Гликоген мышц

Гликоген — сложный полисахарид, главный источник для образования глюкозы в организме человека. Гликоген в основном содержится в печени, мышцах, небольшое его количество есть в других тканях. Он занимает примерно 2% от объема сердечных клеток, 1–2% объема скелетных мышечных клеток и 5–6% объема клеток печени.

Мышечный гликоген истощается после тренировок или соревнований, что, несомненно, может способствовать развитию усталости в часы и даже дни после окончания тренировки/гонки. Однако, взаимосвязь между низким уровнем мышечного гликогена и утомлением непростая, и недостаток мышечного гликогена не снижает силу напрямую, уменьшая запас энергии для метаболических процессов. Скорее всего, низкий уровень гликогена мышц работает за счет увеличения количества отказов связи возбуждения и сокращения мышечных волокон. Другими словами, поступающий в мышцу сигнал для сокращения не всегда “подхватывается” мышечным волокном, и это самое сокращение может не развиваться. А что на этот счет говорят научные данные?

• Запасы мышечного гликогена действительно уменьшаются при тяжелых тренировках.

Мышечный гликоген уменьшается при изнурительных тренировках (хотя он никогда не истощается полностью). Более того, степень истощения запасов гликогена во время тренировки зависит от ее относительной интенсивности. Когда человек воспринимает тренировку как очень интенсивную (относительно его максимальной рабочей нагрузки), он использует больше мышечного гликогена. Вероятно, это связано с тем, что во время более интенсивных тренировок более активно включается процесс гликолиза (последовательность реакций, извлекающих энергию из молекулы глюкозы), а вот окисление жиров вносит весьма скромный вклад. Интересно, что в то время как гликоген печени может обеспечить дополнительное топливо для работающих мышц, гликоген, запасенный в других мышцах, не может.

• Усталость, вызванная истощением гликогена, связана с отказом связи возбуждения и сокращения мышечных волокон.

Отказ от потребления углеводов сразу после длительной тренировки (в исследовании это был велосипед) снижает скорость восстановления после наступления утомления. Таким образом, наличие истощения запасов гликогена в период восстановления, связано с большей утомляемостью. Сейчас мы можем определить источник этой усталости, зная, что скорость высвобождения ионов кальция, отвечающего за процесс сокращения, из клеточного депо (саркоплазматический ретикулум), также снижается при истощении запасов гликогена. Это указывает на то, что истощение мышечного гликогена вызывает утомление, усугубляя нарушение связи возбуждения и сокращения, а вовсе не из-за неспособности обеспечить топливом метаболические процессы, как это часто предполагается.

Важно отметить, что после того, как произошло нарушение связи возбуждения и сокращения мышцы, его нелегко обратить вспять. Таким образом, когда истощение гликогена вызывает нарушение связи возбуждения и сокращения, логично ожидать замедление восстановления после тренировки, даже несмотря на восстановление запасов гликогена. Действительно, если бы истощение запасов гликогена вызывало усталость из-за нехватки топлива для метаболических процессов, то восстановление происходило бы параллельно с восстановлением запасов гликогена.

• Упражнения, наносящие ущерб мышцам, замедляют скорость восполнения запасов гликогена.

Скорость восполнения запасов мышечного гликогена может быть значительно замедлена эксцентрическими тренировками (Эксцентрическим называют сокращение, при котором напряжённая мышца удлиняется под нагрузкой). Скорее всего, повреждение мышц, вызванное такими тренировками, отрицательно влияет на способность мышц восстанавливать использованный ранее гликоген. Это наблюдение может быть важным для спортсменов, которые активно используют эксцентрические тренировки, и которым при это необходимо выполнять аэробные упражнения. Например, футболисты, которые используют скандинавские сгибания ног для улучшения результатов в спринте и снижения риска травм при растяжении подколенного сухожилия. Важно отметить, что более медленная скорость пополнения мышечного гликогена связана не с большим истощением гликогена во время самого эксцентрического упражнения, а со сниженной способностью пополнять гликогеном мышечные волокна уже после завершения упражнения.

Неспособность пополнять мышечный гликоген возникает как в медленных, так и в быстрых мышечных волокнах и, как сообщается, сохраняется до десяти дней после окончания тренировки. Это намного дольше, чем после концентрических тренировок, вызывающих минимальное повреждение мышц.

• Упражнения, наносящие повреждение мышцам, снижают скорость, с которой мышечные волокна потребляют глюкозу.

Почему это происходит? После эксцентрических тренировок происходит снижение поглощения глюкозы мышцами в ответ на выработку инсулина, который в норме облегчает поступление глюкозы в мышцы. Скорее всего, это возникает из-за повышенного окислительного стресса, вызванного присутствием в крови агрессивных соединений - свободных радикалов кислорода. Транспортировка глюкозы через мембрану мышечных клеток является ключевым этапом в процессе накопления гликогена, и присутствие агрессивных форм кислорода, по-видимому, замедляет или даже полностью блокирует этот процесс.

• Повышенное потребление углеводов не решает проблему тренировок, приводящих к повреждению мышц.

Каковы последствия подобного феномена? Что ж, важно отметить, что потребление диеты с высоким содержанием углеводов не мешает эксцентрической тренировке снижать скорость пополнения мышечного гликогена в период восстановления, как было показано ранее. Это имеет очень важное значение для тех спортсменов, которым необходимо регулярно комбинировать эксцентрические и аэробные тренировки.

Выводы

Мышечный гликоген истощается после тренировки - это непреложный факт. Также неизбежно и то, что низкий уровень гликогена в мышцах может способствовать поддержанию усталости в течение нескольких часов после завершения тренировки. Тем не менее, связь между низким уровнем мышечного гликогена и утомляемостью не так проста, как считалось ранее. Ученые выяснили, что недостаток мышечного гликогена не снижает силу непосредственно за счет уменьшения запаса энергии для метаболических процессов. Механизм поддержания усталости работает за счет увеличения количества отказов в связи между возбуждением и сокращением мышцы. Более того, часто высказывается мнение, что, поскольку истощение гликогена может способствовать поддержанию усталости после тренировки, потребление углеводов может ускорить процесс восстановления.

Тем не менее, это часто не соответствует действительности. На самом деле повреждение мышц во время тренировок препятствует восстановлению мышечного гликогена. Этот процесс можно объяснить с помощью трех пунктов:

1. Мышечный гликоген восстанавливается медленнее после упражнений, повреждающих мышцы, не из-за большего истощения гликогена во время самих упражнений, а из-за снижения скорости восполнения гликогена.
2. Снижение скорости восполнения гликогена, по-видимому, вызвано со снижением скорости усвоения глюкозы из-за окислительного стресса (который возникает одновременно с повреждением мышц), действующего на метаболизм инсулина.
3. Поскольку скорость восполнения запасов гликогена после повреждающих мышц тренировок обусловлена ​​снижением способности глюкозы проникать в мышечные волокна, то потребление дополнительных углеводов не ускоряет восстановление мышечного гликогена.