149,8 mmol / kg „mokrej masy”. Eksperyment powtórzono po godzinie odpoczynku. W drugiej próbie po kolejnych kilku minutach pracy, glikogen ostatecznie spadł do poziomu 124,7 / kg „mokrej masy” (ostatecznie odnotowano spadek o 30%). I znowu: bez dostarczania żadnego pokarmu zasoby glikogenu w badanej nodze wzrosły w ciągu godziny o 9% (pomiędzy pierwszą a drugą próbą).

Po meczu w piłkę nożną (w istocie jest to interwałowy trening biegowy) odnotowuje się zużycie 54% glikogenu z włókien typu I oraz 46% z włókien typu II. Pamiętajmy, iż mówimy o 90 minutach biegania (i to interwałowego!)

Wniosek? Trening nie powoduje silnego „wypłukania” i całkowitego zużycia glikogenu, gdyż po wielu seriach odnotowuje się spadek o 26-30% (ogólnie przyjmuje się, że typowy spadek ilości glikogenu wynosi 25-40%). Nawet 90 minut biegania nie wystarczy, by zużyć zasoby glikogenu. By solidnie nadszarpnąć glikogen mięśniowy należałoby pracować ok. 2,5-3,5 h (w zależności od intensywności, wieku, wagi, wytrenowania, warunków). Tym bardziej, iż w pracy wytrzymałościowej już po kilku-kilkunastu minutach ogromnego znaczenia nabierają WKT, FFA (wolne kwasy tłuszczowe, w istocie ich nazwa jest myląca, ale to temat na zupełnie inny artykuł).

I teraz odpowiedzmy sobie na pytanie, czy faktycznie nie dostarczenie po treningu węglowodanów, spowoduje, iż białko (np. serwatkowe) zostanie przeznaczone na cele energetyczne (w domyśle: zmarnowane)?

Przykro mi, ale nic na to nie wskazuje:

Roy BD I wsp. 1985 r. – same węglowodany mają znikomy wpływ na tempo syntezy białek mięśniowych, za to mogą hamować rozpad białek mięśniowych,

Tipton i wsp. 2004 r. – obojętne, czy po treningu podano białko serwatkowe (20 g) czy kazeinowe (20 g) – znacząco wzrosła synteza białek mięśniowych,

Koopman R. i wsp. 2007 r. – najbardziej miażdżący eksperyment ze wszystkich cytowanych. Mężczyznom podano sam hydrolizat białka kazeinowego, bądź też hydrolizat białka kazeinowego oraz ~10,7 g węglowodanów lub (ten sam) hydrolizat oraz ~42,7 g węglowodanów. Węglowodany, była to glukoza i maltodekstryny. Mężczyźni ważyli średnio 71,3 kg (a więc w każdym wariancie podano im ~21,4 g hydrolizatu białka kazeinowego). Wyniki? Synteza białka, jego rozpad oraz utleniane, jak i całkowity bilans białek mięśniowych, nie różniły się, niezależnie, czy podawano same proteiny czy też proteiny i węglowodany!

Hartman JW i wsp. 2007 r. – mleko bez tłuszczu (podane zaraz po treningu i godzinę później) przyniosło o wiele większe przyrosty włókien typu I i II, w porównaniu do picia beztłuszczowej proteiny sojowej lub węglowodanów (maltodekstryn). Napoje miały taką samą wartość energetyczną. Słowo komentarza – mleko zawiera o wiele za mało węglowodanów, aby miało to znaczenie dla resyntezy glikogenu. Z kolei same maltodekstryny o wiele słabiej sprawdzą się w kontekście stymulowania hipertrofii od zwykłego białka serwatkowego (WPC, WPI, WPH),

Kevin D. Tipton i wsp. 2007 r. - obojętne, czy białko serwatkowe (20 g) podano przed czy po treningu, zaobserwowano podobną odpowiedź anaboliczną,

Fujita i wsp. w 2009 r. stwierdzili podobny wzrost tempa syntezy białek mięśniowych, gdy podawano EAA (0,35 g / kg beztłuszczowej masy ciała) i węglowodany (0,5 g / kg beztłuszczowej masy ciała) przed treningiem dolnej części ciała i gdy nie podawano niczego (grupa kontrolna),

„Staples i wsp. (2011 r.) wykazali, że po wysiłku siłowym podaż zaledwie 25 g białek serwatki miała równie korzystny wpływ na bilans białek mięśniowych netto (synteza białek mięśniowych minus rozpad białek mięśniowych), jak podaż takiej samej ilości białek serwatkowych wraz z węglowodanami (50 g)”.

„Ale na diecie LC glikogen nie jest uzupełniany”

Na pewno? W jednym z badań Jeff S. Volek odnotowano zupełnie inne wyniki.

Uczestnicy stosowali odmienne diety w poszczególnych grupach:

• wysokowęglowodanową: 59% energii z węglowodanów, 14% energii z protein, 25% energii z tłuszczów (HC), było to 486 ± 128 g węglowodanów 118 ± 38 g białka oraz 91 ± 31 g tłuszczów dziennie; dostarczano 3174 ± 611 kcal dziennie
• niskowęglowodanową: 10,4% energii z węglowodanów, 19,4% energii z protein, 69,5% energii z tłuszczów (LC), było to 82 ± 62 g węglowodanów, 139 ± 32 g białka oraz 226 ± 66 g tłuszczów dziennie; dostarczano 2884 ± 814 kcal dziennie

Diety stosowano średnio przez 20 miesięcy (zakres od 9 do 36 miesięcy).

• Ogólnie przyjmuje się, iż dieta VLCKD (ang. very low carbohydrate ketogenic diet) ma następujące proporcje makroskładników:
• 15-25% białek
• 65-80% tłuszczów
• 5-10% węglowodanów

Pomimo tych znacznych różnic w zużyciu paliwa między sportowcami LC i HC, nie było znaczących różnic w stężeniu glikogenu (w spoczynku, przed treningiem), poziomie zużycia glikogenu po 180 minutach biegu (spadek o 64%) i po 120 minutach regeneracji (ilość glikogenu była niższa o 36%, w stosunku do wartości wyjściowych).

„Ale fruktoza nie uzupełnia glikogenu mięśniowego, tylko wątrobowy”

Tak? Skąd wzięła się ta informacja? Z 1987 r. z badania Conlee RK i wsp. Dotyczy ona szczurów, nie ludzi. U ludzi sprawdzano tą tezę w 2017 r. w badaniach Rosset R. i wsp.

Celem tego badania było porównanie wpływu izokalorycznych, płynnych posiłków mieszanych zawierających tłuszcz, białko i fruktozę lub glukozę na uzupełnieniu zapasów energii mięśni w ciągu 24 godzin po ciężkiej sesji wysiłkowej.

8 sportowców wytrzymałościowych (wiek: 29 ± 2 lata) zostało poddanych zabiegom powodującym obniżenie stężenia glikogenu (dieta i wyczerpujące ćwiczenia). Po ocenie glikogenu i stężeń IMCL (uwaga: mamy kolejne określenie na IMTG, IMAT – są to po prostu tłuszcze wewnątrzmięśniowe) mężczyźni odpoczywali 24 h i spożywali posiłki:

• dostarczające tłuszczu i białka razem z 4,4 g / kg masy ciała fruktozy
• dostarczające tłuszczu i białka razem z 4,4 g / kg masy ciała glukozy

Metabolizm poposiłkowy oceniano w ciągu 6 godzin, a stężenia glikogenu i IMCL mierzono ponownie po 24 godzinach. Ostatecznie metabolizm energetyczny oceniano podczas następnej sesji wysiłkowej.

Wyniki

• glukoza i fruktoza spowodowały bardzo podobne odnowienie tłuszczów wewnątrzmięśniowych (fruktoza: +2,4 ± 0,4 mmol / kg; glukoza: +2,0 ± 0,6 mmol / kg)
• glukoza i fruktoza spowodowały prawie identyczną odbudowę glikogenu mięśniowego (fruktoza: +10,9 ± 0,9 mmol / kg „mokrej masy”; glukoza: +12,3 ± 1,9 mmol / kg „mokrej masy”)
• spożycie fruktozy zwiększyło poposiłkowe utlenianie węglowodanów
• spożycie fruktozy zmniejszyło retencję węglowodanów (syntezę glikogenu, całkowitą) w ustroju, patrząc łącznie na wątrobę, mięśnie (fruktoza: +117 ± 9 g na 6 h; glukoza: +135 ± 9 g na 6 h)
• w porównaniu z glukozą, spożycie fruktozy spowodowało również obniżenie stężenia glukozy w osoczu i zmniejszenie wydajności wysiłku następnego dnia

Wnioski

Mieszane posiłki (zawierające tłuszcz i białko), a także fruktoza lub glukoza, wywołują podobne odnowienie tłuszczów wewnątrzmięśniowych i glikogenu mięśniowego.

Tak więc ostatecznie, wbrew licznym mitom powielanym w książkach (np. Katarzyny Matella „Poradnik trenera. Body logistic system”, artykułach na stronach internetowych, np. Mikołaja Żeglińskiego) okazuje się, iż fruktoza jest w stanie uzupełniać glikogen mięśniowy. Dlaczego? Bo w wątrobie człowieka 50% fruktozy jest konwertowane do glukozy, 25% do mleczanów i ~15% do glikogenu (wątrobowego). Stwierdzono to w badaniach, gdzie podawano znakowaną fruktozę (i 50% podanej ilości „odnalazło się” w postaci znakowanej glukozy). A więc większość fruktozy staje się paliwem, które może uzupełniać zasoby glikogenu, w tym mięśniowego (przynajmniej 75%).

Zupełnie inna kwestia powinna nurtować różnych oświeconych autorów, uzupełnianie glikogenu jako takie jest drugorzędową kwestią, szczególnie dla kulturystów. Znaczenie ma maksymalizacja syntezy białek mięśniowych, a to zupełnie niezależne od glikogenu zagadnienie.

Na koniec dodam, iż fruktoza oczywiście nie jest optymalnym „paliwem” dla sportowca, a szczególnie w dużej dawce (a to wiadomo przynajmniej od 30-40 lat). Nie uważam też, aby glukoza była szczególnie korzystna. Kulturysta (i każda osoba szanująca zdrowie) najbardziej skorzysta na podaży węglowodanów o wolniejszej kinetyce (kasza gryczana, pęczak, makaron razowy, ryż brązowy itd.). Gdy glukoza jest podawana bez fruktozy, uzupełnia glikogen wątrobowy w tempie 3,6 g / h. Gdy poda się glukozę i fruktozę tempo wynosi ~7.3 g glikogenu wątrobowego / h. Jeśli chodzi o glikogen mięśniowy, raczej nie odnotowuje się korzyści z dodatkowego cukru, fruktozy (można o tym obszernie przeczytać w tekście: Javier T. Gonzalez “Glucose Plus Fructose Ingestion for Post-Exercise Recovery - Greater than the Sum of Its Parts?”).

Referencje, piśmiennictwo:

• Rosset R1, Lecoultre V1, Egli L1, Cros J1, Dokumaci AS2, Zwygart K2, Boesch C2, Kreis R2, Schneiter P1, Tappy L “Postexercise repletion of muscle energy stores with fructose or glucose in mixed meals.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28100512
• Javier T. Gonzalez,1,* Cas J. Fuchs,2 James A. Betts,1 and Luc J. C. van Loon “Glucose Plus Fructose Ingestion for Post-Exercise Recovery—Greater than the Sum of Its Parts?” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5409683/
• MARK A. FEBBRAIO AND JANE DANCEY „Skeletal muscle energy metabolism during prolonged, fatiguing exercise”https://www.somasimple.com/pdf_files/skeletal_muscle.pdf
• Paul A. Fournier, Timothy J. Fairchild,* Luis D. Ferreira,* and Lambert Bräu “Post-Exercise Muscle Glycogen Repletion in the Extreme: Effect of Food Absence and Active Recovery” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3905296/
• Mark A. Hearris, Kelly M. Hammond, J. Marc Fell and James P. Morton “Regulation of Muscle Glycogen Metabolism during Exercise: Implications for Endurance Performance and Training Adaptations”
• Robergs RA1, Pearson DR, Costill DL, Fink WJ, Pascoe DD, Benedict MA, Lambert CP, Zachweija JJ. “Muscle glycogenolysis during differing intensities of weight-resistance exercise” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2055849
• J.BANGSBO, T.E.GRAHAM “ELEVATED MUSCLE GLYCOGEN AND ANAEROBIC ENERGY PRODUCTION DURING EXHAUSTIVE EXERCISE IN MAN” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1176158/pdf/jphysiol00431-0206.pdf
• M Krustrup P1, Mohr M, Steensberg A, Bencke J, Kjaer M, Bangsbo J. “Muscle and blood metabolites during a soccer game: implications for sprint performance”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16775559
• Kurt A. Escobar (a1), Trisha A. VanDusseldorp (a2) and Chad M. Kerksick (a3) “Carbohydrate intake and resistance-based exercise: are current recommendations reflective of actual need?” https://www.cambridge.org/core/journals/british-journal-of-nutrition/article/carbohydrate-intake-and-resistancebased-exercise-are-current-recommendations-reflective-of-actual-need/45C97BD7A99949777E3474E50709A7DA/core-reader#ref36
• Robert R. Wolfe “Branched-chain amino acids and muscle protein synthesis in humans: myth or reality?”https://jissn.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12970-017-0184-9
• Granner Daryl K, Murray Robert K., Rodwell Victor W. “Biochemia Harpera ilustrowana” Wydanie 6, PZWL
• Favier RJ, Koubi HE, Mayet MH, Semporé B, Simi B, Flandrois R Effects of gluconeogenic precursor flux alterations on glycogen resynthesis after prolonged exercise. J Appl Physiol (1985). 1987 Nov; 63(5):1733-8
• Fujita et al. (2009) Fujita S, Dreyer HC, Drummond MJ, Glynn EL, Volpi E, Rasmussen BB. Essential amino acid and carbohydrate ingestion before resistance exercise does not enhance postexercise muscle protein synthesis. Journal of Applied Physiology. 2009;106:1730–1739. doi: 10.1152/japplphysiol.90395.2008.
• http://180rekompozycja.pl/okno-anaboliczne-obiegowe-stwierdzenia-vs-dowody/
• Elizabeth G. Frame “the levels of individual free amino acids in the plasma of normal man at various intervals after a high-protein meal”
• Stuart M. Phillipscorresponding author “A Brief Review of Critical Processes in Exercise-Induced Muscular Hypertrophy” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4008813/
• Tipton KD1, Elliott TA, Cree MG, Wolf SE, Sanford AP, Wolfe RR. “Ingestion of casein and whey proteins result in muscle anabolism after resistance exercise” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15570142
• Hartman JW1, Tang JE, Wilkinson SB, Tarnopolsky MA, Lawrence RL, Fullerton AV, Phillips SM. “Consumption of fat-free fluid milk after resistance exercise promotes greater lean mass accretion than does consumption of soy or carbohydrate in young, novice, male weightlifters.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17684208
• Roy BD, Tarnopolsky MA, MacDougall JD, Fowles J, Yarasheski KE “Effect of glucose supplement timing on protein metabolism after resistance training.”J Appl Physiol (1985). 1997 Jun; 82(6):1882-8
• Koopman R., Beelen M., Stellingwerff T., Pennings B., Saris W.H., Kies A.K., Kuipers H., van Loon L.J.C. (2007) Coingestion of carbohydrate with protein does not further augment postexercise muscle protein synthesis. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism 293, E833-842 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17609259
• Kevin D. Tipton “Stimulation of net muscle protein synthesis by whey protein ingestion before and after exercise”http://www.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpendo.00166.2006
• Lin F. Chang, PhD, Shireene R. Vethakkan, MD, PhD, Kalanithi Nesaretnam, PhD, Thomas A.B. Sanders, PhD , Kim-Tiu Teng, PhD „Adverse effects on insulin secretion of replacing saturated fat with refined carbohydrate but not with monounsaturated fat: A randomized controlled trial in centrally obese subjects” http://www.lipidjournal.com/article/S1933-2874(16)30336-1/fulltext