Glikogenske zaloge in telesna aktivnost

Piše: Gregor Vidmar, 05. okt. 2008

Ogljikovi hidrati so v telesu najbolj dostopen hranilni vir za pridobivanje energije. V proces, v katerem iz ogljikovih hidratov nastajajo visokoenergijske molekule ATP (glej članek Telesni energetski sistemi), lahko vstopata enostaven ogljikov hidrat glukoza in kompleksen ogljikov hidrat glikogen. Slednjega telo lahko skladišči, podobno kot rastline skladiščijo škrob, zato mu pravimo tudi živalski škrob. Kljub možnosti skladiščenja pa so ogljikovi hidrati tudi najbolj omejen vir energije. Športniki in rekreativci bi morali zato nekaj pozornosti nameniti tudi optimizaciji dejavnikov, ki vplivajo na zaloge glikogena v telesu.

Glikogen v telesu

Glikogen je kompleksen ogljikov hidrat, sestavljen iz nekaj 100 do nekaj 1000 med seboj povezanih molekul glukoze. V telesu normalno prehranjenega, netreniranega odraslega človeka je približno 400 g glikogena, od tega ga je med 90 in 100 g shranjenega v jetrih, večina ostalega pa v mišicah. Natrenirani ljudje imajo lahko glikogenske zaloge precej večje (v nadaljevanju).

Med telesno aktivnostjo je mišični glikogen glavni ogljikohidratni vir za pridobivanje energije za delovanje mišic, v katerih je shranjen. Drugače povedano: glikogen v ramenskih mišicah je lahko vir energije le tem mišicam, ne more pa biti vir energije npr. mišicam nog. Razlog za to je odsotnost encima glikogen fosforilaze, ki glikogen cepi na glukozne enote. Ta podatek je pomemben, ko govorimo o izčrpanju glikogenskih zalog (v nadaljevanju). V nasprotju z mišičnim pa se lahko jetrni glikogen razgradi do glukoze, ki se nato po krvi prenaša po celem telesu. Na ta način lahko jetrni glikogen služi kot posreden vir energije vsem telesnim tkivom.

Izčrpanje glikogenskih zalog

Pri zdravem človeku lahko pride do izčrpanja glikogenskih zalog zaradi stradanja ali dolgotrajne telesne aktivnosti. V športu se je uveljavil izraz »zadeti ob zid«, ki označuje trenutek, ko športnik porabi skoraj vse mišične in jetrne glikogenske rezerve, kar ima za posledico visoko stopnjo utrujenosti, šibkost in simptome hipoglikemije (prenizkega nivoja krvnega sladkorja) – tremor, vrtoglavico in celo halucinacije.

Kako hitro pride do izčrpanja, je odvisno od več dejavnikov, med najpomembnejše pa spadajo:

1. količina glikogena v telesu pred aktivnostjo,
2. natreniranost športnika oz. sposobnost pridobivanja energije iz drugih virov (v glavnem maščob) in
3. intenzivnost telesne aktivnosti.

Več, kot je v telesu glikogena, bolj, kot je športnik natreniran, in manjša, kot je intenzivnost, pozneje pride do izčrpanja.

Za boljše razumevanje si oglejmo praktični primer. Predpostavimo:

1. da ima športnik približno 500 g glikogenskih rezerv (od tega npr. 120 g v jetrih), to pomeni približno 2000 kcal energije iz glikogena,
2. da v eni uri neprekinjene intenzivne telesne aktivnosti (npr. okrog 80% MSU (maksimalni srčni utrip) oz. 67% VO2max) porabi 800 kcal,
3. da aktivnost traja 3 ure (potrebujemo zaradi ocene deleža maščob pri proizvodnji energije),
4. da športnik med aktivnostjo ne uživa ogljikovih hidratov.

Iz zgornjih predpostavk sledi:

1. pri okrog 70% VO2max je poraba glukoze v krvi približno 60 g/uro,
2. približno polovica porabljene energije je pridobljene iz maščob.

Glede na to, da je jetrni glikogen med telesno aktivnostjo glavni vir za vzdrževanje krvnega sladkorja (glukoze) v fizioloških mejah, da ima športnik pred začetkom aktivnosti v jetrih 120 g glikogena in da je poraba krvnega sladkorja med aktivnostjo 60 g na uro, bo do izčrpanja jetrnega glikogena prišlo po približno dveh urah aktivnosti. Proizvajanje glukoze za vzdrževanje krvnega sladkorja sicer prevzamejo drugi sistemi, vendar nivo vseeno pade. In ker možgani za svoje delovanje lahko porabljajo le glukozo (in potrebujejo je veliko, okrog 140 g na dan), zaradi padca nivoja krvne glukoze telesu začnejo sporočati, da je preutrujeno in naj zniža intenzivnost aktivnosti. In to se tudi zgodi.

240 kcal/uro torej športnik dobi iz jetrnega glikogena, 560 kcal (800 - 240 = 560) pa dobi iz približno enakega deleža maščob in mišičnega glikogena. V eni uri torej porabi okrog 70 g mišičnega glikogena. Po dveh urah, ko se teoretično izčrpa jetrni glikogen, je torej na voljo še vedno 240 g mišičnega glikogena (500 g skupnega glikogena – 120 g jetrnega glikogena – 140 g mišičnega glikogena). To je celih 960 kcal, več kot za uro telesne aktivnosti. Drži? Ne povsem oz. ne tako, kot bi si želeli. Na začetku je bilo omenjeno, da je mišični glikogen lahko vir energije le mišicam, v katerih se nahaja. Ker so pri določeni telesni aktivnsti nekatere mišice bolj obremenjene kot druge, te mišice porabijo tudi več energije, torej njihovega, lokalnega glikogena. Tako lahko tudi predvidevamo, da so po približno dveh urah (ali še manj) aktivnosti zaloge mišičnega glikogena v najbolj obremenjenih mišicah že krepko »v rdečem polju«.

Kaj lahko storimo, da bi preprečili izčrpanje glikogenskih zalog oz. podaljšali čas do izčrpanja med dolgotrajno (več kot 90 minut) telesno aktivnostjo?

1. Med aktivnostjo zaužijmo približno 0,7 g enostavnih in lahko prebavljivih ogljikovih hidratov na kg telesne teže na uro. V ta namen je najprimernejša mešanica glukoze in maltodekstrina (lahko tudi nekaj sukroze in fruktoze), oblika (napitek, gel itd.) pa na vzdrževanje krvnega sladkorja nima bistvenega vpliva. Količina je lahko tudi večja, do 2 g/kg telesne teže na uro.
2. Zmanjšamo intenzivnost aktivnosti. Z zmanjšanjem intenzivnosti se zmanjša skupna poraba energije in delež energije, ki jo pridobimo iz glikogena. Ta opcija seveda ni najbolj privlačna, saj ima za posledico slabši rezultat, po drugi strani pa je bolje doseči malo slabši rezultat kot zadeti v zid in posledično morda prekiniti aktivnost.
3. Potrudimo se, da bomo aktivnost pričeli s čim večjimi glikogenskimi zalogami. To v praksi pomeni, da moramo med posameznimi treningi, še posebej če imamo treninge vsak dan ali celo dvakrat dnevno, optimizirati proces regeneracije glikogenskih zalog, pred tekmovanji pa lahko s katero od metod za glikogensko superkompenzacijo povečamo količino shranjenega glikogena nad naše običajne, normalne vrednosti.

Polnjenje glikogenskih zalog po telesni aktivnosti

Proces regeneracije glikogena se začne takoj po telesni aktivnosti. Normalno se regenerira približno 5% glikogena na uro, 2 uri po zaključku aktivnosti pa je regeneracija glikogena v mišicah večja, zato velja to obdobje izkoristiti. V tem obdobju je priporočljivo zaužiti približno 2 g ogljikovih hidratov z visokim glikemičnim indeksom na kg telesne teže, najbolje v več manjših obrokih. Najhitreje se prebavijo obroki v obliki napitkov. Raziskave so pokazale, da je regeneracija glikogena še boljša, če so tem obrokom dodane lahko prebavljive beljakovine (npr. sirotkine): približno 0,3 - 0,5 gramov beljakovin na kilogram telesne teže. Dodane beljakovine so pomembne tudi za regeneracijo mikropoškodb, nastalih zaradi telesne aktivnosti.

Nekoliko drugačen protokol za hitrejšo regeneracijo glikogena po treningu ali tekmi so nedavno razvili na Ohio State University. Po tem protokolu naj bi športnik v 4 urah po zaključku aktivnosti zaužil okrog 6 g lahko prebavljivih ogljikovih hidratov na kg telesne teže. Ta količina naj bi bila razdeljena na 16 manjših obrokov, torej naj bi zaužil 1 obrok na vsakih 15 minut. Raziskava je pokazala, da je pri tem načinu hitrost regeneracije glikogena v mišicah vsaj 20% večja kot pri običajnem postopku, opisanem zgoraj. Seveda ta protokol – zaradi zahtevnosti – verjetno ni primeren za rekreativce in večino športnikov.

Glede na normalno hitrost regeneracije glikogena (5 % na uro) traja regeneracija glikogenskih zalog po popolnem izčrpanju vsaj 20 ur. Čas je odvisen tudi od vrste vadbe; obstajajo dokazi, da je regeneracija glikogena po težkih ekscentričnih obremenitvah (npr. intenzivna vadba z utežmi) precej počasnejša in lahko traja tudi do 4 dni. Vendar pa do skoraj popolnega izčrpanja glikogena pride le redko, zato lahko pričakujemo, da bo popolna regeneracija – ob optimalni prehrani (skupno od 8 do 10 g OH / kg telesne teže na dan) in vsaj pri vzdržljivostnih športniki – dosežena prej kot v 20 urah. To seveda ne pomeni, da bodo regenerirane vse mišične funkcije. Vse to je treba upoštevati pri načrtovanju treninga, še posebej pa če športnik trenira 2 x dnevno.

Polnjenje glikogenskih zalog pred tekmovanji

Omenil sem že, da lahko telo shrani tudi večjo količino glikogena od normalne. Če se netreniran človek prehranjuje pretežno z ogljikovimi hidrati (75% do 80% celednevnih energijskih potreb), se mu lahko skupne glikogenske zaloge povečajo na skoraj 500 g. Pri športnikih je to povečanje še večje, saj so mišice in jetra učinkovitejša pri skladiščenju ogljikovih hidratov. S posebnimi prehranskimi protokoli lahko tako svoje glikogenske zaloge podvojijo in tako dramatično podaljšajo čas do izčrpanja. Več o teh metodah pa prihodnjič.

Literatura

1. Campbell C, Prince D, Braun M, Applegate E, Casazza GA. Carbohydrate-supplement form and exercise performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 2008; 18(2):179-90.
2. Berardi JM, Price TB, Noreen EE, Lemon PW. Postexercise muscle glycogen recovery enhanced with a carbohydrate-protein supplement. Med Sci Sports Exerc, 2006; 38(6):1106-13.
3. Pedersen DJ et al. High rates of muscle glycogen resynthesis after exhaustive exercise when carbohydrate is coingested with caffeine. J Appl Physiol, 2008; 105(1):7-13.
4. Ivy JL, Katz AL, Cutler CL, Sherman WM, Coyle EF. Muscle glycogen synthesis after exercise: effect of time of carbohydrate ingestion. J Appl Physiol, 1988; 64(4):1480-5.
5. Stellingwerff T, Boon H, Gijsen AP, Stegen JH, Kuipers H, van Loon LJ.  Carbohydrate supplementation during prolonged cycling exercise spares muscle glycogen but does not affect intramyocellular lipid use. Pflugers Arch, 2007; 454(4):635-47.
6. Wallis GA, Hulston CJ, Mann CH, Roper HP, Tipton KD, Jeukendrup AE. Postexercise muscle glycogen synthesis with combined glucose and fructose ingestion. Med Sci Sports Exerc, 2008; 40(10):1789-94.
7. Ivy JL, Goforth HW Jr, Damon BM, McCauley TR, Parsons EC, Price TB. Early postexercise muscle glycogen recovery is enhanced with a carbohydrate-protein supplement. J Appl Physiol, 2002; 93(4):1337-44.
8. Ivy JL, Lee MC, Brozinick JT Jr, Reed MJ. Muscle glycogen storage after different amounts of carbohydrate ingestion. J Appl Physiol, 1988; 65(5):2018-23.
9. Jentjens R, Jeukendrup A. Determinants of post-exercise glycogen synthesis during short-term recovery. Sports Med, 2003; 33(2):117-44.
10. Ivy JL. Dietary strategies to promote glycogen synthesis after exercise. Can J Appl Physiol, 2001; 26 Suppl:S236-45.