Fizjologiczne podłoże synchronizacji czasu przyjmowania składników odżywczych

Istnieje kilka dowodów naukowych uzasadniających wagę synchronizacji czasu przyjmowania składników odżywczych. Podstawę do zrozumienia korzystnych efektów synchronizacji czasu przyjmowania składników pokarmowych dla sportowca, a w szczególności dla funkcji mięśni, stanowią dwie reakcje organizmu: 1) reakcja organizmu na wysiłek fizyczny w zakresie regulacji hormonalnej oraz potrzeb funkcjonalnych mięśni, oraz 2) reakcja organizmu na różne rodzaje węglowodanów i białek. Ww. reakcje wpływają na skład ciała, zapasy glikogenu, równowagę białkową oraz rehydratację, co stanowi najważniejszy dowód na uzasadnienie korzystnych efektów synchronizacji przyjmowania posiłków.

Regulacja hormonalna
Reakcje hormonalne na wysiłek fizyczny uzależnione są od intensywności treningu, czasu jego trwania, objętości treningowej, oraz poziomu sprawności fizycznej danej osoby. Kluczowe hormony, które biorą udział w regulacji funkcji mięśniowych to adrenalina, noradrenalina, insulina, kortyzol, oraz glukagon. Rysunek 1.1 przedstawia zmianę poziomów ww. hormonów przy wzrastającym czasie trwania wysiłku fizycznego. Adrenalina i noradrenalina nazywane są neuroprzekaźnikami. Hormony te odpowiedzialne są za stymulowanie rozpadu nagromadzonej tkanki tłuszczowej oraz glikogenu, które są wykorzystywane jako źródło energii w czasie wysiłku siłowego. Poziom adrenaliny i noradrenaliny gwałtowanie wzrasta na początku wysiłku fizycznego.

Insulina odpowiedzialna jest za integrację metabolizmu energetycznego w trakcie odpoczynku i w czasie wykonywania wysiłku fizycznego. Poziomy insuliny determinują jaki procent energii potrzebnej dla organizmu będzie pochodzić z rozpadu tkanki tłuszczowej, węglowodanów, i białek. W stanie na czczo, organizm sportowca wytwarza mniej insuliny, paliwem dla organizmu są tłuszcze i białka. Wraz ze spożyciem posiłku, poziom insuliny wzrasta, spożywane węglowodany, tłuszcze oraz białko wykorzystywane są jako paliwo lub gromadzone są w tkankach organizmu. W trakcie wysiłku fizycznego, insulina pozwala na szybkie wykorzystanie glukozy przez komórki ciała. Wrażliwość komórek mięśniowych na insulinę wzrasta po zaprzestaniu wysiłku fizycznego.

Działanie kortyzolu i glukagonu zależy od ilości glukozy we krwi oraz od dostępności energii w organizmie. W odpowiedzi na niski poziom glukozy we krwi następuję wzrost poziomu glukagonu. Glukagon odpowiedzialny jest za rozpad nagromadzonych węglowodanów (glikogen) w wątrobie oraz za stymulowanie przekształcania aminokwasów w glukozę. Kortyzol stymuluje syntezę glukozy z rozpadu białka i tłuszczów w stanach obniżonej energii. Kiedy poziom glukozy we krwi jest zbyt niski w czasie wysiłku fizycznego, następuje wzrost poziomu glukagonu, który stymuluje uwalnianie glikogenu z wątroby, a jeśli zachodzi taka konieczność – wraz z kortyzolem stymuluje syntezę glukozy z wolnych kwasów tłuszczowych i aminokwasów.

Regeneracja mięśni
W pierwszych 45 minutach po zaprzestaniu treningu kilka czynników utrzymuje się na wysokim poziomie – enzymy, przepływ krwi, receptory w komórkach mięśniowych oraz działanie hormonów. W przeciągu kilku następnych godzin, ww. elementy wracają do swoich poziomów spoczynkowych. Dlatego też, okres 45 minut  po zaprzestaniu treningu uważany jest za optymalny czas na przyjmowanie składników odżywczych, które wspomagają regenerację mięśni poprzez uzupełnianie zasobów glikogenu i wody.

Enzym – syntaza glikogenowa oraz transporter glukozy – GLUT 4 wspomagają  regenerację mięśni. Syntaza glikogenowa i GLUT 4 są wrażliwe na insulinę, ich poziomy istotnie wzrastają w czasie wysiłku fizycznego.  Syntaza glikogenowa i GLUT 4 wspomagają wchłanianie węglowodanów i zwiększają zdolność do przechowywania glikogenu. Z kolei, insulina wspomaga wchłanianie węglowodanów i przyspiesza tempo przepływu krwi w mięśniach, co wspomaga zarówno dostarczanie składników odżywczych do mięsni jak i  eliminację odpadów metabolicznych wytworzonych w czasie wysiłku fizycznego.  45 minut po wysiłku fizycznym, działanie receptorów GLUT 4 oraz poziom syntazy glikogenowej osiągają wartości maksymalne, dzięki czemu insulina może stymulować odbudowę zasobów węglowodanów w komórkach mięśniowych oraz wspomagać regenerację po treningu (Rysunek 1.2).

Rodzaje węglowodanów i białek

Jak już wspomniano, insulina jest ważnym hormonem biorącym udział w reakcji mięśniowej po wysiłku fizycznym. Tempo potreningowej syntezy glikogenu mięśniowego jest proporcjonalne do wzrostu poziomu insuliny we krwi. Dlatego też, rodzaj spożywanych węglowodanów powinien być uzależniony od tego jak szybko zapasy glikogenu powinny być uzupełnione, co z kolei zależy od czasu pomiędzy sesjami treningowymi. Czas rozpoczęcia kolejnej sesji treningowej determinuje pożądany rodzaj węglowodanów oraz pożądaną reakcję insulinową. W przypadku większości sportowców, zasoby glikogenu mięśniowego można odpowiednio odbudować poprzez wykorzystanie węglowodanów o średnim indeksie glikemicznym, w przypadku których zasoby glikogenu odbudowywane są stopniowo bez istotnych skoków w poziomie insuliny. Takie podejście może także pomóc w zminimalizowaniu przyrostów masy ciała. Przykładem potreningowej przekąski o średnim indeksie glikemicznym jest razowy chleb z masłem migdałowym i bananem. W przypadku gdy konieczna jest szybka odbudowa glikogenu, najlepszym rodzajem węglowodanów stymulujących wzrost poziomu insuliny we krwi są węglowodany o wysokim indeksie glikemicznym ze względu na ich szybkie przekształcanie się w glukozę. Przykładem potreningowej przekąski o wysokim indeksie glikemicznym jest białe pieczywo z bananem i miodem. Wszystkie ww. produkty składają się z cukrów prostych i mają minimalną zawartość błonnika, przez co szybko są trawione i wchłaniane. Łatwiej dostępne zapasy glukozy sprzyjają szybszemu tempu resyntezy glikogenu i tym samym – szybszej regeneracji. Takie podejście jest szczególnie częste w przypadku sportowców wykonujących wielokrotne wydłużone sesje treningowe w ciągu jednego dnia, lub w przypadku dyscyplin opartych na kategoriach wagowych, gdzie sportowcy  muszą uzupełnić zapasy glikogenu po utracie masy ciała.

Odbudowę glikogenu można jeszcze bardziej usprawnić poprzez przyjmowanie białek z węglowodanami. Wiąże się to z optymalizacją reakcji insulinowej oraz supresją kortyzolu, co przyspiesza proces regeneracji mięśni. Ważną rolę w utrzymywaniu i zwiększaniu syntezy białek mięśniowych pełni dostępność niezbędnych aminokwasów (takich jak te obecne w produktach mięsnych i nabiale ) przed i po treningu. Dlatego też, ważne jest to aby spożywane źródła białka zawierały wszystkie niezbędne aminokwasy.

Skład ciała
Większość sportowców dąży do zoptymalizowania proporcji mięśni do masy tkanki tłuszczowej ze względu na to, iż ma to pozytywny wpływ na osiągane wyniki. Badania nad modelami przyjmowania pokarmów u sportowców wykazały, że spożywanie posiłków w regularnych odstępach czasu jest najbardziej optymalne dla utrzymania wysokiego poziomu masy mięśniowej przy jednoczesnym niskim poziomie tkanki tłuszczowej. Te same badania wykazały także, że większość sportowców odżywia się nieregularnie i spożywa większość kalorii w jednym dużym posiłku pod koniec dnia. Takie odżywianie prowadzi do wysokich wzrostów glukozy we krwi, co z kolei sprzyja gromadzeniu tkanki tłuszczowej. Co więcej, taki sposób odżywania opóźnia proces odbudowy energii,  ciało wykorzystuje białka mięśniowe do utrzymywania poziomu glukozy we krwi, co prowadzi do spadku masy mięśniowej. Aby zoptymalizować skład ciała konieczne jest utrzymywanie poziomu glukozy we krwi na stałym poziomie. Częste spożywanie posiłków okołotreningowych wpływa na utrzymanie stałego poziomu glukozy we krwi. Synchronizacja przyjmowania składników odżywczych obraca się wokół podaży i popytu na energię wytwarzaną przez pracujący organizm, co wpływa na poprawę składu ciała. Udoskonalenie składu ciała prowadzi do osiągnięcia lepszej proporcji masy mięśniowej do masy tkanki tłuszczowej, a to z kolei bezpośrednio wpływa na poprawę wydolności fizycznej organizmu.