чем восполнить гликоген в мышцах
Основы метаболизма гликогена
Редактор: Вероника Рис
Источник: NCBI
Во время интенсивных упражнений и длительных физических нагрузок мышечный гликоген расщепляется, высвобождая молекулы глюкозы. Затем в результате анаэробных и аэробных процессов эти молекулы окисляются мышечными клетками с образованием молекул аденозинтрифосфата (АТФ), необходимых для сокращения мышц. Скорость, с которой разрушается мышечный гликоген, зависит, прежде всего, от интенсивности физической активности.
Рекомендуемая суточная норма потребления углеводов у взрослых мужчин и женщин, ведущих сидячий образ жизни, составляет около 130 г. Эта величина зависит от продолжительности и интенсивности упражнений. Например, в дни с небольшой физической активностью для восстановления мышц и гликогена мышечная ткань требует значительно меньше углеводов, чем в более тяжёлые тренировочные дни. По этой причине текущие рекомендации по потреблению углеводов у спортсменов варьируются в зависимости от ежедневной нагрузки. Однако спортсмены часто не потребляют достаточного количества углеводов.
Гликоген хранится в цитозоле клеток, занимая 2% объёма клеток сердца, 1-2% объёма клеток скелетных мышц и 5-6% объёма клеток печени. Ни кратковременное голодание, ни длительное сидячее положение не влияют на запасы гликогена в мышцах, хотя гликоген в сердечной мышце может увеличиваться во время голодания, поскольку аминокислоты и глицерин преобразуются в глюкозу и сохраняются в виде гликогена, чтобы обеспечить сердце достаточными запасами энергии.
Для подготовки организма к последующим тренировкам и соревнованиям важно, чтобы запасы гликогена в мышцах и печени были восполнены. Данная статья обобщает рекомендации по питанию, тренировкам и восстановлению у спортсменов и людей, занимающихся регулярной физической активностью. Во время интенсивных тренировок глюкоза в крови и мышечный гликоген являются основными видами «топлива», которые окисляются для получения АТФ.
Помимо человеческих клеток мышц и печени, гликоген в небольших количествах накапливается в клетках мозга, сердца, клетках гладких мышц, почек, эритроцитах и лейкоцитах и даже жировых клетках. При нормальных условиях глюкоза — единственное топливо, которое мозг использует для производства АТФ; в состоянии покоя приблизительно 60% глюкозы в крови метаболизируется мозгом.
Поскольку мозгу требуется глюкоза, крайне важно поддерживать эугликемию (нормальную концентрацию глюкозы в крови) во время отдыха и физических упражнений. Чтобы обеспечить достаточный запас глюкозы в мозге, печень выделяет глюкозу в кровоток.
Использование мышечного гликогена во время упражнений снижает поглощение глюкозы из крови, тем самым помогая поддерживать уровень глюкозы в крови при отсутствии потребления углеводов. Достаточное потребление углеводов во время упражнений помогает поддерживать запасы гликогена в печени, и, как сообщается, экономит гликоген в мышечных клетках типа II (быстро сокращающихся).
В 1920-х годах стало очевидно, что углеводы важны для тренировки мышц, что концентрация глюкозы в крови связана с усталостью и что увеличение потребления углеводов перед соревнованием, а также употребление леденцов во время него, предотвратило слабость и усталость. Несмотря на эти наблюдения и гораздо более раннее открытие гликогена в 1858 году, связь между содержанием углеводов в рационе, мышечным гликогеном и физической нагрузкой не была подтверждена до 1960-х годов.
Содержание гликогена во всем организме составляет приблизительно 600 г, и эта цифра варьируется в зависимости от массы тела, диеты, физической формы и физических упражнений. Во время интенсивных и длительных упражнений содержание гликогена в мышечных клетках может быть существенно ниже, но не падает менее 10% от начальных данных.
Роль гликогена
Мышечный гликоген — это не только источник энергии, но также и регулятор сигнальных путей, участвующих в тренировочной адаптации и влияющим на внутриклеточную осмоляльность. Измерение запасов гликогена в мышцах возможно благодаря методике мышечной биопсии.
Факторы, влияющие на запасы гликогена
Запасы гликогена в печени и мышцах уменьшаются при физической нагрузке: чем дольше и интенсивнее активность, тем больше скорость и общее снижение запасов гликогена. Богатая углеводами диета приводит к постепенной суперкомпенсации запасов мышечного гликогена.
Рисунок 1. Метаболизм гликогена в состоянии покоя и во время упражнений
Сокращение запасов гликогена в мышцах, которое происходит во время упражнений, является основным движущим фактором для последующего гликогенеза. После тренировки восстановление мышечного гликогена происходит в два этапа.
На первом этапе синтез гликогена быстрый — 12-30 ммоль/г массы/ч, — не требуется инсулин и длится он 30-40 минут, если истощение гликогена значительное. Вторая фаза зависит от инсулина и протекает медленнее при эугликемии — 2-3 ммоль/г массы/час, — скорость которой может быть увеличена при дополнительном потреблении углеводов.
Во время многих упражнений высвобождение инсулина притупляется, а адреналин выделяется надпочечниками. Скорость деградации гликогена (гликогенолиза) зависит от интенсивности упражнений.
Измерение концентрации гликогена
У тренированных и сытых спортсменов концентрация гликогена в мышцах составляет примерно 150 ммоль/кг массы после, по крайней мере, 8-12 часов отдыха. Она может достигать уровней 200 ммоль/кг массы у хорошо подготовленных, отдохнувших спортсменов после нескольких дней на высокоуглеводных диетах, а после длительных интенсивных тренировок гликоген в мышцах может упасть до 1,0 г/кг массы тела/час) добавление белков не способствует улучшению гликогенеза.
Возраст и пол
Мужчины и женщины, по-видимому, восстанавливают мышечный гликоген с одинаковой скоростью после тренировки при условии, что потребляется достаточное количество углеводов. У пожилых людей регулярные физические упражнения увеличивают содержание ГЛЮТ-4 и гликогена в скелетных мышцах, однако гликоген в состоянии покоя не увеличивается до уровня, наблюдаемого у молодых людей. Doering с коллегами сообщили, что у спортсменов в возрасте 55+ лет скорость восстановления мышц ещё медленнее.
Питание
К пище, богатой питательными веществами и с высоким содержанием углеводов, относятся зерновые — крупы, рис, макароны, хлеб и т. д., — большинство фруктов, некоторые овощи, особенно крахмальные, такие как картофель, бобы и горох, а также молочные продукты. Фрукты и молочные продукты содержат простые сахара, а также богаты основными питательными веществами. Фрукты — хороший источник пищевых волокон, витаминов, минералов и воды, а молочные продукты — хороший источник кальция, витамина D и калия.
Заключение
Высокоуглеводная диета остаётся научно обоснованной рекомендацией для спортсменов, которые ежедневно занимаются. Суперкомпенсация гликогена является результатом отдыха, уменьшения числа или интенсивности тренинга и потребления углеводов.
После тяжёлых тренировок питательные, богатые углеводами продукты, такие как картофель, макаронные изделия, зерновые, овощи и фрукты, являются важными источниками углеводов, которые могут быстро перевариваться и использоваться мышцами и печенью для восстановления гликогена. Потребление углеводов с высоким гликемическим индексом вскоре после тренировки может максимизировать и поддерживать скорость синтеза гликогена.
Для тех, кто занимается регулярными физическими упражнениями, требуется восстановление запасов гликогена в мышцах и печени каждый день. Если запасы гликогена в мышцах достигают критически низкого уровня, силы быстро заканчиваются.
Дополнительно: о том, в чём разница между сухой массой тела и мышечной массой можно прочитать в этой статье.
Роль гликогена при наборе мышечной массы и жиросжигании
Сброс веса и набор мышечной массы зависят от нескольких составляющих. Сегодня поговорим о том, зачем необходим гликоген во время тренировок, и как он помогает организму.
Содержание:
Что такое гликоген?
Энергию человеческому организму в основном дают белки, жиры и углеводы. Белки и жиры расщепляются медленно, поэтому они дают энергию чуть позже последних. Углеводы — это быстрая энергия, ведь они расщепляются сразу. Из-за того, что углеводы используются в виде глюкозы, они быстрее усваиваются. Глюкоза накапливается в организме в связной форме, что позволяет предотвратить диабет. Она сохраняется в организме человека в виде гликогена. Его количество в теле варьируется от 200 до 300 грамм. Он находится в печени, лишь 1 % располагается в мышцах. Гликоген даёт телу энергию, которая образуется из глюкозы. Мышечный гликоген используется только во время тренировок. В мышцах этот полисахарид находится в саркоплазме. Жидкости, которая окружает мышцы. Из-за увеличения объёма саркоплазмы мы наблюдаем рост мышц. При физических тренировках потребляется больше гликогена.
Жиросжигание.
Во время тренировки тратится 150 грамм этого вещества. Когда гликоген заканчивается, организм разрушает мышечные волокна, а далее — жировую ткань. Чтобы убрать жир, следует тренироваться натощак, когда запасы гликогена находятся на минимуме. Тогда жировая ткань будет расщепляться быстрее.
Гликоген и мышцы.
Полисахарид влияет не только на жиросжигание, но и на рост мышечной мускулатуры. Успех тренировки на прямую зависит от количества гликогена. Он необходим, как во время занятия, так и после, чтобы восстановить организм. Если его недостаточно, то мышцы не будут расти.
Это не значит, что следует много есть перед тренировкой. Наоборот, промежутки между едой и спортивным занятием следует увеличивать. Таким образом организм научиться правильнее расходовать вещество. Кстати, это является основой интервального голодания.
Восполнение гликогена.
Необходимо потреблять углеводы. Глюкоза образуется из-за расщепления углеводов. Расщепляясь, они превращаются в глюкозу, а она конвертируются в гликоген. Обратите внимание на гликемический индекс, если он низкий, то будет больше образовываться гликогена. Чтобы восполнить уровень полисахарида, кушайте после тренировки. После физических занятий открывается «углеводное окно», во время которого, принимая углеводы, вы восполните гликоген. В это время внимание больше уделите углеводам, чем протеинам. Они позволят нарастить мышечную массу. Были проведены исследования, которые доказывают важность приёма пищи после тренировки.
Гликоген является формой хранения глюкозы. Во взрослом организме его 200-300 грамм. При нехватке этого вещества во время физической активности будет происходить сжигание мускулатуры, вместо её роста. Восполняйте запас этого вещества, чтобы прийти к должному результату.
Что такое гликоген, как он влияет на наши тренировки и можно ли увеличить его запасы в организме?
Гликоген – это полисахарид (длинная цепочка углеводов), который хранится в печени и скелетных мышцах и является источником глюкозы в периоды мышечной активности или отсутствия пищи.
В 1920-х годах стало очевидно, что углеводы выступают важным источником топлива для тренировки мышц. Чуть позже было доказано, что концентрация глюкозы в крови связана с утомляемостью во время марафонского бега, и что увеличение потребления углеводов перед забегом и питание по ходу дистанции предотвращали слабость и утомляемость.
Несмотря на эти наблюдения и гораздо более раннее открытие гликогена в 1858 году, связь между содержанием углеводов в рационе, уровнем полисахаридов в мышцах и способностью выполнять больше физической работы подтвердилась лишь в 1960-х годах, когда группа скандинавских ученых воспользовалась методом мышечной биопсии (отсечение небольшого образца ткани для изучения), чтобы установить, что содержание мышечного гликогена оказывает значительное влияние на работоспособность.
Роль гликогена в организме
Способность спортсменов тренироваться день за днем в значительной степени зависит от адекватного восполнения запасов гликогена в организме – процесса, который требует потребления достаточного количества углеводов с пищей и адекватного времени отдыха. Попытка новичков тренироваться несколько раз в день и последующее чувство усталости в том числе связано с исчерпаемостью запасов гликогена, которые дают нам необходимую энергию в процессе тренировок.
При планировании тренировочного процесса важно учитывать не только сами тренировки, но и сбалансированное питание и отдых. Также необходимо понимать, как конкретный вид спорта расходует запасы энергии.
Например, спорт на выносливость (бег, велоспорт, плавание, лыжи) выжигает значительные запасы углеводов и требует особого внимания к правильному питанию после тренировок, особенно длительных и интенсивных.
Где накапливается гликоген и как восполнить его запасы
Гликоген преимущественно накапливается в печени и скелетных мышцах. При этом данные депо (совокупный объем накопленных полисахаридов) выполняют разные функции и по разному питают организм.
Гликоген печени в основном поставляет глюкозу в кровоток во время периодов голодания, а тот, что хранится в скелетных мышцах, обеспечивает глюкозой мышечные волокна во время физической нагрузки. Следовательно, его содержание в печени уменьшается, когда вы долго не употребляете углеводы, а в мышцах концентрация полисахаридов падает после продолжительных и интенсивных тренировок.
Гликоген в печени преимущественно восстанавливается сразу после приема пищи. Этот процесс называется прямым синтезом гликогена.
С мышцами все немного сложнее. Сразу после физической нагрузки мышечные волокна, которые были задействованы в работе, метаболически подготавливаются к быстрому гликогенезу (процессу синтеза полисахаридов из глюкозы). Проще говоря, использование гликогена во время упражнений запускает его синтез в период восстановления.
Когда после тренировки углеводы попадают в организм с пищей, отработавшие на полную мышцы начинают усиленно поглощать глюкозу из еды, заполняя гликогеновые депо. Эта повышенная чувствительность может длиться до 48 часов. Именно поэтому важно после изматывающей тренировки сразу съесть что-то с высоким содержанием углеводов.
Особенно важно правильное питание во время многодневных соревнований, например, в велогонках. Если у спортсмена есть хотя бы 6 часов отдыха между этапами, то употребление углеводов из расчета 1-1,2 г на килограмм веса в час позволит восполнить до 80% опустевших депо к старту следующего отрезка гонки.
Признаки и причины низкого уровня гликогена
Низкий уровень полисахаридов в организме будет выражаться в быстрой утомляемости при выполнении физических упражнений и умственной работе. Решить эту проблему поможет питание, богатое углеводами, и отдых.
Также встречаются метаболические заболевания – гликогенозы, 1 случай на 100-500 тысяч новорожденных. Эти нарушения обмена веществ вызваны дефицитом ферментов, влияющих на синтез гликогена в мышцах и клетках печени. Они проявляются в виде быстрой мышечной утомляемости, судорог при занятиях спортом и даже миопатии (поражениях мышц и нервов).
Можно ли повысить запасы гликогена и как?
Физические упражнения способствуют накоплению гликогена после тренировок. В задействованных в ходе занятий мышцах содержание полисахаридов во время восстановления быстро увеличивается, достигая со временем более высокого уровня, чем до начала тренировок (эффект суперкомпенсации). Соответственно, у регулярно тренирующихся людей запасы гликогена в организме будут выше, чем у нетренированных.
Важно понимать, что продукты питания сами по себе не повышают запасы гликогена, а лишь способствуют его более быстрому восполнению. Именно поэтому для регулярно тренирующихся или занятых физическим трудом людей важно контролировать достаточное содержание углеводов в рационе.
Какие продукты рекомендовано есть?
В первые часы после тренировки употребление продуктов с высоким гликемическим индексом (ГИ), например, сладостей, выпечки, риса или картофеля может ускорить восстановление гликогена в мышцах.
Также в двух исследованиях было доказано, что при недостатке углеводов в рационе прием дополнительных 0,3-0,4 г протеина на килограмм массы тела ускорял восполнение полисахаридов. В некоторых публикациях можно найти доказательства того, что прием креатина положительно влияет на синтез гликогена в мышцах в период отдыха после тренировок.
Еще один важный момент: учитывайте, что избыточное употребление углеводов не ускоряет процесс расширения гликогеновых депо у тренирующихся. Также длительное потребление большого количества углеводов не увеличивает содержание полисахаридов в скелетных мышцах у нетренированных людей. Питайтесь сбалансировано в соответствии с вашими тренировкам.
Наука фитнеса: что нужно знать о кортизоле, суперфудах и высокоинтенсивных тренировках
Andrei Kovalyov
Наука о здоровье переживает бум — начиная с Food Science и заканчивая фитнес-методиками, основанными на серьезных исследованиях. Но новичкам достаточно сложно разобраться во всех физиологических нюансах активного образа жизни. «Теории и практики» объясняют, как поддерживать нормальный уровень кортизола во время тренировок, помогут ли суперфуды достичь долголетия и как работает метод Табата.
Что такое гликоген и почему он важен?
Большинство исследований влияния гликогена на организм спортсмена пришлись на 80-е и 90-е годы XX века. Этот полисахарид является основной формой хранения углеводов у животных и человека и находится преимущественно в мышцах и печени. Он удовлетворяет энергетические потребности тела, превращаясь в глюкозу.
Это происходит при физических нагрузках — примерно на 20-й минуте тренировок. Еще через некоторое время запасы гликогена истощаются, клетки уже не могут покрыть расход гликогена и начинают сжигать жиры. Наиболее эффективный способ сжечь жир — это бег и другие кардионагрузки (плавание, аэробика, лыжи). При медленном беге сжигание жира идет после 40-й минуты тренировки. Если бежать быстрее, то жир начнет исчезать уже после 20-й минуты. Но в стремлении похудеть тоже нужно знать меру. Если бегать больше 10 км в день, организм начнет использовать энергию не только жира, но и белков, — а это чревато потерей мышечной массы.
Кроме того, очень важно помнить, что чем больше гликогена в мышцах, тем больше потенциальная энергия, которую организм может использовать. Соответственно, после каждой тренировки необходимо восстанавливать мышечный запас гликогена.
Как сделать это наиболее эффективно? Согласно исследованию ученых Техасского университета К.М. Завадски, Б.М. Яспелкиса и Дж.Л. Иви, «запас гликогена в мышцах после упражнений может быть восстановлен посредством добавления [в организм] углеводов и белков и их воздействия на секрецию инсулина». Другое исследование, опубликованное группой ученых в феврале 2004 года в Journal of Applied Physiology, утверждает, что прием в пищу 100 граммов углеводов после тренировки усиливает анаболические процессы в организме (то есть, процессы, направленные на обновление и рост тканей, в том числе и мышечных). Лучше всего принимать пищу сразу после тренировки — примерно через полчаса. Заправка организма питательными веществами именно в это время поспособствует наиболее быстрому росту мышц — об этом, в частности, говорят исследования, опубликованные в 2001 году в журнале The American Journal of Psychology—Endocrinology and Metabolism.
Какие углеводы употреблять?
Это должны быть продукты с низким гликемическим уровнем, то есть, сложные углеводы. Считается, что следует избегать фруктозу — она не вредна, но не очень эффективна, так как способствует выработке инсулина в меньшей степени. Категорически не следует употреблять после тренировок сахар, а также обедать фаст-фудом и жирной пищей вообще (включая, например, 5%-й творог). Также после тренировки на пару часов забудьте о чае и кофе — кофеин влияет на уровень инсулина и тем самым блокирует восстановление гликогена. Дело в том, что глюкоза, находящаяся в организме, превращается в гликоген именно под влиянием инсулина.
Идеальное сочетание углеводов для приема после тренировок — это мальтодекстрин и декстроза в соотношении 1:1. Эти углеводы содержатся во многих спортивных добавках. Конечно, принимать их совсем не обязательно — можно обойтись привычной пищей. Существуют медицинские исследования, утверждающие, что правильный обед после физической нагрузки должен содержать 80% белков и 20% углеводов. Это может быть, к примеру, филе индейки с цельнозерновой кашей или хлебцами.
Что касается питания до тренировок, то принять пищу следует за 30-40 минут до занятия. Еда должна быть легкой, например, кефир, йогурт, фрукты или мюсли. Никогда не следует заниматься на голодный желудок — организм быстро истощит запасы энергии.
Глютамин: правда и мифы
Это незаменимая аминокислота. Она входит в состав белка и нужна для роста мышц — они на 60% состоят из глютамина. В связи с этим глютамин крайне популярен в бодибилдинге и спортивных диетах. Однако не существует исследований, однозначно доказывающих полезность глютамина в спортивном питании. Зато целый ряд ученых ее опровергают.
Одно из таких исследований было опубликовано в Европейском журнале прикладной физиологии. Оно заключалось в наблюдении за двумя группами спортсменов — одни в течение шести недель принимали глютамин, а другие нет. К концу наблюдения физические показатели спортсменов были одинаковы.
Cтоит ли бороться с кортизолом
Кортизол — это гормон стресса, обладающий катаболическим действием. Другими словами, он разрушает мышечные ткани, повышает уровень глюкозы в крови, способствует накоплению жировых отложений. В общем, это ночной кошмар любого спортсмена. Очень многие борются с ним как только могут, причем, речь идет не только о жесткой диете, полностью исключающей сахар, кофеин и быстрые углеводы, но и о лекарственных препаратах, снижающих уровень кортизола. Это может привести к другой крайности — нехватка кортизола не менее опасна. Дело в том, что кортизол очень важен для раслабления мышц. Также он обладает противовоспалительным действием. Когда мышцам тяжело расслабляться, возникают травмы, воспаления и разрывы. Из-за болей спортсмен не может тренироваться дальше и теряет время на восстановление. Все, что нужно знать для того, чтобы не повышать уровень кортизола выше нормы — это то, что тренировки должны быть умеренными. Исследование, опубликованное в Journal of the International Society of Sports Nutrition, говорит о том, что после 45 минут физических нагрузкок уровень кортизола начинает повышаться, и именно тогда желательно остановиться.
Переоцененные суперфуды
Суперфуды — очень обсуждаемое в последнее время явление. Так называют ряд продуктов, якобы обладающих очень высокими питательными свойствами, отчего их особенно любят спортсмены и люди, придерживающиеся диеты. Однако очень часто заявленные свойства являются маркетинговой мистификацией. Рассмотрим этот феномен на примере ягод годжи. Повсеместно утверждалось, что этот продукт имеет самый высокий уровень витамина С в мире. Но на поверку оказалось, что его в них не больше, чем в других фруктах и ягодах, например, в цитрусовых. Также сообщалось о том, что потребление ягод годжи предотвращает рак молочной железы в 75% случаев. Об этом говорил американский диетолог Эрл Минделл со ссылкой на клинические испытания онкологического центра Memorial Sloan-Kettering. Однако на самом деле этот центр подобных испытаний не проводил. Кроме того, нет ни одного доказанного способа предотвратить рак, можно только уменьшить его риск. Таким образом, суперфуды вряд ли могут занимать какое-то особое место в спортивном питании, хотя они, скорее всего, и не навредят.
Высокоинтенсивные тренировки
Приложения с семиминутными тренировками завоевывают смартфоны всего мира. Их смысл заключается в том, что короткие тренировки с высокой нагрузкой способны заменить полноценную тренировку в зале. Эти приложения основываются на протоколе Табата — системе высокоинтенсивных тренировок, которую разработал в 1996-1997 году Изуми Табата, бывший тренер японской сборной по конькобежному спорту. Протокол Табата — это чередование 20-секундных подходов на пределе возможностей с 10-секундными циклами отдыха. Согласно оригинальному протоколу Табата, тренировка занимает всего 4 минуты. При подобных тренировках организм поглощает максимально возможное количество кислорода. В результате этого скорость обмена веществ увеличивается, следовательно, быстрее сжигается жир и растет мышечная масса.
Некоторые сторонники тренировок в зале называют высокоинтенсивные тренировки не иначе как халтурой. Однако научные исследования говорят об обратном. Вот лишь некоторые из них:
В 2007 году в American College of Sports Medicine, штат Флорида, сравнивали две группы: первые занимались высокоинтенсивными тренировками, а вторые — непрерывными тренировками обычной интенсивности. Участники первой группы в среднем в сутки сжигали на 10% больше калорий. Исследование, проводившееся в Австралии, показало, что женщины, выполняющие 20-минутную высокоинтенсивную беговую тренировку (8 секунд бега, 12 секунд отдыха) потеряли в 6 раз больше жировой ткани, чем участницы, которые бегали непрерывно со средним темпом в течение 40 минут.
Исследование, вышедшее в Journal of the International Society of Sports Nutrition, говорит о том, что мужчины, на протяжении 6 недель уделявшие высокоинтенсивным тренировкам по 15 минут в день и принимавшие бета-аланин, набрали 750 г мышечной массы, хотя не занимались силовыми тренировками. Кроме того, высокоинтенсивные тренировки быстры и удобны, так как требуют всего лишь свободной комнаты и семи минут времени. Ими может заниматься даже самый загруженный человек.