Круговорот углеводов в организме
Когда вы пьете спортивный гель во время тренировки или в процессе гонки/соревнования, в вашем теле запускается сложная цепочка процессов, в результате которых сладость во рту превращается в сокращение мышц (и не только). Мы с командой углеводных гелей УГЛИ решили разобраться, что современная наука нам может рассказать о круговороте углеводов в организме.
На сегодняшний день ученые выделяют три основные стадии воздействия углеводов на тело во время физических нагрузок, каждая из которых по-своему влияет на вашу производительность.
Стадия 1: изо рта в мозг
Возможно, некоторые из вас со школы помнят, что углеводы начинают расщепляться еще во рту (помните сладкий вкус хлебного мякиша, если его хорошо разжевать?). Но это скорее про сложные углеводы, от которых слюнная альфа-амилаза «отщипывает» сладкую глюкозу. Любопытно, что от сладкого вкуса во рту есть эффект. На языке и в ротовой полости расположены специальные рецепторы (T1R2 и T1R3), которые мгновенно распознают «сладкие» молекулы - глюкозу, сахарозу, фруктозу и даже искусственные подсластители через α-густдуцин (часть системы передачи вкусовых стимулов) и передают сладкие сигналы в ствол мозга.
Исследования с использованием функциональной МРТ показали, что и сладкие, и несладкие углеводы уже изо рта активируют области мозга, связанные с вознаграждением: островковую долю, орбитофронтальную кору и хвостатое ядро. Это говорит о возможном существовании еще неизвестных рецепторов, реагирующих на углеводы независимо от сладости.
Центральная обработка сладкого вкуса запускает выработку инсулина еще до поступления глюкозы в кровь - так называемый «головной» инсулиновый ответ. Даже простое полоскание рта растворами сахарозы или сахарина в течение 45 секунд стимулирует секрецию инсулина поджелудочной железой, хотя величина этого эффекта невелика.
Практическое значение этого факта состоит в том, что даже простое полоскание рта 6-10% раствором углеводов в течение 5-10 секунд может улучшить как выносливость, так и силовые показатели. Механизм работает через прокачку ощущения удовольствия, снижение воспринимаемого усилия и вовлечение дополнительных волокон в работающих мышцах.
Стадия 2: сложная система усвоения
После попадания в желудок разбавленные растворы углеводов (до 6%) покидают его с той же скоростью, что и обычная вода. Однако концентрация 8% и выше замедляет опорожнение желудка, стимулируя осморецепторы в двенадцатиперстной кишке.
В тонком кишечнике работают разные транспортные системы: глюкоза и галактоза усваиваются через натрий-зависимые транспортеры (SGLT1), а фруктоза - через независимый от натрия транспортер GLUT-5. И тут есть ключевая разница, поскольку SGLT1 насыщается при поступлении более 1,2 г глюкозы в минуту - это ограничивает максимальную скорость окисления проглоченной глюкозы до 1,0-1,2 г/мин.
Однако комбинированное употребление фруктозы с глюкозой позволяет использовать оба транспортных пути, увеличивая общую скорость усвоения углеводов до 1,7 г/мин - на 40-50% больше. Поэтому в гелях чаще всего можно увидеть смешанный состав.
Кишечник также работает как сенсор углеводов. Всасывание глюкозы через SGLT1 заставляет вырабатываться два гормона: глюкозозависимый инсулинотропный полипептид (GIP) и глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1). Эти гормоны влияют на секрецию инсулина и регуляцию аппетита.
Интересно, что прием углеводов защищает кишечник от повреждений во время тренировки. Интенсивные нагрузки повышают уровень кишечного белка, связывающего жирные кислоты (I-FABP) - маркера повреждения кишечного эпителия. А вот если есть углеводы до или во время упражнений, то тогда этот белок освобождается не так сильно.
В печени поступившие углеводы кардинально меняют метаболизм. Без подпитки во время 2-часовой нагрузки умеренной интенсивности печень производит глюкозу со скоростью около 0,5 г/мин (30 г/час), что приводит существенно истощает печеночный гликоген. А если принимать глюкозу со скоростью более 1,5 г/мин, то печеночное производство глюкозы может полностью прекратиться, что сильно сэкономит гликогеновое депо.
Есть и еще одна польза от смесей. Выпиваемая со скоростью 0,48 г/мин смесь глюкозы и фруктозы приводит к тому, что фруктоза поступает в системное кровообращение в виде глюкозы и лактата, а оставшиеся 0,32 г/мин направляются на неокислительную утилизацию, возможно, в виде гликогена. То есть вы не только тратите, но и пополняете.
Стадия 3: топливо для мозга и мышц
На заключительной стадии углеводы из крови поступают к работающим органам. Мозг в покое потребляет глюкозу как основное топливо через транспортеры GLUT1 и GLUT3, а также может использовать для этих целей и лактат. При нормальной концентрации лактата в покое (~1,0 ммоль/л) он обеспечивает до 10% мозгового метаболизма, но при высоких концентрациях может заменить до 60% потребности в глюкозе. Тем не менее поддержание достаточного уровня глюкозы критически важно для принятия решений и выполнения технических элементов - употребление 30-60 г углеводов в час значительно улучшает эти показатели.
В мышцах глюкоза поступает через транспортеры GLUT1 и преимущественно GLUT4, который перемещается изнутри клетки к клеточной мембране под действием инсулина и мышечных сокращений. Здесь углеводы либо немедленно окисляются через гликолиз, цикл Кребса и окислительное фосфорилирование для производства АТФ, либо в редких случаях могут запасаться в виде гликогена в неактивных быстрых мышечных волокнах.
Какие практические выводы?
Для упражнений продолжительностью более 2,5-3 часов оптимальная стратегия - употребление смеси глюкозы (или мальтодекстрина) с фруктозой в соотношении 1:0,5-1,0 со скоростью около 90 г/час. Это может улучшить выносливость на 8-9%. Для нагрузок 1-2,5 часа достаточно 30-60 г в час углеводов любого типа .
Употребление углеводсодержащей пищи за 3 часа до тренировки увеличивает запасы гликогена в печени и мышцах на 11-15%. Комбинация предтренировочного питания с приемом углеводов во время нагрузки дает больший эффект, чем каждая стратегия по отдельности.
Важно помнить, что высокие дозы углеводов повышают риск желудочно-кишечного дискомфорта, поэтому стратегии питания необходимо отрабатывать на тренировках, постепенно приучая организм к большим объемам.