Питание и гликоген в мышцах: продолжаем тему выносливости (часть 6)

Питание и гликоген в мышцах: продолжаем тему выносливости (часть 6)

Питание и гликоген в мышцах

Друзья, мы идём дальше по вопросу влияния гликогена на повышение выносливости у спортсменов. Сегодня самыми умными словами написано о питании и гликогене в мышцах. Так же сообщаю, что материал создан на основании статей, опубликованных в Библиотеке международной спортивной информации. Все ссылки будут опубликованы в завершении постов, посвященных общей теме «Роль гликогена в повышении выносливости спортсменов». 

 

Содержание углеводов в скелетных мышцах человека составляет около 350 ммоль-кг-1 смт. Так, например, увеличение потребления углеводов с 55 % общего энергопотребления до 80-90 % способствовало увеличению концентрации гликогена в мышцах приблизительно только на 50 ммоль кг-1 смт. Есть основания полагать, что связано это со снижением регуляторной активности мембранного глюкозотранспортного белка и гликогенсинтетазы в условиях адекватного углеводного обеспечения. Фосфорилирование глюкозы в период пищеварения обеспечивается свойствами глюкокиназы, которая имеет высокое значение Кm-10 ммоль/л. В этот период концентрация глюкозы и может превышать 10 ммоль/л, а следовательно, активность глюкокиназы повышается. Следует отметить, что активность глюкокиназы, в отличие от гексокиназы, не ингибируется продуктом катализируемой реакции — глюкозо-6-фосфатом. Это обстоятельство обеспечивает повышение концентрации глюкозы в клетке в фосфорилированной форме, соответственно её уровню в крови [31].

Глюкоза, как полагает ряд авторов, проникает в гепатоциты путём облегчённой диффузии при участии транспортёра ГЛЮТ-2 (независимого от инсулина). ГЛЮТ-2, так же, как глюкокиназа, имеет высокую Кm, что способствует повышению скорости поступления глюкозы в гепатоциты в период пищеварения, следовательно, ускоряет её фосфорилирование и дальнейшее использование для депонирования. Хотя инсулин и не влияет на транспорт глюкозы, он усиливает приток глюкозы в гепатоциты в период пищеварения косвенным путём, индуцируя синтез глюкокиназы и ускоряя тем самым фосфорилирование глюкозы [32].

Преимущественное потребление глюкозы гепатоцитами, обусловленное свойствами глюкокиназы, предотвращает чрезмерное повышение её концентрации в крови в абсорбтивном периоде. Это, в свою очередь, снижает последствия протекания нежелательных реакций с участием глюкозы, например гликозилирования белков. Аналогично 3-4-дневное голодание мало влияло на запасы гликогена в мышцах.

Питание и гликоген в мышцах

Ранее было показано, что комбинациями гликогенного истощения и высокоуглеводной диеты можно существенно влиять на запасы мышечного гликогена. Наиболее распространенный метод восстановления гликогена представляет собой несколько дней углеводного истощения (очень низкое содержание углеводов в пище) сопровождаемого несколькими днями углеводной загрузки (высокоуглеводная диета). Известный как углеводная загрузка, этот метод используется марафонцами. Цель загрузки карбогидратами состоит в том, чтобы «накачать» максимальное количество гликогена в ткани мускула и таким образом обеспечить его максимальную работоспособность. Атлеты видов спорта на выносливость могут получить преимущества от загрузки углеводами на основании существенного биологического увеличения мощности мышц из-за резкого увеличения количества гликогена после его истощения [33].

Так, оказалось, что после гликогенистощающих физических нагрузок эти запасы можно увеличить до супранормального уровня (около 900 ммолькг-1 смт) путем потребления высокоуглеводной пищи в дни после предшествовавших нагрузок. Оказалось также, что ресинтез гликогена наиболее быстро протекает в первые часы после выполненной физической работы, что, вероятно, связано с активацией мышечной гликогенсинтетазы, механизмы регуляции которой полностью не изучены.

Было также продемонстрировано, что суперкомпенсация запасов мышечного гликогена происходит лишь в работавших группах мышц. В дальнейших исследованиях удалось установить тесную взаимосвязь между характером потребляемой перед физическими нагрузками пищей, уровнем запасов гликогена в мышцах и физической работоспособностью. При пищевом рационе с высоким содержанием углеводов (более 70% суточного калоража) этот процесс ускоряется — уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значительно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и в печени продолжает увеличиваться [34].

Содержание гликогена в мышцах вначале изменяли путем применения различной изоэнергетической диеты вслед за истощающими физическими нагрузками, после которых испытуемые выполняли на велоэргометре мышечную работу с мощностью, эквивалентной 75 % VO2max до отказа. Перед первым тестом на выявление уровня выносливости испытуемые питались обычной смешанной пищей, перед вторым — с ограниченным содержанием углеводов и перед последним — с повышенным содержанием углеводов. В среднем концентрация мышечного гликогена после выполнения физических упражнений в каждом из приведенных выше случаев составила соответственно 495, 176 и 953 ммоль- кг-1 смт. Другими словами, под влиянием диеты с ограниченным содержанием углеводов концентрация гликогена снизилась на 65 %, а под влиянием высокоуглеводной пищи — увеличилась на 95 % [35].

Установлена тесная корреляционная взаимосвязь между дорабочей концентрацией гликогена в мышцах и предельным временем физической нагрузки. Отказ от работы всегда совпадал с истощением запасов гликогена в мышцах независимо от особенностей предшествующего питания. Так, после приема пищи с ограниченным содержанием углеводов предельное время выполнения мышечной работы сократилось до 59 мин (на 55 %), а после обогащенной диеты — увеличилось до 180 мин (на 50 %). По-видимому, в последнем случае увеличение времени выполнения велоэргометрического упражнения произошло за счет удвоения в мышцах дорабочего запаса гликогена. Утилизация мышечного гликогена, как правило, ускоряется тогда, когда запасы его повышаются путем манипулирования физическими нагрузками и питанием.

гликоген в мышцах

Установлено, что когда прием пищи с высоким содержанием СНО происходит после физической работы, то скорость ресинтеза мышечного гликогена в течение первых нескольких часов восстановительного периода примерно на 25 % выше в волокнах типа I. Затем эта скорость начинает снижаться, однако в волокнах типа II она продолжает поддерживаться, в связи с чем через 24 часа концентрация гликогена в обоих типах волокон становится одинаковой.

Указанные различия в скорости ресинтеза гликогена в волокнах в начале восстановительного периода связаны с различиями в них скорости транспорта глюкозы через мембрану, которая лимитируется степенью насыщения последней связанным с мембраной инсулинзависимым переносчиком глюкозы (ГЛУТ4).  Это позволило предположить существование инсулинзависимой и инсулиннезависимой фаз ресинтеза гликогена [36].