Węglowodany w trakcie treningu: tak czy nie?

Dość dobrze udokumentowana w badaniach naukowych jest zależność między podawaniem węglowodanów w trakcie wielogodzinnego wysiłku (np. triathlonu, pływania długodystansowego czy wyścigu kolarskiego), a poprawą wyniku sportowego. O wiele słabsze podparcie znajduje podawanie węglowodanów w trakcie treningu siłowego czy interwałowego lub przy pracy trwającej 45-60 minut (jednakże nie do końca, o czym wspominam dalej).

1. Źródła energii dla pracy mięśniowej przy pracy aerobowej i beztlenowej 
2. Jak uzupełniać zasoby węglowodanów w trakcie wysiłku i czy warto?
3. Kobiety kontra mężczyźni
4. Odbudowywanie zasobów glikogenu po wysiłku wytrzymałościowym
5. Czy zawsze podawanie węglowodanów jest korzystne?
6. Podsumowanie

Źródła energii dla pracy mięśniowej przy pracy aerobowej i beztlenowej 

Zagadnienie jest bardzo skomplikowane, gdyż organizm równolegle wykorzystuje różne źródła energii. I właśnie z tego powodu na temat „spalania tłuszczu” krąży aż tyle mitów. Błędnie uważa się np. że rano poziom glikogenu jest bardzo niski (z reguły w nocy jego zużycie jest znikome) lub że wykorzystywanie zasobów tłuszczu z tkanki podskórnej jest znacznie większe w trakcie treningu „na czczo” (czego nie potwierdzają badania, jedyne co jest pewne w takim wariancie to większe utylizowanie IMTG).

Kolejny, niezwykle często powielany mit mówi o konieczności wykonywania 20, 30 czy 40 minut treningu aerobowego – gdyż „dopiero wtedy organizm korzysta z zasobów tłuszczu podskórnego”. Tymczasem, nawet gdy nic nie robisz ... w większości utleniasz tłuszcze!

Źródła energii w spoczynku:

• Tłuszcze (wolne kwasy tłuszczowe krążące w osoczu krwi) są utleniane i dają ok. 56 ± 11% energii (0,08 ± 0,02 g na minutę).
• Z węglowodanów (glukozy w osoczu krwi) pochodzi 44 ± 11% energii (0,15 ± 0,04 g na minutę).

Można przyjąć, iż w trakcie treningu aerobowego (bieganie, pływanie, jazda na rowerze, spacery, spinning) głównie użytkowane są węglowodany (np. glikogen zgromadzony w mięśniach) oraz tłuszcze (np. te „zmagazynowane” w mięśniach jako IMTG).

Napisałem – treningu aerobowego, gdyż wraz ze wzrostem tempa biegu, pływania, jazdy na rowerze klasycznych czy spinningowym – znacząco spada wykorzystanie tłuszczy (wolnych kwasów tłuszczowych w osoczu, lipoprotein, IMTG), a rośnie użytkowanie węglowodanów (np. glikogenu mięśniowego, glukozy we krwi).

Przy intensywności poniżej 30% maksymalnego pochłaniania tlenu (<56% tętna maksymalnego):

• Większość energii zapewnia utlenianie wolnych kwasów tłuszczowych w osoczu krwi (ang. plasma FFA, free fatty acids).
• Jednakże bardzo mały lub żaden jest tu udział IMTG (trójglicerydów składowanych w mięśniach) oraz triacylogliceroli lipoprotein osocza.
• Główne źródło tłuszczu to triacyloglicerole tkanki tłuszczowej.

Ogółem przy intensywności pracy rzędu 66% tętna maksymalnego (66% HR):

• 35% energii zapewnia glikogen mięśniowy
• 31% energii zapewniają wolne kwasy tłuszczowe (ang. free fatty acids)
• 24% lipoproteiny w osoczu oraz tłuszcze wewnątrzmięśniowe (IMTG)
• 10% glukoza we krwi (osocze)

Dla porównania wysiłek przy tętnie 84% maksymalnego zutylizuje:

• 58% glikogenu
• 18% glukozy (osocze krwi)
• 9% lipoprotein i IMTG (tłuszcze wewnątrzmięśniowe)
• WKT (podskórna tkanka tłuszczowa) 15%

Wniosek

Po 30 minutach pracy przy intensywności 84% tętna maksymalnego 290 kcal pochodzić będzie z glikogenu. 290 kcal – to ubytek 72,5 g węglowodanów w postaci glikogenu w mięśniach.

Nawet zakładając, iż sportowiec osiągnie tętno 90-95% maksymalnego, bardzo mało prawdopodobne, iż zużyje więcej niż 150 g glikogenu. Wytrenowany sportowiec może mieć w mięśniach nawet 400-500 g glikogenu (1600-2000 kcal). Czy uzupełnianie zasobów węglowodanów w trakcie wysiłku krótkotrwałego (np. interwałowego) daje więc jakiś zysk?

Jak uzupełniać zasoby węglowodanów w trakcie wysiłku i czy warto?

W wysiłku długotrwałym osiągi i możliwość kontynuowania pracy w dużej mierze zależą właśnie od zasobów węglowodanów (w tym glikogenu mięśniowego). Dlatego zwiększanie dostępności węglowodanów w trakcie wysiłku długotrwałego, przez ich dostarczanie w postaci żelów, napojów czy przekąsek, stało się jedną z ważniejszych dziedzin, która jest intensywnie badana.

Do tej pory ustalono, iż konsumpcja węglowodanów w trakcie pracy wytrzymałościowej trwającej dłużej niż 2 h, o średniej i wysokiej intensywności, ma kluczowe znaczenie dla poprawy wyniku sportowego. Nie do końca są jasne mechanizmy odpowiadające za ergogeniczny efekt podawania węglowodanów sportowcom.

Najprawdopodobniej efekt wynika z oszczędzania zasobów glikogenu zgromadzonego w mięśniach szkieletowych, glikogenu wątrobowego oraz hamowania hipoglikemii (spadku ilości glukozy we krwi). Być może wynikają także z efektu przyzwalającego na większe utlenianie węglowodanów, w stosunku do tłuszczy.

Według obecnych zaleceń...

Dla ćwiczeń trwających od 1 do 2,5 h zaleca się spożywać od 30 do 60 g węglowodanów na godzinę.

w trakcie pracy trwającej 2-3 h, sportowcy powinni spożywać 60 g węglowodanów na godzinę (~1,0-1,1 g/min.), dla utrzymania maksymalnego stopnia utleniania węglowodanów (np. kolarstwo, biegi długodystansowe, triathlon, marsze wielogodzinne itd.).

Lepiej wytrenowani sportowcy dyscyplin wytrzymałościowych mogą spożytkować nawet 90 g węglowodanów na godzinę (~1,5-1,8 g/min.). Może być stosowana mieszanka np. 1,2 g glukozy + 0,6 g fruktozy na minutę pracy, obecnie wg badań fruktoza wraca do „łask”.

Co ciekawe, niewielkie ilości węglowodanów mogą mieć wpływ na poprawę osiągów nawet w trakcie pracy krótkotrwałej (45-60 minut), przy wyższej intensywności (większej niż 75% szczytowego pochłaniania tlenu).

Jest to zaskakujące, gdyż (jak napisałem wyżej) w tym przypadku ilość glikogenu mięśniowego nie stanowi bariery, przy pracy do 60 minut zasoby węglowodanów w mięśniach są w pełni wystarczające. Najprawdopodobniej przy pracy krótkotrwałej wpływ węglowodanów odnotowuje się w centralnym układzie nerwowym.

Należy pamiętać, iż maksymalne wartości absorpcji glukozy w jelitach wynoszą ok. 1,3 g/minutę. Z kolei prędkość opróżniania żołądka po podaniu 6% roztworu glukozy z wodą wynosi 19,5+/-1,4 ml/minutę. Dlatego podawanie większych ilości węglowodanów wcale nie będzie opłacalne, może oznaczać np. problemy żołądkowe.

Kobiety kontra mężczyźni

Trzeba mieć na uwadze, iż kobiety różnią się od mężczyzn ilością estrogenów, progesteronu oraz testosteronu – co ma kluczowe znaczenie dla fizjologii wysiłku (ponadto mają mniejszą wątrobę, co także ma ogromne znaczenie). W fazie badaniach Thomas B. Price i K. Sandersa wykazano, iż kobiety mają o wiele większe zasoby glikogenu, jeśli są w fazie folikularnej (np. w mięśniu czworogłowym uda lub dwugłowym ramienia).

Dodatkowo w trakcie tego samego ćwiczenia panie w fazie folikularnej zużywały na godzinę pracy średnio 63% więcej glikogenu z mięśnia dwugłowego ramienia niż w fazie lutealnej (faza lutealna - odnotowano zużycie 10,3 ± 1,3 mmol/L na godzinę, z kolei w fazie folikularnej 16,8 ± 4,8 mmol/L na godzinę). Ponadto, osoby lepiej wytrenowane w trakcie pracy długotrwałej zużywają znacznie więcej tłuszczy (np. z IMTG) niż glukozy (glikogenu).

Polecamy również: Ranking odżywek węglowodanowych - najlepsze węglowodany i carbo

Kobiety są predysponowane hormonalnie do oszczędzania węglowodanów (większe wykorzystanie tłuszczy najprawdopodobniej wynika z wpływu estrogenów).

Spożywanie węglowodanów może być również korzystne dla zawodników sportów zespołowych, przy pracy interwałowej (typowej np. dla piłki nożnej). Wspomniani sportowcy mogą dostarczać podobnej ilości węglowodanów jak przy pracy ciągłej (np. biegu maratońskim, triathlonie).

Szczególnie znaczenie może mieć dostarczanie węglowodanów w przypadku dwukrotnego startu w ciągu 24 h, gdy koniecznie jest odbudowanie zasobów glikogenu mięśniowego. Według badań „najlepsze na rynku węglowodany” np. vitargo wcale nie mają w tym zakresie wielkiej przewagi nad maltodekstrynami (np. carbo) czy zwykłą glukozą, a różnica w cenie kg poszczególnych produktów jest gigantyczna.

Odbudowywanie zasobów glikogenu po wysiłku wytrzymałościowym

Aby odbudować zasoby węglowodanów po intensywnym wysiłku, długotrwałym:

• Sportowcy mogą dostarczać nawet 1,2 g węglowodanów/kg masy ciała na godzinę (dla osoby ważącej 90 kg oznacza to dostarczanie 108 g węglowodanów na godzinę regeneracji, czyli 324 g w ciągu 3 h).
• Dla sportowców, którzy tolerują niższe ilości węglowodanów, rozwiązaniem może być dostarczanie 0,2-0,4 g protein/kg masy ciała razem z 0,8 g węglowodanów/kg masy ciała (dla wzorcowego 90 kg zawodnika byłoby to więc 18-36 g protein np. białka serwatkowego/godzinę oraz 72 g węglowodanów/godzinę).

Czy zawsze podawanie węglowodanów jest korzystne?

Należy zwrócić uwagę na ważny fakt – trening siłowy z reguły nie powoduje wielkiego uszczuplenia zasobów glikogenu. Nadmierne zalewanie ciała węglowodanami powoduje co najwyżej... rośnięcie „oponki” (otłuszczenie brzucha, ud, pośladków – szczególnie jeśli dana osoba ma wysoki poziom estrogenów oraz źle toleruje węglowodany - insulinooporność.

W przypadku nadmiaru kortyzolu otłuszczenie dotyczy pasa, karku, twarzy). Węglowodany (carbo, vitargo, vextrago, glukoza, dekstroza, ryż, makaron) w nadmiarze mogą być powodem pogorszenia estetyki sylwetki, szczególnie jeśli towarzyszą dużej ilości tłuszczu (np. klasyczny przykład: słodycze, ciastka, przekąski).

W jednym z badań belgijskich naukowców z 2011 r. wzięło udział 20 młodych mężczyzn. 4 x w tygodniu jeździli na rowerze, jednostka treningowa trwała 1-1,5 h, zaś intensywność wynosiła 70% VO2 max (82% tętna maksymalnego, HR). Jedni trenowali na czczo, drugim podawano węglowodany przed oraz w trakcie wysiłku.

Wyniki próby czasowej oraz VO2 max wzrosły podobnie po 6 tygodniach treningu, w obu grupach. Najciekawsze, iż utlenianie tłuszczy wzrosło o 21% w grupie treningu na czczo i tylko o 6% w grupie, w której podawano węglowodany. Pod względem wykorzystania IMTG (we włóknach typu I oraz mniejszym stopniu IIA) korzystne adaptacje stwierdzono tylko w grupie trenującej na czczo.

W jednym z badań wykazano, iż ledwie 75 g glukozy (test tolerancji glukozy pod obciążeniem) powoduje spadek poziomu testosteronu o 25% - niezależnie, czy mężczyźni byli diabetykami, w stadium przedcukrzycowym czy osobami o normalnej glikemii.

Podsumowanie

Podawanie węglowodanów bezpośrednio przed treningiem jest niewskazane, choć to nadal kontrowersyjna kwestia (badania przynoszą różne wyniki). Podawanie węglowodanów w trakcie wysiłku powyżej 1 h znajduje uzasadnienie (jeśli nie jest to trening beztlenowy, oporowy). Obecnie sugeruje się, iż sens może mieć nawet podawanie węglowodanów przy pracy wysokiej intensywności, trwającej 45-60 minut.

Jeśli jednak zależy Ci na redukcji tkanki tłuszczowej, ograniczyłbym podaż węglowodanów zarówno przed w trakcie, jak i po treningu aerobowym, interwałowym lub mieszanym (aerobowo-interwałowym). Z treningiem na czczo wiąże się najwięcej kontrowersji, mimo różnych wyników badań nie polecałbym takiej aktywności, szczególnie osobom mającym dużą masę mięśniową.

Referencje:

• Cermak NM1, van Loon LJ. “The use of carbohydrates during exercise as an ergogenic aid” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23846824
• VAN LOON, 2004 "Use of intramuscular triacylglycerol as a substrate source during exercise in humans"
• Luc J C van Loon, Paul L Greenhaff,* D Constantin-Teodosiu,* Wim H M Saris, and Anton J M Wagenmakers 2001 “The effects of increasing exercise intensity on muscle fuel utilisation in humans”http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2278845/ J Physiol. Oct 1, 2001
• Beelen M1, Cermak NM, van Loon LJ. [Performance enhancement by carbohydrate intake during sport: effects of carbohydrates during and after high-intensity exercise] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25970669
• Jozsi AC1, Trappe TA, Starling RD, Goodpaster B, Trappe SW, Fink WJ, Costill DL. “The influence of starch structure on glycogen resynthesis and subsequent cycling performance.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8858410
• Price TB1,2, Sanders K3,4. “Muscle and liver glycogen utilization during prolonged lift and carry exercise: male and female responses”. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28242815
• Christopher M Jung,1 Edward L Melanson,2 Emily J Frydendall,1 Leigh Perreault,2 Robert H Eckel,2 and Kenneth P Wright1,2 “Energy expenditure during sleep, sleep deprivation and sleep following sleep deprivation in adult humans” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3039272/
• “Effects of aerobic exercise performed in fasted v. fed state on fat and carbohydrate metabolism in adults: a systematic review and meta-analysis”. Br J Nutr. 2016 Sep 9:1-12. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27609363
• “Fatty Acids, Obesity, and Insulin Resistance: Time for a Reevaluation” http://diabetes.diabetesjournals.org/content/60/10/2441
• Exercising fasting or fed to enhance fat loss? Influence of food intake on respiratory ratio and excess postexercise oxygen consumption after a bout of endurance training. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2011 Feb;21(1):48-54. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21411835
• J. Górski „Fizjologia wysiłku i treningu fizycznego” Wydawnictwo Lekarskie PZWL
• Duchman SM1, Ryan AJ, Schedl HP, Summers RW, Bleiler TL, Gisolfi CV. “Upper limit for intestinal absorption of a dilute glucose solution in men at rest.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9107630
• Van Proeyen K, Szlufcik K, Nielens H, Ramaekers M, Hespel P. “Beneficial metabolic adaptations due to endurance exercise training in the fasted state.” J Appl Physiol. 2011 Jan;110(1):236-45. doi: 10.1152/japplphysiol.00907.2010. Epub 2010 Nov Research Centre for Exercise and Health, Department of Biomedical Kinesiology, K. U. Leuven, Leuven, Belgium. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21051570
• https://www.endocrine.org/news-room/press-release-archives/2010/testosteronedecreasesafteringestionofsugar
• Cermak N.M., van Loon L.J. “The use of carbohydrates during exercise as an ergogenic aid”