Что ограничивает беговую производительность?
Иначе, является ли беговая выносливость всего лишь игрой в поддержание уровня глюкозы в крови?
Потребовалось 7 лет, чтобы подготовить необходимые для этого исследования компоненты. Это исследование является первым контролируемым рандомизированным, нацеленным на проверку того, улучшают ли углеводы производительность упражнений (что, несомненно, так и есть), либо за счет уеличения содержания гликогена в мышцах до начала упражнений (в этом случае гликоген в мышцах является обязательным топливом для работоспособности во время упражнений), либо за счет предотвращения истощения небольшого запаса глюкозы в печени и кровотоке, что приводит к гипогликемии (в этом случае уровень глюкозы в крови играет обязательную роль во время упражнений, предотвращая мозговую дисфункцию, ту самую марафонскую стену).
На протяжении длительного времени высокоуглеводные диеты считаются золотым стандартом для обеспечения выносливости. Во многом, благодаря эффекту / способности оптимизировать запасы гликогена в мышцах.
Однако рост популярности низкоуглеводных диет с высоким содержанием жиров породил множество дискуссий о том, действительно ли атлетам, для выносливости, необходимо большое количество углеводов, чтобы достигнуть наилучших результатов. Сторонники низкоуглеводных диет утверждают, что адаптация к жиру может повысить выносливость за счёт усиления окисления жиров.
Критики утверждают, что снижение уровня гликогена снижает производительность при длительных высокоинтенсивных нагрузках. К этой полемике добавляются вопросы о приеме углеводов во время тренировок, в частности, о том, может ли минимальное потребление углеводов обеспечить повышение производительности, или же для поддержания уровня энергии и замедления момента наступления усталости необходимо более высокое их потребление.
Чуть больше года назад вышло исследование, которое поставило под сомнение традиционные представления о роли углеводов. Результаты показали, что кетогенная диета (низкоуглеводное питание с высоким содержанием жиров и умеренным количеством белка) совместима с высокоинтенсивными физическими нагрузками и может обладать дополнительными метаболическими преимуществами.
Одним из наиболее интересных результатов этого исследования стало изменение так называемой «точки пересечения» — интенсивности упражнений, при которой энергетические потребности организма обеспечиваются большей долей глюкозы, чем жиров/липидов. Традиционно, точка пересечения достигается при интенсивности упражнений от 60% до 70% от максимального уровня потребления кислорода, при этом максимальное окисление жиров происходит где-то в этом диапазоне. У участников, адаптированных к низкоуглеводной диете, точка пересечения наступала гораздо позже, а максимальное окисление жиров достигалось при интенсивности упражнений выше 85% от максимальной.
Что это значит?
Адаптация к низкоуглеводной диете изменяет способ использования организмом углеводов и жиров во время физических упражнений. Тот факт, что это происходит в контексте поддержания работоспособности при высокоинтенсивных физических нагрузках, ставит под сомнение необходимость высокого уровня углеводов в рационе или, по крайней мере, необходимость наличия мышечного гликогена, для поддержания работоспособности.
Начало тренировки с пониженным содержанием гликогена в мышцах и печени, что характерно для низкоуглеводной или кетогенной диеты, неизбежно снизит эффективность длительных тренировок на выносливость.
Согласно результатам нового исследования, мышечный гликоген может не быть обязательным источником энергии во время тренировок на выносливость, как считалось ранее. Скорее, всё дело в достаточном уровне глюкозы в крови.
Теперь та же исследовательская группа опубликовала ещё одно исследование, снова бросающее вызов диетическим догмам. В нём рассматривается несколько ключевых вопросов, лежащих в основе стратегий повышения выносливости: действительно ли истощение запасов гликогена настолько критично для утомления, как это традиционно считается? Могут ли атлеты одинаково продуктивно выступать на низкоуглеводных и высокоуглеводных диетах при адекватной адаптации? И насколько эффективен минимальный приём углеводов во время длительных тренировок?
Исследование преследовало три основные цели:
Оценить, различаются ли показатели выносливости (время до наступления истощения при 70% от максимального потребления кислорода) у атлетов, адаптированных к низкоуглеводной и высокоуглеводной диетам в течение шести недель.
Определить влияние приема углеводных добавок во время тренировки на показатели выносливости при обоих режимах питания.
Это включало исследование того, может ли минимальное потребление углеводов (10 граммов в час) во время тренировки повысить работоспособность и смягчить вызванную физической нагрузкой гипогликемию, независимо от привычного рациона атлета.
Изучение динамики адаптации метаболизма и работоспособности к низкоуглеводным и высокоуглеводным диетам, уделяя особое внимание их влиянию на показатели выносливости.
В исследовании участвовала группа здоровых, тренированных атлетов, занимающихся видами спорта на выносливость, с большим опытом длительных тренировок (триатлон). Случайным образом им была назначена либо низкоуглеводная (НУ), либо высокоуглеводная (ВУ) диета, сроком на 6 недель каждая, после двухнедельного транзитного периода они переходили на другую диету. Обе диеты были изокалорийными (одинаковое количество калорий), что обеспечивало равное потребление калорий во всех группах, несмотря на различия в составе макронутриентов. Примечательно, что низкоуглеводная диета включала менее 50 г углеводов в день, 70–80% жиров и 20–25% белков, в то время как высокоуглеводная диета включала ~380 г углеводов в день (60–65% от общего количества калорий), <30% жиров и 20–25% белков.
Выносливость тестировалась в ходе двух испытаний на время до истощения, проводимых при 70% от максимального потребления кислорода (VO2max) – умеренной, но высокой интенсивности, имитирующей длительную тренировку, истощающую запасы гликогена. Эти испытания проводились после шестинедельной адаптации участников к назначенной диете. Чтобы изучить влияние приема углеводных добавок во время тренировок, участники проводили испытания на время до истощения при четырех различных условиях:
Низкоуглеводная диета с плацебо
Низкоуглеводная диета с приемом углеводных добавок
Высокоуглеводная диета с плацебо
Высокоуглеводная диета с приемом углеводных добавок
Углеводородная добавка включала прием 10 граммов мальтодекстрина (простого углевода) в час во время тренировки, представленного в дозах по 3,5 грамма в стандартизированном растворе каждые 20 минут. В группе плацебо участники употребляли аналогичный раствор, не содержащий углеводов.
После каждого шестинедельного периода диеты участники дважды, с интервалом в одну неделю, проходили тест на время до истощения: один с углеводами и один без. В ходе каждого из этих сеансов тестирования проводились два теста на время до истощения (TTE1 и TTE2 на графиках, соответственно), второй тест проводился примерно через 20 минут после первого и включал употребление 50 граммов углеводов (в режиме приема углеводных добавок) или напитка-плацебо.
Методология. 10 граммов углеводов в час — это в 6–12 раз меньше текущих рекомендаций в 60–120 граммов в час, что как раз достаточно для поддержания уровня глюкозы в крови. Но, как оказалось, именно в этом и заключалась суть. Используя столь небольшое количество углеводов во время тренировки, исследователи проверили гипотезу о том, что определяющим фактором утомления при длительной нагрузке является не мышечный гликоген, а поддержание уровня глюкозы в крови и предотвращение гипогликемии, вызванной физической нагрузкой.
Прежде чем рассматривать результаты, рассмотрим некоторые различия в питании, которые наблюдались (по замыслу) в ходе исследования. Потребление энергии и тренировочная нагрузка оставались неизменными при обеих диетах, что гарантировало специфичность любых наблюдаемых эффектов, были выявлены существенные различия в макронутриентах:
Во время низкоуглеводной диеты участники потребляли значительно меньше углеводов (-340 г в день), сахара (-89 г) и клетчатки (-19 г), одновременно увеличивая потребление белка (+57 г) и жира (+115 г), по сравнению с высокоуглеводной диетой.
Соблюдение низкоуглеводной диеты подтверждалось данными о потреблении и измеряемым повышением уровня кетонов (это органические соединения (ацетон, ацетоуксусная и бета-оксимасляная кислоты), которые образуются в печени при расщеплении жиров и служат альтернативным источником энергии при недостатке углеводов) в крови. Уже через неделю уровень циркулирующего R-βHB, основного кетона, достиг уровня пищевого кетоза-это метаболическое состояние, при котором организм использует жиры как основной источник энергии вместо углеводов, (0,5 ± 0,3 мМ) и оставался повышенным в течение 42 дней вмешательства (день 42: 0,6 ± 0,5 мМ).
Результаты оказались схожими для низкоуглеводных и высокоуглеводных диет.
Результаты измерения времени до наступления утомления не выявили различий в продолжительности, между низкоуглеводной и высокоуглеводной диетами в условиях плацебо (без потребления углеводов): участники тренировались на велосипеде около 84 и 88 минут после низкоуглеводной и высокоуглеводной диет соответственно.
Однако, когда участники употребляли небольшое количество углеводного раствора (10 граммов мальтодекстрина в час) во время тренировки, обе группы (низкоуглеводная и высокоуглеводная) продемонстрировали заметное повышение производительности, увеличив время до наступления утомления в среднем на 19 минут, или на 22%!
После низкоуглеводной диеты участники тренировались на велосипеде 109 минут с углеводами по сравнению с 84 минутами без них — разница в 25 минут, что соответствует порогу статистической значимости. Другими словами, прием углеводных добавок приносит пользу атлетам, адаптировавшимся к низкоуглеводной диете. После высокоуглеводной диеты участники тренировались на велосипеде 100 минут с углеводами по сравнению с 88 минутами без них — разница в 12 минут, которая, хотя и не достигает статистической значимости, все же является значимым повышением производительности. Опять же, статистически значимой разницы в производительности между низкоуглеводными и высокоуглеводными диетами при приеме углеводов не наблюдалось (хотя время до наступления утомления было примерно на 9 минут больше в низкоуглеводной диете).
Показатели выносливости во время последующих тестов на выносливость (TTE2) оставались стабильными при обоих вариантах диеты: время до наступления истощения не различалось между низкоуглеводной и высокоуглеводной диетами, независимо от того, употребляли ли участники углеводы.
Различия в окислении жиров и углеводов проявляются после диеты
Несмотря на схожую результативность при использовании разных диет, использование энергии во время тренировки существенно различалось, в зависимости от состава рациона и от того, употреблялись ли углеводы во время тренировки.
Окисление углеводов было выше, в условиях с высоким содержанием углеводов (высокоуглеводная диета с добавлением углеводов и высокоуглеводная с плацебо) по сравнению с низкоуглеводной без добавления (низкоуглеводная с плацебо), с увеличением на 32–34% в течение первого теста времени до истощения и на 41% во время второго теста. Однако острое употребление углеводов в условиях с низким содержанием углеводов сместило использование субстрата в сторону окисления углеводов, совпадая с уровнями, наблюдаемыми в условиях с высоким содержанием углеводов. Напротив, окисление жиров было стабильно выше в условиях с низким содержанием углеводов без добавок. Во время обоих тестов времени до истощения низкоуглеводная диета с плацебо привела к увеличению окисления жиров на 32–47% по сравнению с условиями с высоким содержанием углеводов.
В сочетании с результатами исследования 2023 года, обсуждавшегося в начале этой статьи, эти результаты ставят под сомнение давнее представление о том, что высокоуглеводные диеты изначально улучшают выносливость благодаря своей роли в максимизации запасов гликогена в мышцах.
В отличие от предыдущих исследований с более короткими вмешательствами (обычно менее четырёх недель), в которых часто делался вывод о том, что низкоуглеводные диеты снижают работоспособность, более длительный период адаптации в текущем исследовании, вероятно, способствовал более полной метаболической перестройке, например, повышению эффективности окисления жиров для компенсации снижения доступности гликогена.
Другим примечательным наблюдением стала потенциальная роль кетонов в смягчении последствий снижения доступности углеводов в условиях низкоуглеводной диеты. У участников группы с низким содержанием углеводов во время тренировки наблюдалось значительное повышение уровня кетонов в крови, что, по-видимому, служило метаболическим буфером, предотвращая тяжелую гипогликемию и обеспечивая стабильную физическую работоспособность.
Традиционно, мышечный гликоген считался ключевым фактором, определяющим длительную физическую работоспособность. Однако запасы гликогена, несмотря на свою важность, могут быть не единственным фактором, определяющим выносливость. Более того, даже небольшое количество углеводов во время тренировки — всего 3,5 грамма каждые 20 минут или около 10 граммов в час — значительно повышает выносливость, просто смягчая гипогликемию, вызванную физической нагрузкой. Этот эффект наблюдался независимо от уровня гликогена до тренировки или особенностей питания, что подчеркивает важность дополнительного приема углеводов во время тренировки, что значительно ниже современных рекомендаций в 90–120 граммов в час для элитных атлетов, занимающихся видами спорта на выносливость.
Означает ли это, что необходимо пересмотреть рекомендации по потреблению углеводов?
Если всего лишь 10 граммов в час достаточно для значительного повышения производительности, это поднимает важные вопросы о том, обеспечивает ли более высокая скорость потребления углеводов (например, 90–120 граммов в час) значимые преимущества, особенно учитывая потенциальный дискомфорт в желудочно-кишечном тракте во время тренировки.
Конечно, в данном исследовании не изучалось, дают ли более высокие дозы углеводов дополнительное преимущество. 10 граммов в час вряд ли можно считать уровнем, при котором достигается оптимальная производительность; однако это намекает на то, что стратегический, а не максимальный, прием углеводов может быть более практичным и эффективным подходом для многих атлетов.
Результаты значимы. Мышечный гликоген НЕ является обязательным топливом во время продолжительных физических упражнений, в отличие от уровня глюкозы в крови.
Это исследование не станет последним гвоздем в гроб высокоуглеводной энергетической подпитки — многие атлеты начинают использовать силу углеводов для повышения производительности и экспериментировать с более новыми и смелыми стратегиями энергетической подпитки. Многие вопросы остаются без ответа, и необходимо провести больше исследований, прежде чем можно будет однозначно сказать, что выносливость сводится лишь к «предотвращению низкого уровня сахара в крови».
