Чем больше углеводов, тем лучше... А где доказательства?
Спорт на выносливость бросает вызов многим аспектам нашей физиологии, не в последнюю очередь метаболизму и запасам топлива. Основными источниками энергии, которые обеспечивают поддержание активности мышц во время тренировок и гонок, являются жир и углеводы. Запасы "жировой энергии" организма практически безграничны даже у самого стройного атлета, в то время как запасы углеводной энергии — а сюда относятся гликоген, содержащийся в мышцах (основное депо, идет на поддержание работы мышц) и печени (главный источник глюкозы для головного мозга) — могут истощаться до низких концентраций во время длительных и/или интенсивных упражнений. Поэтому за последние ~100 лет появилось обширное количество литературы о важности собственных (эндогенных) запасов углеводной энергии для выносливости и стратегиях их сохранения, например, путем потребления углеводов в спортивных напитках и гелях (экзогенные углеводы).
В спорте на выносливость большое количество времени и усилий уделяется планированию оптимальной дозы, типа и времени приема углеводов до и во время тренировок/гонок, чтобы максимально улучшить результаты.
Размышления ученых о физиологии упражнений
Ранние исследования показали, что прием углеводов во время упражнений повышает выносливость. Физиологи предположили, что эти преимущества подкреплены сберегающими гликоген, а значит поддерживающими уровень глюкозы в крови эффектами потребляемых углеводов. Другими словами, прием углеводов во время упражнений снижает нагрузку на наши ограниченные запасы гликогена в мышцах и печени и помогает атлету поддерживать стабильную концентрацию глюкозы в крови. Стоит добавить, что не все исследования показали, что прием углеводов сохраняет запасы гликогена в мышцах, в то время как доказательства экономии гликогена в печени были более убедительны.
Впоследствии, спортивные физиологи обратили свое коллективное внимание на оптимизацию потребления углеводов во время упражнений. Процесс оптимизации оценивался не по результатам в виде производительности, а по тому, что сейчас называется "скоростями окисления экзогенных углеводов", то есть скоростью, с которой углеводы, потребляемые во время упражнений, расщепляются и используются для поддержки метаболизма. Предположение ученых заключалось в том, что чем выше скорость метаболизма потребляемых углеводов, тем больше будет их положительный эффект.
Экзогенные скорости окисления углеводов — иными словами, скорость, с которой углеводы в спортивном напитке или геле метаболизируются во время упражнений — измеряются с помощью изотопных методов. Это звучит очень сложно, но если вкратце, то углеводы, такие как глюкоза, содержат углерод, имеющий молекулярную массу 12. В исследованиях экзогенного окисления углеводов участники потребляют углеводы, которые были "скорректированы" так, чтобы содержать углерод с молекулярной массой 13. Общее окисление углеводов измеряется путем оценки общего объема углекислого газа (и кислорода), который выдыхает спортсмен, так как при расщеплении углеводов потребляется кислород и выделяется углекислый газ. Можно определить долю общего окисления углеводов, поступающего из экзогенных источников — например, "модифицированного" спортивного напитка, содержащего углерод с молекулярной массой 13. Сделать это можно отслеживая появление углерода с молекулярной массой 13 в выдыхаемом воздухе.
Ранние исследования показали, что при потреблении углеводов в виде глюкозы, мы максимизируем экзогенные скорости окисления углеводов до ~60 граммов в час. Однако, когда принимается смесь глюкозы и фруктозы — двух немного отличающихся простых сахаров — можно увеличить экзогенные скорости окисления углеводов до ~90 граммов в час. Это повышенное экзогенное окисление углеводов, вероятно, происходит, когда глюкоза и фруктоза переносятся из кишечника в кровь с помощью разных транспортных белков, при этом предельная скорость переноса для глюкозы составляет ~60 граммов в час. Если вы употребили больше глюкозы, она будет попросту возвращаться в кишечник, а вот фруктоза перемещается в кровь с помощью другого транспортера. Образно говоря, глюкоза проходим в дом через дверь, а фруктоза – через окно. Текущие рекомендации по спортивному питанию говорят о необходимости потребления углеводов во время длительных соревнований/тренировок со скоростью, позволяющей максимизировать экзогенные скорости окисления углеводов.
В нескольких исследованиях изучались метаболические эффекты потребления углеводов во время упражнений с еще более высокой скоростью — до 120 граммов в час. Результаты этих работ говорят о том, что мы не получаем никаких дополнительных "сбережений гликогена" при употреблении такого количества углеводов с такой высокой скоростью. Все дополнительное экзогенное окисление углеводов просто вытесняет окисление жиров, а это означает, что запасы гликогена сжигаются с одинаковой скоростью, независимо от того, потребляем ли мы углеводы в количестве 90 или 120 граммов в час. Фактически, исследования, проведенные еще в 2018 году, показали, что увеличение потребления углеводов свыше 90 граммов в час не только не сохраняет гликоген, но и может стимулировать его распад. Надо ли говорить, что это полная противоположность тому, к чему стремятся атлеты.
Как насчет дозы углеводов и производительности?
Что сделает со скоростью экзогенного окисления углеводов конкретная доза углеводов, потребляемых во время тренировки? Для ответа на этот вопрос мы можем обратиться к большой массе накопленных научных данных. Однако, если бы атлет спросил, что конкретная доза углеводов, сделает с его результатом, то в этом вопросе литература оказалась бы на удивление скудной. Как будто физиология производительности сосредоточилась на самой физиологии и забыла о производительности.
Однако имеющиеся данные на самом деле не согласуются с предположением о том, что большее потребление и экзогенное окисление углеводов приводят к лучшим результатам и/или производительности. Например, исследование, опубликованное в 2014 году, не обнаружило абсолютно никакой разницы в производительности, когда глюкоза принималась со скоростью ~60 граммов в час, по сравнению с приемом ~90 граммов в час смеси глюкозы и фруктозы в соотношении 2:1, несмотря на чуть большее экзогенное окисление углеводов в исследованиях по эффективности смеси глюкозы и фруктозы.
В этом исследовании восемь тренированных велогонщиков ехали в течение двух часов с постоянной интенсивностью, а затем завершили 30-километровую гонку на время. Поскольку общий объем упражнений составляет около 3 часов, можно было бы подумать, что большее потребление углеводов было полезнее, но в данных этого показано не было. Концентрация глюкозы в крови в этом испытании поддерживалась аналогичным образом, что говорит о том, что обе скорости питания могли оказать положительное влияние на производительность — участники также провели заплыв, во время которого не употребляли углеводы — посредством поддержания уровня глюкозы в крови, и что для достижения этого была вполне достаточна более низкая доза углеводов.
В похожем исследовании, опубликованном в 2010 году, 12 велосипедистов ехали в течение двух часов с постоянной интенсивностью — 77% от их V̇O2max — а затем последовала 20-километровая гонка на время. Они сделали так четыре раза и употребляли углеводы по 0, 15, 30 и 60 граммов в час во время четырех испытаний. Выходная мощность была выше, а производительность была улучшена в тех заездах на время, где принимались углеводы, но не было никакой разницы в производительности при приеме углеводов в количестве 15, 30 и 60 граммов в час. Результаты этой работы, безусловно, не дали убедительных доказательств того, что имелся эффект доза-реакция от приема углеводов во время упражнений на производительность.
Та же группа ученых опубликовала свое следующее исследование в 2013 году, утверждая, что оно показывает зависимость дозы-реакции между скоростью приема углеводов и выносливостью. В этой работе, которая было немного необычной, 51 велогонщик выполнил четыре испытания на производительность, которые включали два часа езды с постоянной интенсивностью, за которыми следовала гонка на время на 20 км. Велосипедисты завершили четыре заезда на время без приема углеводов и с тремя из 12 различных скоростей приема от 10 до 120 граммов в час. Поскольку велосипедисты не завершили испытания со всеми 12 скоростями приема пищи, авторы использовали анализ смешанной модели, а не простое сравнение производительности при разных скоростях приема углеводов.
При таком дизайне и обработке результатов может быть довольно сложно понять, что же обнаружили авторы. Общая вариация производительности, объясняемая скоростью приема углеводов, была довольно низкой, как и следовало ожидать — очевидно, что уровень физической подготовки спортсмена имеет гораздо большее значение, чем количество потребляемых им углеводов. Анализ моделирования предсказал улучшение производительности до скорости приема ~78 граммов в час, после чего прогнозировалось снижение производительности. Рисунок 1 иллюстрирует основные выводы этого исследования, изображающие связь между скоростями приема углеводов и производительностью в гонках на время. Данные не убедительно подтверждают эффект доза-реакция, поскольку график показывает относительно ровную линию на скоростях приема от 30 г до 90 г углеводов в час.
Эти результаты довольно сложно интерпретировать, и они противоречат тем, что обсуждались ранее. С тех пор были опубликованы еще два исследования, в которых рассматривались эффекты доза-реакция при приеме углеводов во время тренировок. Сначала ученые попросили 10 тренированных велогонщиков ехать в течение двух часов с 77% от их V̇O2max, а затем завершить 30-минутный заезд на время. Атлеты сделали это без приема углеводов и со скоростями приема углеводов 60, 75, 90 и 112,5 граммов в час. Прием углеводов улучшил производительность, но не было особых доказательств дозозависимости, без существенных различий в производительности при сравнении скоростей приема углеводов. Возможно, были некоторые данные о том, что 90 граммов в час превзошли 60 граммов в час, но эффект был незначительным.
В другом исследовании одиннадцать тренированных мужчин ехали в течение трех часов на уровне 60% от их V̇O2max, а затем завершили 30-минутный заезд на время. Атлеты сделали это четыре раза — без приема углеводов и с приемом углеводов в количестве 80, 90 и 100 граммов в час. Как и в их предыдущем исследовании, результаты заездов на время улучшились при приеме углеводов, но разницы между дозами не было. Опять же, эти два исследования ставят под сомнение гипотезу о том, что больше углеводов лучше.
Спортсмены на выносливость, похоже, приняли идею о том, что потребление большего количества углеводов и повышение переносимости углеводов равнозначно лучшей производительности. Однако переносимость не обязательно означает улучшение производительности. Это убеждение, похоже, еще больше усилилось в последнее время с появлением гидрогелей. В некоторых случаях гидрогели продемонстрировали способность повышать переносимость углеводов. Однако текущие исследования не продемонстрировали, что эндогенные скорости окисления углеводов в мышцах и печени снижаются при использовании этой технологии. Поэтому высокие дозировки углеводов, обеспечиваемые гидрогелями (>100 г в час), вряд ли приведут к последующему улучшению производительности.
Выводы и рекомендации
Подводя итог, можно сказать, что физиология производительности дала нам множество интересных исследований, сообщающих о влиянии различных стратегий дозирования углеводов на различные физиологические результаты во время тренировок — скорости окисления экзогенных углеводов, скорости окисления жиров и расщепления мышечного гликогена. Чего физиология производительности не создала, так это множества исследований, сообщающих о влиянии этих различных стратегий дозирования углеводов на результат или производительность. Относительно небольшое количество имеющихся исследований пока не дает убедительных доказательств того, что большее потребление углеводов — через положительное влияние на скорость окисления экзогенных углеводов — повышает производительность. Все эти эффекты необходимо сопоставлять с риском развития желудочно-кишечных расстройств, которые, вероятно, увеличатся по мере увеличения интенсивности тренировок и дозы углеводов.
Рекомендация? Некоторые эксперты считают, что потребление углеводов во время соревнований полезно, но больше — не всегда означает лучше.