Энергетические депо организма

 

Ограниченность запасов АТФ и, как следствие, непрерывный процесс её ресинтеза, осуществляемый разными путями, обуславливает существование в организме человека форм и механизмов запасания и хранения энергии. В независимости от субстратов, участвующих в конечных биоэнергетических реакциях, 99% образующейся энергии появляется за счёт расщепления углеводов, триглицеридов (жиров) и белков. Таким образом, именно депонирование стабильных форм данных типов химических соединений является необходимым условием для оптимального функционирования органов и систем в различных условиях.

Резерв углеводов в организме ограничен многими факторами и существенно варьируется у конкретного индивида в зависимости от режима и качества питания и нагрузок. Метаболизм сахаров в отсутствии выраженной физической активности и при достаточном поступлении их с пищей позволяет не испытывать необходимости в запасании. Ситуация меняется при появлении дефицита глюкозы как самой распространенной формы углеводного источника энергообеспечения. В таком случае появляется необходимость наличия стабильных источников запасённых сахаров.

Адаптированной формой долгосрочного хранения углеводов является гликоген — полисахарид, который образован остатками глюкозы, соединенными альфа ‒1,4 связями. Полимерная структура гликогена даёт возможность формировать резерв углеводов без повышения осмотического давления, которое бы имело место в случае использования для этих целей молекул глюкозы. Резерв гликогена присутствует в печени и мышечной ткани.

Гликоген хранится в мышечной ткани в виде гранул, расположенных в саркоплазме мышечной клетки, в количестве 14‒18 г/кг веса человека. В печени гликоген содержится в количестве 80‒120 г и может в любой момент быть высвобожден в кровоток для поддержания оптимальной концентрации глюкозы в крови.
Во время выполнения физической работы высокой интенсивности и длительной продолжительности запасы гликогена печени истощаются, обеспечивая нормальный уровень глюкозы крови; таким образом, глюкоза крови не является сама по себе депо углеводов, а лишь служит транспортным звеном в цепи энергообеспечения.
В мышечной ткани гликоген метаболизируется до глюкозы с последующим включением её в реситнез АТФ, либо используется самостоятельно как энергетический субстрат.

Основным запасаемым источником энергии человеческого организма являются липиды (жиры), хранящиеся в жировой ткани в виде триглицеридов. Ёмкость депо триглицеридов велика и у нетренированных людей может составлять значительную долю массы всего тела (у женщин до 30%). Количество жировой ткани у тренированных атлетов обоих полов значительно снижено (вплоть до 2‒3 %) и находится в корреляции от целого набора факторов, связанных с конкретными спортивными и задачами и стадиями тренировочного процесса. Триглицериды, мобилизованные их подкожной и висцеральной жировой ткани, расщепляются на свободные жирные кислоты (ЖК) с помощью ферментов — липаз — и с кровотоком попадают к работающей мышце.

Триглицериды также хранятся в самих мышечных клетках в количестве примерно 300 г. В ММВ (медленных или окислительных мышечных волокнах) потенциал для запасания жиров значительно больше, чем в БМВ (быстрых мышечных волокнах). У тренированных индивидов вследствие низкого содержания подкожного жира увеличивается количество внутримышечных липидов. Такие внутримышечные триглицериды могут обеспечить до 20% всех энергетических запасов и до 50% всех жиров, используемых в реакциях аэробного окислительного ресинтеза АТФ при продолжительной работе в средних значениях интенсивности. Использование липидов приобретает также существенное значение для биоэнергетических процессов в период после выполнения работы.

Белки практически не запасаются в человеческом организме в энергетически усвояемых формах, а концентрация свободных аминокислот имеет слишком низкие значения, чтобы считаться влиятельным фактором депонирования. Существуют данные об использовании в качестве энергетического субстрата продуктов распада белков слизистой оболочки кишечника. Указанные белки синтезируются со скоростью, превышающей скорость синтеза белков скелетных мышц в 30 раз, и могут использоваться при сильном дефиците иных соединений. Однако окончательной структурно выстроенной теории депонирования белков для использования их как источника энергии пока не существует.

Ниже приведены данные о запасах энергетических субстратов у тренированного человека весом 70 кг, обеспеченного адекватным питанием, в фазе отдыха.

Глюкоза крови — 3‒5 г;
Гликоген печени — 80‒100 г;
Гликоген мышц — 300‒400 г;
Жировая ткань — 3‒20 кг;
Триглицериды мышц — 500 г.

Объективно известно, что депо энергетически важных веществ у людей разного пола, возраста и уровня тренированности могут быть выражены различными структурами, однако общая пластичность и адаптивность метаболизма человека позволяет пользоваться несколькими стабильными источниками энергообеспечения в зависимости от возникшей задачи.

Источники
1. BIOCHEMISTRY - VOET.D, VOET .J.G., JOHN WILEY & SONS INC, 2011
2. Михайлов С.С. Спортивная биохимия: Учебник для вузов и колледжей. – М.: Советский спорт, 2004
3. Агаджанян Н.А., Власова И.Г., Ермакова Н.В. Торшин В.И. Основы физиологии человека: Учебник. – Изд. 2-е, испр. – М.: Изд-во РУНД, 2004

Что такое гликоген и как он влияет на производительность бегуна?

 

• Train For Gain 
• 21 ФЕВРАЛЯ 2017
•  0 КОММЕНТАРИЕВ

• 76
• 3
• 0

Многие бегуны знают, что гликоген необходим для работы мышц, и на этом их знания исчерпываются. Но что же представляет собой гликоген на самом деле? И как он связан с углеводами и глюкозой?

Углеводы или сахариды – это группа органических молекул, которые в зависимости от количества молекул простых углеводов делятся на моносахариды (одна единица), дисахариды (две единицы) и полисахариды (несколько единиц).

Моносахариды и дисахариды также известны как сахара. Глюкоза (сахар в крови) - это важнейший моносахарид, который обеспечивает энергию для сокращения (работы) мышц.

Молекулы глюкозы, соединенные вместе, образуют специфический полисахарид, который называется гликоген. Он хранится в наших мышцах и печени, и распадается на отдельные молекулы глюкозы в мышечных клетках, когда это необходимо для производства энергии.

На основе результатов научных исследований были сделаны некоторые выводы, почему гликоген так важен при выполнении упражнений на выносливость:

• Запасы мышечного гликогена систематически расходуются при нагрузках, составляющих 77 процентов от VО2max;
• Количество гликогена в мышцах в момент истощения близится к нулю;
• Продолжительность работы до отказа напрямую связана с количеством гликогена в мышцах.

В мышцах здорового мужчины, регулярно потребляющего достаточное количество углеводной пищи, может содержаться около 600 г (2400 калорий) углеводов в виде гликогена, еще приблизительно 90 г – в его печени.

Высокоуглеводная диета является ключом к сохранению и увеличению запасов гликогена. Самым простым способом поддерживать его необходимое количество является употребление продуктов с высоким содержанием углеводов (или спортивного питания) в период тяжелых тренировок или соревнований.

Во время соревнований сразу после старта ваши запасы гликогена начинают понемногу истощаться, особенно в течение первого часа, а также при повышении интенсивности. На более поздних этапах гонки в качестве энергии будут использоваться глюкоза в крови и свободные жирные кислоты.

Пополнение запасов гликогена – одна из важнейших задач по окончанию соревнований или продолжительного бега. Исследованиями установлено, что хроническое истощение углеводов снижает производительность во время тяжелых тренировок. Самая высокая скорость восстановления гликогена наблюдается сразу же после завершения нагрузки при употреблении пищи с высоким содержанием углеводов.

Уровень гликогена возвращается к норме в течение 24 часов, если употреблять богатую углеводами пищу сразу же после окончания тренировки и на протяжении дня.

Исследование, опубликованное Бенджамином Рапопортом в Harvard Gazette в 2010 году, показывает, что вероятность достижения эффекта «стены» во время марафона зависит от количества гликогена в мышцах, темпа, размеров тела и мышечной массы.

Эти переменные тесно связаны друг с другом. Например, бег в более высоком темпе сжигает больше гликогена, чем жиров, и это позволяет преодолевать дистанцию быстрее, однако большинство людей не обладает такими запасами. Кроме того, есть фактор, который Рапопорт не принимал во внимание: более поздние исследования выявили, что мозг во избежание полного истощения гликогена заранее дает команду телу снизить скорость движения.

Следующее исследование, опубликованное в Journal of Applied Physiology в 2011, изучало эффект от тренировки при высоких и низких запасах гликогена. Для этого было отобрано 20 велосипедистов, которые были распределены на 2 группы, и использовали одинаковые диеты и тренировочные планы. Первая проводила все свои тренировки с утра натощак, в то время как вторая принимала богатый углеводами завтрак за 90 минут до их ежедневной тренировки, которая состояла из 60-90 минут езды на велосипеде в высоком темпе в первой половине дня.

После шести недель тренировок обе группы показали одинаковое улучшение во время 60-минутного заезда. Тем не менее, в «голодной» группе произошли определенные изменения, которые указывали на то, что их тела более эффективно использовали жир в качестве топлива. Количество ферментов, отвечающих за переработку жиров, было значительно выше, чем у второй группы, кроме того, использование жира в качестве топлива возрастало при увеличении интенсивности. Это позволяет сделать выводы, что участники первой группы могут поддерживать заданный темп при меньших запасах гликогена, что снижает их шансы достичь эффекта «стены».

Если вы хотите избежать этого крайне неприятного состояния во время бега на длинные и сверхдлинные дистанции, рассмотрите возможность включения в свой тренировочный процесс беговые сессии на голодный желудок.

Но более важно - научится правильно питаться до, во время и после гонки. Для этого следует попробовать комбинировать прием различных спортивных напитков и углеводных батончиков во время ваших продолжительных тренировок и подобрать для себя оптимальный вариант.

По материалам сайта runnersconnect.net, home.trainingpeaks.com

Гликоген и глюкоза

 

Гликоген — полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасной углевод человека и животных.

Гликоген является основной формой хранения глюкозы в животных клетках. Откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток (главным образом печени и мышц). Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.

Гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоцитах) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма, при этом гепатоциты способны накапливать до 8 процентов своего веса в виде гликогена, что является максимальной концентрацией среди всех видов клеток. Общая масса гликогена в печени может достигать 100—120 граммов у взрослых.
В мышцах гликоген перерабатывается в глюкозу исключительно для локального потребления и накапливается в гораздо меньших концентрациях (не более 1 % от общей массы мышц), в то же время его общий мышечный запас может превышать запас, накопленный в гепатоцитах.
Небольшое количество гликогена обнаружено в почках, и ещё меньшее — в определённых видах клеток мозга (глиальных) и белых кровяных клетках.

При недостатке в организме глюкозы гликоген под воздействием ферментов расщепляется до глюкозы, которая поступает в кровь. Регуляция синтеза и распада гликогена осуществляется нервной системой и гормонами.

Глюкоза

Немного глюкозы всегда хранится у нас в организме, так сказать, «про запас». Она содержится главным образом в печени и в мышцах в виде гликогена. Однако энергии, полученной от «сгорания» гликогена, у человека среднего физического развития хватает лишь на сутки, и то лишь при очень экономном ее расходовании. Запас этот нужен нам для аварийных случаев, когда подача глюкозы в кровь может неожиданно прекратиться. Для того, чтобы человек перенес это более-менее безболезненно, ему отведены целые сутки для решения проблем с питанием. Это немалый срок, тем более если учесть, что основным потребителем аварийного запаса глюкозы является головной мозг: чтобы лучше думалось, каким образом выйти из кризисной ситуации.

Однако неверно, что у человека, ведущего исключительно размеренный образ жизни, совсем не происходит высвобождение из печени гликогена. Это постоянно случается во время ночного голодания и в промежутках между приемами пищи, когда в крови снижается количество глюкозы. Стоит нам поесть, этот процесс замедляется и гликоген вновь накапливается. Однако уже через три часа после еды гликоген вновь начинает использоваться. И так — вплоть до следующего приема пищи. Все эти непрерывные превращения гликогена напоминают замену консервов на военных складах, когда заканчиваются сроки их хранения: чтобы не залеживались.

В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Способностью усваивать глюкозу обладают все клетки организма животных. В то же время, способностью использовать другие источники энергии — например, свободные жирные кислоты и глицерин, фруктозу или молочную кислоту — обладают не все клетки организма, а лишь некоторые их типы.

Транспорт глюкозы из внешней среды внутрь животной клетки осуществляется путём активного трансмембранного переноса с помощью особой белковой молекулы — переносчика (транспортёра) гексоз.

Многие отличные от глюкозы источники энергии могут быть непосредственно конвертированы в печени в глюкозу — молочная кислота, многие свободные жирные кислоты и глицерин, свободные аминокислоты. Процесс образования глюкозы в печени и отчасти в корковом веществе почек (около 10%) молекул глюкозы из других органических соединений называется глюконеогенезом.

Те источники энергии, для которых не существует пути непосредственного биохимического превращения в глюкозу, могут быть использованы клетками печени для выработки АТФ и последующего энергетического обеспечения процессов глюконеогенеза, ресинтеза глюкозы из молочной кислоты, либо энергообеспечения процесса синтеза запасов полисахарида гликогена из мономеров глюкозы. Из гликогена путём простого расщепления опять-таки легко производится глюкоза.

Получение энергии из глюкозы

Гликолиз — процесс распада одной молекулы глюкозы (C6H12O6) на две молекулы молочной кислоты (C3H6O3) с выделением энергии, достаточной для «зарядки» двух молекул АТФ. Протекает в саркоплазме под воздействием 10 специальных ферментов.

C6H12O6 + 2H3PO4 + 2АДФ = 2C3H6O3 + 2АТФ + 2H2O.

Гликолиз протекает без потребления кислорода (такие процессы называются анаэробными) и способен быстро восстанавливать запасы АТФ в мышце.
Реакции гликолиза

Окисление протекает в митохондриях под воздействием специальных ферментов и требует затрат кислорода, а соответственно и времени на его доставку (такие процессы называются аэробными). Окисление происходит в несколько этапов, сначала идет гликолиз (см. выше), но образовавшиеся в ходе промежуточного этапа этой реакции две молекулы пирувата не преобразуются в молекулы молочной кислоты, а проникают в митохондрии, где окисляются в цикле Кребса до углекислого газа СО2 и воды Н2О и дают энергию для производства еще 36 молекул АТФ. Суммарное уравнение реакции окисления глюкозы выглядит так:

C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38H3PO4 = 6CO2 + 44H2О + 38АТФ.

Итого распад глюкозы по аэробному пути дает энергию для восстановления 38 молекул АТФ. То есть окисление в 19 раз эффективнее гликолиза.

Метод суперкомпенсации гликогена.

Однажды, просматривая бодибилдерскую прессу, я наткнулся на одну интересную статью Яна Мэттьюза, в которой этот специалист рассказывал о своем опыте восстановления после травмы грудной мышцы. Тема восстановления после травмы в тот период была весьма для меня актуальной – я не тренировался уже два месяца из-за воспаления связок плечевого сустава.

Но не собственно методика построения тренировочного процесса в восстановительный период заинтересовала меня более всего – внимание привлек примененный автором несколько раз на протяжении процесса восстановления метод суперкомпенсации гликогена. Собственно, подобный метод, называемый «углеводной разгрузкой/загрузкой» хорошо известен, и применяется, как правило, в предсоревновательный период. Мэттьюз поставил этот метод на службу набору мышечной массы.
Что такое гликоген и зачем он нам нужен?

Начнем отвечать на этот вопрос с рассмотрения не собственно гликогена, а АТФ – аденозинтрифосфата. АТФ – основной источник энергии для нашего организма. Этого вещества, однако, у нас не так уж и много, для полного исчерпания его запасов требуется буквально несколько секунд. Для того, чтобы восполнить запасы АТФ, организм обращается к креатин фосфату, но и его у нас не так уж и много. Уровни АТФ и креатин фосфата называются фосфагенной системой. Фосфагенная система обеспечивает очень интенсивную работу мышц (к примеру, во время спринтерского бега), но лишь на протяжении 8-10 секунд. Далее наступает черед гликогена.

Гликоген – цепочка молекул глюкозы – может запасаться в мышцах и в печени. Последний нас не особенно интересует, потому что способности печени к накоплению гликогена, в общем-то, не подлежат увеличению. Сколько гликогена запасают в норме мышечные волокна? Ответ на этот вопрос зависит от веса конкретного человека и, следовательно, от его потребности в энергии. В норме на 100 г мышечных волокон приходится 1,5-2 г гликогена. Организм постоянно тяжело тренирующегося атлета способен увеличивать способности к накоплению и хранению гликогена, уровень запасов можно довести до отметки 3,5-4 г гликогена на 100 г скелетных мышц. Не следует забывать, что один грамм гликогена «притягивает» приблизительно 2,7 г воды. Таким образом, увеличение способности организма к накоплению гликогена может дать очень существенную прибавку в массе.
Длинный путь

Ян Мэттьюз предложил 10-дневный цикл гликогенной «разгрузки-загрузки». На протяжении первых девяти дней происходит постепенное снижение количества потребляемых углеводов, в «загрузочный» же день рацион состоит только из углеводной пищи.

День 1 – 120 г протеина, 350 г углеводов, 70 г жиров

День 2 – 160 г протеина, 300 г углеводов, 70 г жиров

День 3 – 200 г протеина, 250 г углеводов, 70 г жиров

День 4 – 240 г протеина, 200 г углеводов, 70 г жиров

День 5 – 280 г протеина, 150 г углеводов, 70 г жиров

День 6 – 320 г протеина, 100 г углеводов, 70 г жиров

День 7 – 360 г протеина, 90 г углеводов, 70 г жиров

День 8 – 360 г протеина, 80 г углеводов, 70 г жиров

День 9 – 360 г протеина, 80 г углеводов, 70 г жиров

День 10 – 600 г углеводов (в этот день тренировка исключается)

Интересен не только сам цикл, но и то, что в день гликогенной «загрузки» рацион состоит исключительно из углеводов, и не просто углеводов, а, в основном, из фруктозы, получаемой из соков. Необходимость составления рациона в основном из жидких углеводов Мэттьюз обосновывает их более легкой усвояемостью и тем, что организму легче запасать гликоген, синтезируемый из фруктозы.

За первый такой цикл Ян набрал 18 фунтов (чуть более восьми кг) массы, причем практически всю ее можно считать именно мышечной, так как произошло утолщение мышечных волокон за счет накопления в них большего количества гликогена. Последующие циклы, впрочем, уже не давали столь впечатляющих результатов.

Надо отметить, что во время гликогенной «разгрузки» Мэттьюз проводил тренировки средней интенсивности (4 тренировочных сессии в неделю), в день «загрузки» не тренировался совсем.
Путь короткий

В ходе тренировки (аэробной либо анаэробной) запасы гликогена в организме также существенно понижаются. Логичным было бы попробовать исчерпать их до предела и сразу по окончанию тренировки провести мощную «загрузку» гликогеном. Посмотрим, возможно ли это, и к чему такой короткий путь может привести.

Аэробная тренировка вовлекает в работу, в основном, мышечные волокна типа I, а эти волокна, как правило, используют в качестве топлива триглицериды, способность к хранению гликогена у них крайне низка (хотя и пренебрегать ею также нельзя). Зато аэробный тренинг способен практически полностью исчерпать гликоген, запасаемый в печени.

Анаэробный тренинг «идет другим путем» – здесь в работу вовлекаются, в основном, мышечные волокна типа IIa и IIb, которые как раз и служат основными «хранителями» гликогена. Проблема состоит в том, что опустошить эти «хранилища» практически невозможно, не исчерпав предварительно гликоген, запасенный в печени. Так что – традиционный велотренажер со следующим за ним тренингом с отягощением?

Не совсем так. Можно использовать и аэробную сессию, но только не совсем обычную. Наиболее быстро и полно извлекает гликоген из печени крайне интенсивная аэробная нагрузка. Идеальный вариант – скоростной бег в гору. Можно пойти и другим путем, поставив в начало тренинга, задействующего мышцы верхней половины тела, 2-3 сета упражнений на ноги. Лучшее из таких упражнений – приседания со штангой на груди, хотя лично я предпочитаю обратные приседы в гакк-машине. Соль в том, что вес отягощения должен быть совсем небольшим, а само упражнение должно выполняться в максимально возможном темпе. Число повторений – 20-30 (чем больше, тем лучше).

Такая подготовка не только опустошает печень, но и интенсифицирует кровообращение, что нам также понадобится в дальнейшем.
Инсулин в качестве помощника

Не менее логичным было бы использовать в качестве помощника в процессе накопления гликогена хорошо нам известный инсулин. Действительно, этот гормон существенно ускоряет доставку глюкозы (а попутно – и аминокислот) в мышцы, синтез гликогена и депонирование его как в печени, так и в мышцах. Однако здесь есть несколько трудностей. Слишком раннее «включение» инсулина в работу не позволит полностью исчерпать гликоген в печени – инсулин тормозит процесс высвобождения гликогена из печени в кровь. Слишком позднее сведет, в определенной степени, на нет помощь, которую инсулин может оказать в восстановлении содержимого «гликогенных депо».

Следующая трудность состоит в том, что во время тяжелой анаэробной тренировки и так происходит существенное снижение уровня глюкозы в крови. Инсулин способен этот уровень загнать туда, откуда можно будет вернуться только с помощью принудительного внутривенного введения глюкозы. Так что здесь нужна предельная осторожность.

Для начала нужно постараться точно определить (желательно с точностью до пяти минут), когда начинает действовать выбранный вами инсулин (применяются только инсулины короткого и ультракороткого действия). Еще раз напоминаю: физические упражнения существенно понижают уровень сахара в крови, и гипогликемия наступит быстрее, нежели в спокойном состоянии. Затем определите дозировку: она должна быть примерно в 2,5-3 раза ниже, нежели ваша обычная доза инсулина. Лучше начинать с меньших значений и постепенно двигаться вверх. Посвятите выяснению временного интервала и дозировки одну, желательно легкую, тренировку.

Произведите инъекцию инсулина так, чтобы он начал действовать не раньше, чем за 5-10 минут до конца тренировочной сессии. При наступлении признаков гипогликемии, немедленно «погасите» ее, выпив 0,5 л натурального фруктового сока и приняв 10-12 г аминокислот. Через некоторое время (15-20 минут) повторите прием сока и аминокислот. Затем проделайте эту процедуру еще раз. Всего вы должны влить в себя не менее 1,5 л сока и принять порядка 30 г аминокислот.
Заключение

Суперкомпенсация гликогена – не просто интересный метод. Он способен дать реальную прибавку в мышечной массе в короткие сроки. Каким из путей идти – длинным или коротким – решать вам. Не забывайте только, что короткий путь может быть небезопасным, и что на него лучше ступать под пристальным наблюдением если не врача, то хотя бы партнера по тренингу, который может быстро оказать первую помощь при гипогликемии.

Если вам будет недостаточно приседаний в начале тренировки для исчерпания запасов гликогена в печени, используйте аэробную нагрузку – велотренажер или беговую дорожку. Не забывайте только, что аэробная нагрузка должна быть весьма интенсивной. Интенсивной должна быть и сама тренировка, сведите к минимуму время отдыха между сетами. Попробуйте метод кругового тренинга. Пробуйте, экспериментируйте, и да сопутствует вам удача!

Метод суперкомпенсации гликогена

Что такое гликоген и зачем он нам нужен?

Начнем отвечать на этот вопрос с рассмотрения не собственно гликогена, а АТФ – аденозинтрифосфата. АТФ – основной источник энергии для нашего организма. Этого вещества, однако, у нас не так уж и много, для полного исчерпания его запасов требуется буквально несколько секунд. Для того, чтобы восполнить запасы АТФ, организм обращается к креатин фосфату, но и его у нас не так уж и много. Уровни АТФ и креатин фосфата называются фосфагенной системой. Фосфагенная система обеспечивает очень интенсивную работу мышц (к примеру, во время спринтерского бега), но лишь на протяжении 8-10 секунд. Далее наступает черед гликогена.

Гликоген – цепочка молекул глюкозы – может запасаться в мышцах и в печени. Последний нас не особенно интересует, потому что способности печени к накоплению гликогена, в общем-то, не подлежат увеличению. Сколько гликогена запасают в норме мышечные волокна? Ответ на этот вопрос зависит от веса конкретного человека и, следовательно, от его потребности в энергии. В норме на 100 г мышечных волокон приходится 1,5-2 г гликогена. Организм постоянно тяжело тренирующегося атлета способен увеличивать способности к накоплению и хранению гликогена, уровень запасов можно довести до отметки 3,5-4 г гликогена на 100 г скелетных мышц. Не следует забывать, что один грамм гликогена «притягивает» приблизительно 2,7 г воды. Таким образом, увеличение способности организма к накоплению гликогена может дать очень существенную прибавку в массе.

Длинный путь

Ян Мэттьюз предложил 10-дневный цикл гликогенной «разгрузки-загрузки». На протяжении первых девяти дней происходит постепенное снижение количества потребляемых углеводов, в «загрузочный» же день рацион состоит только из углеводной пищи.

День 1 – 120 г протеина, 350 г углеводов, 70 г жиров
День 2 – 160 г протеина, 300 г углеводов, 70 г жиров
День 3 – 200 г протеина, 250 г углеводов, 70 г жиров
День 4 – 240 г протеина, 200 г углеводов, 70 г жиров
День 5 – 280 г протеина, 150 г углеводов, 70 г жиров
День 6 – 320 г протеина, 100 г углеводов, 70 г жиров
День 7 – 360 г протеина, 90 г углеводов, 70 г жиров
День 8 – 360 г протеина, 80 г углеводов, 70 г жиров
День 9 – 360 г протеина, 80 г углеводов, 70 г жиров
День 10 – 600 г углеводов (в этот день тренировка исключается)

Интересен не только сам цикл, но и то, что в день гликогенной «загрузки» рацион состоит исключительно из углеводов, и не просто углеводов, а, в основном, из фруктозы, получаемой из соков. Необходимость составления рациона в основном из жидких углеводов Мэттьюз обосновывает их более легкой усвояемостью и тем, что организму легче запасать гликоген, синтезируемый из фруктозы.

За первый такой цикл Ян набрал 18 фунтов (чуть более восьми кг) массы, причем практически всю ее можно считать именно мышечной, так как произошло утолщение мышечных волокон за счет накопления в них большего количества гликогена. Последующие циклы, впрочем, уже не давали столь впечатляющих результатов.
Надо отметить, что во время гликогенной «разгрузки» Мэттьюз проводил тренировки средней интенсивности (4 тренировочных сессии в неделю), в день «загрузки» не тренировался совсем.

Гликоген и выносливость

 

Гликоген – это «законсервированная форма» углеводов, которые используются, когда нам требуется энергия для тренировки. Тем не менее, как оказалось, это вещество дает нам гораздо большее. Ученые обнаружили, что оно выполняет еще одну функцию, которая непосредственно влияет на выносливость и может стать революционным способом достижения максимальной производительности во время заезда.

К тому же, гликоген играет немаловажную роль в урегулировании метаболических процессов, взаимодействуя с особым видом белков в клетках, меняя их деятельность. Один из ферментов, деятельность которого он затрагивает, называется AMPK. Он сильно влияет на степень выносливости нашего организма. Когда белок активирован, он является катализатором наращивания митохондрий в мышцах.

Митохондрии – это энергетические станции клеток, выделяющие силу и энергию. Они создают большую часть энергии, которую производят наши мышцы во время езды на велосипеде. Таким образом, чем лучше налажен метаболизм и, следовательно, способность клеток принимать сигналы, тем больше активизируется AMPK. В результате мышцы получают больше митохондрий, а наш организм – потенциал для производства анаэробной энергии.

Эта информация была бы просто интересной, а не полезной, если бы не один момент. Ученые узнали, что сигнальные функции нашего организма могут быть улучшены путем тренировок в то время, когда наши запасы гликогена настолько низки, что имеют радикальный разрыв со средней нормой.

Как низкий уровень гликогена влияет на производительность

Как правило, спортсмены всех уровней обучения за два-три часа до важного заезда питаются пищей, богатой углеводами, обеспечивая полный запас гликогена в организме.

Но если целенаправленно манипулировать его уровнем во время тренировок и снизить потребление углеводов до 33%, это приведет к повышению сигнальной функции организма, увеличению количества митохондрий и наращиванию мышечной массы.

«Точное количество и механизм работы все еще изучаются, но уже было найдено несколько способов», - говорят ученые.

Проведение тренировок с низким уровнем гликогена в организме обеспечивает телу дополнительную нагрузку, а оно, в свою очередь, производит больше адреналина. В результате организм приспосабливается, и, чтобы снизить давление большого количества адреналина, увеличивает анаэробный порог.

Как «приручить» сигнальную функцию организма

Учеными уже создан комплекс тренировок, специально разработанный с целью увеличения сигнальных функций организма до требуемого уровня. Идея заключается в целенаправленном снижении уровня гликогена и проведении интенсивных упражнений в этом состоянии.

• Перед тренировкой подкрепитесь низкоуглеводной пищей, затем приступайте к занятиям. Тренируйтесь 45-60 минут с низкой интенсивностью. То есть от вас требуется устойчивая скорость езды на велосипеде на уровне примерно 70% от вашего максимального аэробного порога (вы дышите через нос с закрытым ртом).
• После того, как ваш уровень гликогена будет достаточно истощен, переключитесь на жесткие 5-минутные интервалы с 1 минутой отдыха между ними. Продолжайте до полного истощения.

Такая тренировка наиболее эффективно улучшит сигнальные функции вашего тела.

Согласно исследованиям, высокоинтенсивная тренировка активирует AMPK с большей скоростью. К тому же, этот эффект увеличивается при низком уровне гликогена в организме. Таким образом, это упражнение вдвойне эффективно.

Короткие и длительные заезды

Прежде чем приступать к «гликогенным» тренировкам, необходимо понять, нужно ли это вам вообще. Например, если вы ездите исключительно на треке и для вас гонка длится не более часа, этот вид обучения для вас будет совершенно неэффективен, так как эта тренировка предусматривает увеличение выносливости исключительно в длительных заездах.

Причина этого парадокса кроется в том, что улучшение сигнальной функции гликогена увеличивает энергоэффективность на более медленных скоростях, когда вы еще не достигли максимального аэробного порога и сжигаете так много жира, насколько это возможно. Часовые гонки на короткие расстояния требуют высоких скоростей, а это значит, что ваше тело будет быстро сжигать большое количество углеводов, поэтому сигнальные функции гликогена не будут играть здесь большой роли.

Но заезды на дальние дистанции, например, этапы на многодневках, где нужно жать на педали изо дня в день, будут проходить для вас гораздо более эффективно после серии тренировок с низким уровнем гликогена.

Максимальную выгоду приносят только тренировки на выносливость

Важно отметить, что манипуляции с гликогеном будут эффективными лишь при тренировках, направленных на выносливость организма. Поэтому нет смысла проводить их в среднем темпе, усталом или стрессовом состоянии.

источник

Мышечный гликоген

Мышечный гликоген многие стремятся понижать для повышения эффективности ЖЖ (особенно это актуально для низкоуглеводных, КЕТО и прочих подобных диет).

Учеными установлено, что при нормальной диете, у нетренирующегося индивидуума кол-во мышечного гликогена
около 80-100 ммоль/кг.
У тренирующегося атлета уже около 110-130 ммоль/кг (1), а углеводная загрузка (с предварительным истощением мышечного гликогена) у тренированного атлета, может позволить достигать до 175-190 ммоль/кг.

Наиболее эффективно ЖЖ начинает продвигаться когда мышечный гликоген находится в "коридоре" (около)
50-70 ммоль/кг мышечного гликогена (общего) (2,3) .

Если опускаться ниже 40 ммоль/кг, то ухудшается физическая работоспособность, "включается" процесс неоглюкогенезиса, т.о. ниже указанного предела опускать (истощать) кол-во гликогена не стоит, т.к. идет существенный ущерб для мышц.

Есть несколько исследований, которые позволяют сложить примерное представление о степени и продолжительности силовой физнагрузки, необходимой для достижения того или иного уровня мышечного гликогена (это усредненные цифры для веса в районе 70% от 1ПМ).

Учеными было установлено, что при использовании веса в 70% от 1ПМ (повторный максимум), за 45 секунд истощается в районе 15,7 ммоль/кг мышечного гликогена (общего), т.е. за один повтор расходуется в районе 1,3 ммоль/кг, или 0,35 ммоль/кг за одну секунду выполнения упражнения.

Опираясь на данные цифры можно вычислить, кол-во необходимых повторений и/или необходимого времени под нагрузкой для истощения того или иного кол-ва мышечного гликогена.

Пример:

Допустим, у нас после углеводной загрузки в теле скопилось порядка 150 ммоль/кг гликогена.

Чтобы, выйти на значение в 70 ммоль/кг мышечного гликогена (общего), нам нужно будет израсходовать 80 ммоль/кг.

Берем эту цифру (80 ммоль/кг) и

для кол-ва необходимого кол-ва повторений: 80 ммоль/кг делим на 1,3 (ммоль/кг/повтор) получаем (=) 61 повторение

для определения времени под нагрузкой: 80 ммоль/кг делим на 0,35 (ммоль/кг/сек) = 228 секунд общего установленного времени.

Если брать в расчет, что среднее установленное время равно 45 секунд (10-12 повторений на 4 секунды на повторение), то при такой интенсивности, для истощения заданных 80 ммоль/кг гликогена потребует около 5-6 подходов (по 10-12 повторений) на каждую часть тела.

Ниже схематичная таблица описанного выше (это переведенная мною таблица из книги The Ketogenic Diet by Lyle McDonald)
[там есть описки, должно быть ммоль, вместо моль, а также время выполнения идет суммарно на все подходы, по сути это просто 40-45*количество подходов в следующем столбце. А эту статью вы читаете в группе изнанка фитнеса]

Ниже привожу ссылки на сами исследования:

1. Ivy J. Muscle glycogen synthesis before and after exercise. Sports Medicine (1991) 11: 6-19.
2. Phinney SD et. al. The human metabolic response to chronic ketosis without caloric restriction: physical and biochemical adaptations. Metabolism (1983) 32: 757-768.
3. Phinney SD et. al. The human metabolic response to chronic ketosis without caloric restriction: preservation of submaximal exercise capacity with reduced carbohydrate oxidation.
Metabolism (1983) 32: 769-776.
4. Lemon PR and Mullin JP. Effect of initial muscle glycogen level on protein catabolism during
exercise. J Appl Physiol (1980) 48: 624-629.
5. Zachweija JJ et. al. Influence of muscle glycogen depletion on the rate of resynthesis. Med Sci
Sports Exerc (1991) 23: 44-48.
6. Price TB et. al. Human muscle glycogen resynthesis after exercise: insulin-dependent and -
independent phases. J Appl Physiol (1994) 76: 104-111.
7. Yan Z et. al. Effect of low glycogen on glycogen synthase during and after exercise. Acta
Physiol Scand (1992) 145: 345-352.

UPD.

Количество углеводов для загруза от 1,5 гр/ кг сухой массы в 5-ти часовой рефид до 7 гр на фунт (около 15 на кг) сухой массы

Ultimate Diet 2.0: 12-16 гр/кг сухого веса (причем, не важно 24 часа загруз или 36 часов).

Ketogenic Diet: первые сутки 8-10 гр/кг сухого веса, вторые сутки 5 гр/кг.

Обмен глюкозы и гликогена в мышечных волокнах

● Вкратце о главном

Глюкоза поступает в мышцы по инсулин - зависимому пути. Необходимость организма в глюкозе особенно возникает во время физической нагрузки.

● Полная статья

Скелетные мышцы получают глюкозу в результате гликогенолиза или из крови. Глюкоза может храниться в виде гликогена в количестве до 4~5% от сырой массы мышечной ткани.

Гликоген - это основной источник глюкозы во время физических упражнений средней и высокой интенсивности; его уровень является ограничивающим фактором в продолжительности таких нагрузок, как марафон. Уровень гликогена и глюкозы лучше всего описываются экспоненциальной функцией от интенсивности упражнений, но для гликогена кривизна больше, чем для глюкозы.

Мышцы получают глюкозу из крови по инсулин-зависимому пути. Физическая нагрузка повышает чувствительность скелетной мышцы к инсулину. Во время упражнений также повышается потребление глюкозы мышцами в результате вызванного сокращением повышения в проницаемости мембран для глюкозы, а также за счет повышения активности обменных процессов.

Было показано, что потребление глюкозы может повышаться под действием других регуляторных механизмов, таких как высокий уровень гликогенолиза или повышенная концентрация гликогена в состоянии покоя.

Потребление глюкозы во время физической нагрузки также может понижаться за счет повышения концентрации свободных жирных кислот, хотя среди ученых еще нет однозначного мнения по этому вопросу. Уровень мышечных транспортеров глюкозы, таких как GLUT4 (важный ограничивающий фактор расхода глюкозы), и активность гликогенсинтазы повышаются в ответ на нагрузки.

Однако повышенный уровень GLUT4 не обязательно означает большее потребление глюкозы. Кроме того, адаптация к аэробной работе на генетическом уровне и фенотипические адаптации к кратковременной и длительной физической деятельности определяют баланс расхода веществ во время интенсивной физической нагрузки.

Источник: «Спортивная энциклопедия систем жизнеобеспечения».

Про взаимосвязь истощения мышечного гликогена и физической нагрузки.

● Вкратце о главном.

Мышечный гликоген многие стремятся понижать для повышения эффективности жиросжигания (особенно это актуально для низкоуглеводных, КЕТО и прочих подобных диет). В данной статье мы рассмотрим, истощение гликогена в зависимости от физической нагрузки.

● Полная статья.

Учеными установлено, что при нормальной диете, у не тренирующегося индивидуума кол-во мышечного гликогена около 80-100 ммоль/кг.

У тренирующегося атлета уже около 110-130 ммоль/кг, а углеводная загрузка (с предварительным истощением мышечного гликогена) у тренированного атлета, может позволить достигать до 175-190 ммоль/кг.

Наиболее эффективно жиросжигание начинает продвигаться когда мышечный гликоген находится в "коридоре" (около) 50-70 ммоль/кг мышечного гликогена (общего) (2,3) .

Если опускаться ниже 40 ммоль/кг, то ухудшается физическая работоспособность, "включается" процесс неоглюкогенезиса, т.о. ниже указанного предела опускать (истощать) кол-во гликогена не стоит, т.к. идет существенный ущерб для мышц.

Есть несколько исследований, которые позволяют сложить примерное представление о степени и продолжительности силовой физнагрузки, необходимой для достижения того или иного уровня мышечного гликогена (это усредненные цифры для веса в районе 70% от 1ПМ).

Учеными было установлено, что при использовании веса в 70% от 1ПМ (повторный максимум), за 45 секунд истощается в районе 15,7 ммоль/кг мышечного гликогена (общего), т.е. за один повтор расходуется в районе 1,3 ммоль/кг, или 0,35 ммоль/кг за одну секунду выполнения упражнения.

Опираясь на данные цифры можно вычислить, кол-во необходимых повторений и/или необходимого времени под нагрузкой для истощения того или иного кол-ва мышечного гликогена.

Пример:

Допустим, у нас после углеводной загрузки в теле скопилось порядка 150 ммоль/кг гликогена. Чтобы, выйти на значение в 70 ммоль/кг мышечного гликогена (общего), нам нужно будет израсходовать 80 ммоль/кг.

Берем эту цифру (80 ммоль/кг) и для кол-ва необходимого кол-ва повторений: 80 ммоль/кг делим на 1,3 (ммоль/кг/повтор) получаем (=) 61 повторение. Для определения времени под нагрузкой: 80 ммоль/кг делим на 0,35 (ммоль/кг/сек) = 228 секунд общего установленного времени.

Если брать в расчет, что среднее установленное время равно 45 секунд (10-12 повторений на 4 секунды на повторение), то при такой интенсивности, для истощения заданных 80 ммоль/кг гликогена потребует около 5-6 подходов (по 10-12 повторений) на каждую часть тела.

Ниже схематичная таблица описанного выше.

Автор: Лайл МакДональд

Гликоген

Гликоген — полисахарид, образованный остатками глюкозы, является основной формой хранения глюкозы в животных клетках. Откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток, главным образом печени и мышц. При недостатке в организме глюкозы гликоген под воздействием ферментов расщепляется до глюкозы, которая поступает в кровь.
 

Ночное голодание и гликоген.

 

Очередной спор в интернетиках сподвиг найти пруфы:

Joslin's Diabetes Mellitus: Edited by C. Ronald Kahn... [et Al.].

Т.е. даже через 15 часов после последнего приёма пищи, у нас остаётся ещё половина запаса гликогена в печени. Даже сутки голодания не истощают этот запас. А если вы часов в 8 вечера поели, и в 6 утра побежали, то 4/5 запаса с вами.