Истощение Гликогена - Как не Заниматься Спортом

Что происходит, когда мы занимаемся спортом или садимся на ограничительную диету? Что такое истощение гликогена и следует ли его избегать? Есть ли у истощения гликогена какие-либо преимущества?

При этом организм переходит в режим голодания (не голодания). Это состояние совершенно не похоже на голодание.

На первом этапе организм сжигает легкодоступные калории в виде гликогена, содержащегося в сахаре. Как и жир, наш организм имеет запасы готового к использованию сахара (гликогена), который легко метаболизируется. Это быстрая энергия, доступная в одно мгновение, и, в отличие от жира, не требующая никакого метаболического пути. Наши клетки используют гликоген напрямую.

Большая часть сахара хранится в основном в клетках печени и мышц, увлажненных водой. Когда мы начинаем сжигать больше энергии, чем имеется в кровотоке, уровень сахара в крови падает. На первом этапе в качестве ответной меры наш организм использует легкодоступный источник запасенной энергии, или, другими словами, гликоген. Поскольку гликоген гидратирован водой внутри клеток, при сжигании сахара молекулы воды являются избытком или побочным продуктом метаболизма. Поэтому на первом этапе мы потеряем некоторое количество воды.

 Если этого не знать, то можно очень удивиться, когда, сев на диету, потеряешь воду и обрадуешься, что потом наберешь ее обратно. Потеря воды, высвобождающейся из гликогена и натрия, обычно является виновником резкой потери веса в первую неделю.

В печени запасы гликогена могут достигать 5-6% от веса плоти органа (100-120 граммов у взрослого человека). В мышцах концентрация гликогена гораздо ниже - от одного до двух процентов от общей массы мышц.

У нетренированного человека обычно содержится около 400 г гликогена, который хранится во всем организме, как в мышцах, так и в печени. Тренированный профессиональный спортсмен может хранить вдвое больше. Этого количества гликогена достаточно для того, чтобы продержаться несколько часов интенсивных тренировок без пополнения запасов.

Когда мы тренируемся, наш организм адаптируется, и состояние улучшается. Профессиональные спортсмены также проводят так называемую углеводную нагрузку после тренировки, чтобы заставить организм адаптироваться, увеличивая емкость внутримышечных запасов гликогена. Этому посвящены некоторые исследования. Если мы принимаем кофеин или пьем кофе, запасы гликогена пополняются быстрее.

Спортсмены, выступающие на длинные дистанции, часто испытывают истощение гликогена. Это явление называют "ударом о стену". В профессиональном спорте он оказывает сильное влияние, поскольку после истощения запасов сахара наступает усталость, иногда до такой степени, что становится трудно двигаться. Именно по этой причине можно наблюдать, как спортсмены сбиваются с ритма. Бонкинг (истощение запасов гликогена) - это не то состояние, когда вы просто чувствуете усталость. Бонкинг - это состояние, когда запасы гликогена настолько малы, что мозг начинает испытывать нехватку энергии и отключает организм.

После начальной стадии и метаболизации легкодоступных запасов гликогена печень начинает расщеплять жиры и белки для немедленного получения энергии. Проблема в том, что этот процесс требует времени, и пока глюконеогенез не включится, спортсмен может испытывать симптомы гипогликемии. Если это произойдет, то нередко профессиональные спортсмены будут падать от сильной усталости.

Гипогликемия сопровождается головокружением, нечеткостью зрения и галлюцинациями. В этих условиях возможна также потеря сознания. Комбинированное использование нескольких различных источников энергии, позволяющее поддерживать высокую мышечную мощность в течение длительного времени, имеет большое значение для профессионального спорта и научных исследований. Кроме того, перед марафоном нельзя сесть на диету, чтобы задействовать глюконеогенез, а затем бежать. Пробежать марафон, используя в качестве источника топлива только жир, не представляется возможным. Если бы мы были способны метаболизировать жир с большей скоростью, то никогда бы не уставали и могли бы бежать бесконечно долго. Энергетическая эффективность метаболизма жира, к сожалению, не соответствует этому уровню.

Кроме того, наш организм может переработать лишь ограниченное количество углеводов в час - около 30-60 граммов в зависимости от индивидуальной эффективности. Возможно, вы не будете бегать марафон, но очень важно понимать, как работает организм, если вы хотите заниматься спортом, то потенциально можете нанести себе вред или не получить желаемых результатов.

В бодибилдинге это имеет большое значение еще и потому, что катаболизм мышечной массы для получения энергии не является желательным. После истощения запасов гликогена в период от 16 до 72 часов организм будет в значительной степени опираться на аминокислоты и катаболизм белков для получения энергии. Аминокислоты будут расходоваться, а часть мышечной массы при голодании с физическими нагрузками или без них будет потеряна. Мы можем попытаться свести это к минимуму, но часть аминокислот будет использоваться для получения энергии.

Потеря части тканей не так страшна, как кажется. Оно имеет эволюционную цель и полезно для здоровья, если проводить его умеренно. Периодическое голодание - нормальное явление для всех животных, включая человека. Наш организм в процессе эволюции приспособился к голоданию так же, как мы приспособились к физической активности. Умеренное периодическое голодание поможет организму очиститься от мутировавших и поврежденных предраковых клеток в процессе, известном как аутофагия (самопожирание). Когда есть две клетки и одна из них повреждена, а другая должна быть уничтожена для получения энергии, организм сначала катаболизирует поврежденные клетки и таким образом в некотором смысле очищает себя. Если мы не включим физические упражнения и голодание в свою обычную жизнь, это негативно скажется на нашем здоровье.

После этого начального периода метаболизм переходит в состояние кетоза, когда почти вся энергия поступает от кетоновых тел, образующихся при жировом обмене. Базальная скорость метаболизма также снизится, или, другими словами, использование энергии станет более эффективным. Если вы хотите сесть на диету, то это именно то состояние, в котором вы хотели бы находиться. Постоянный дефицит калорий в том объеме, который вы можете выдержать. Пробежать марафон или сделать большую физическую нагрузку в быстром состоянии может быть не так полезно, поскольку наш мозг останется без пищи и будет вынужден использовать для получения энергии собственную мышечную ткань. А это не самый желаемый результат.

1. Питание - уровень инсулина повышается во время приема пищи. Это позволяет глюкозе всасываться в ткани, такие как мышцы или мозг, и использоваться непосредственно для получения энергии. Избыток глюкозы хранится в печени в виде гликогена.
2. Пост-абсорбционная фаза наступает через 6-24 часа после начала голодания. Уровень инсулина начинает снижаться. В результате распада гликогена образуется глюкоза для получения энергии. Запасы гликогена сохраняются около 24 часов.
3. Глюконеогенез может занимать от 24 часов до 2 дней. В процессе, известном как "глюконеогенез", печень создает новую глюкозу из аминокислот. Это буквально переводится как "создание новой глюкозы". Уровень глюкозы у недиабетиков падает, но остается в пределах нормы.
4. Кетоз - 2-3 дня после начала голодания. Низкий уровень инсулина, достигнутый во время голодания, способствует липолизу или расщеплению жира для получения энергии. Триглицериды, хранящие жир, состоят из глицериновой основы и трех цепочек жирных кислот. Глицерин используется в процессе глюконеогенеза. Многие ткани организма могут напрямую использовать жирные кислоты для получения энергии, но не мозг. Кетоновые тела, способные преодолевать гематоэнцефалический барьер, синтезируются из жирных кислот и используются мозгом. Кетоны обеспечивают примерно 75% энергии, потребляемой мозгом после четырех дней голодания. Два основных типа вырабатываемых кетонов - это бета-гидроксибутират и ацетоацетат, количество которых во время голодания может увеличиваться более чем на 70 %.
5. Фаза сохранения белка. Высокий уровень гормона роста способствует поддержанию мышечной массы и тощих тканей. Энергия, необходимая для поддержания базального метаболизма, практически полностью обеспечивается свободными жирными кислотами и кетонами. Повышенный уровень норадреналина (адреналина) препятствует снижению скорости метаболизма.

Человеческий организм имеет хорошо развитые механизмы борьбы с голодом. По сути, то, что мы здесь описываем, - это процесс перехода от сжигания глюкозы к сжиганию жира. Вот и все. Жир - это просто запасенная в организме энергия пищи. Когда еды не хватает, запасенная пища естественным образом высвобождается, чтобы заполнить пустоту. Так что нет, организм не будет "сжигать мышцы", чтобы прокормить себя, пока не исчерпает все жировые запасы. Если у вас нет диабета, то катаболизм будет происходить на приемлемом уровне. В ситуациях, когда для выживания необходима гипогликемия, наше тело будет сжигать все, чтобы сохранить клетки мозга от гибели. Если у вас нет гипогликемии, то организм будет сжигать не мышцы, а жир.

В зависимости от количества жира в организме мы можем продержаться на воде от 2,5 до 3 месяцев. При наличии большого количества жира мы можем продержаться гораздо дольше, но при этом будет наблюдаться дефицит питательных веществ. Поэтому основой любой диеты является низкокалорийная пища, богатая питательными веществами и цельной клетчаткой.  

Хорошим примером может служить человек по имени Ангус Барбиери, кто целый год голодал на воде под наблюдением врача исследование (Стюарт и др., 1973). Ему давали только витаминные добавки. Ни калорий, ни белка.

Ссылки:

1. Мюррей, Б., и Розенблум, К. (2018). Основы метаболизма гликогена для тренеров и спортсменов. Отзывы о питании, 76(4), 243-259. https://doi.org/10.1093/nutrit/nuy001
2. Импей, С. Г., Херрис, М. А., Хаммонд, К. М., Бартлетт, Дж. В., Луис, Дж. Топливо для требуемой работы: Theoretical Framework for Carbohydrate Periodization and the Glycogen Threshold Hypothesis. Спортивная медицина, 48(5), 1031-1048. https://doi.org/10.1007/s40279-018-0867-7
3. Стюарт, В. К., и Флеминг, Л. В. (1973). Особенности успешного лечебного голодания продолжительностью 382 дня. Медицинский журнал для аспирантов, 49(569), 203-209. https://doi.org/10.1136/pgmj.49.569.203