Kolvetni og árangur í langhlaupum

Kolvetni er það orkuefni (hin eru fita og prótein) sem best tengist árangri í þolgreinum eins og langhlaupum (Bergstrom et al. 1967, Karlsson og Saltin 1971). Það er vegna þess að kolvetni er eina orkuefnið sem getur gefið orkuna nógu fljótt í átökum sem eru af meiri ákefð en 50% af hámarkssúrefnisupptöku (Coyle 1988) og er keppni í langhlaupum af slíkri ákefð. Kolvetni eru fyrst og fremst geymd í vöðvunum sem glýkógen en einnig er aðeins geymt af glýkógeni í lifrinni. Svo eru kolvetni líka í blóðinu í formi glúkósa (blóðsykurs). Mun minna er geymt af kolvetnum (glýkógeni) í lifur en vöðvum og er hlutverk lifrarglýkógens fyrst og fremst að viðhalda blóðsykrinum. Lifrarglýkógen tæmist því hratt sé fastað en það er fljótgert að fylla þær birgðir aftur með einni kolvetnaríkri máltíð (Wilmore og Costill 2004). Vöðvaglýkógen getur klárast á 90-120 mínútum sé áreynslan að fullu í þann tíma (t.d. hálfmaraþonhlaup hjá mörgum íslenskum hlaupurum) (Coyle 1988, Sherman 1989) en tæmingin tekur lengri tíma sé ákefðin rólegri. Tæming vöðvaglýkógensins veldur þreytu og jafnvel örmögnun (Wilmore og Costill 2004, Coyle 1988) en inntaka kolvetna á meðan hlaupinu stendur getur seinkað slíku um klukkustund eða svo (Coyle et al. 1983, Coyle et al. 1986) með því að viðhalda blóðsykrinum og seinka tæmingu lifrarglýkógens (Coyle 1995, Coyle et al. 1983, Coyle et al. 1986). Rannsóknir hafa ítrekað sýnt fram á að kolvetnahleðsla fyrir úthaldsgreinar sem taka 1,5-4 tíma og kolvetnainntaka meðan á þeim stendur bætir árangur (Astrand 1967, Ivy et al. 1979, Bergstrom et al. 1967, Karlsson og Saltin 1971, Ahlborg et al, 1967, Coyle et al. 1983, Coyle et al. 1986).

Langhlauparar sem æfa yfir 90 mínútur á dag þurfa mikla orku. Þeir þurfa um 50 kílókaloríur (kkal) fyrir hvert kg líkamsþyngdar á dag, þannig að 70 kg hlaupari þarf um 3500 kkal á dag (Brotherhood 1984). Að minnsta kosti helmingur en helst 60-70% þessarar orku ættu að koma frá kolvetnum (Costill et al., 1981) sem þýðir 7-10 g af kolvetnum á dag fyrir hvert kg líkamsþyngdar. Þetta magn er nauðsynlegt til að ná að endurvinna tapið á vöðvaglýkógeni sem verður við langar erfiðar æfingar en það tekur um sólarhring að endurvinna allt vöðvaglýkógenið (Ivy et al. 1988a, Costill et al., 1981, Blom et al. 1982) og getur jafnvel tekið nokkra daga eftir öfgafulla áreynslu eins og maraþonhlaup (Blom et al. 1987, Sherman et al. 1983). Rannsóknir sýna að vöðvaglýkógen íþróttamanna sem fengu einungis 40% orkunnar frá kolvetnum og voru að æfa á fullu lækkaði dag frá degi en þeim tókst að viðhalda því þegar þeir fengu 70% orkunnar frá kolvetnum (Costill et al. 1971, Costill og Miller 1980). Að sama skapi fá íþróttamenn, sem borða bara eins og svengdin býður þeim, oft ekki nægilegt magn af kolvetnum til að endurvinna vöðvaglýkógenið og geta lennt í ofþreytu (síþreytu) (Wilmore og Costill 2004, Coyle 1988). Það er því mikilvægt að borða nóg og borða nægilega mikið af kolvetnum en það skiptir einnig máli hvenær og hvað er borðað.

Kolvetni hafa misháan blóðsykurvísi (glycemic index) en það er mælieining á það hversu hátt blóðsykurinn hækkar eftir neyslu kolvetnanna (hröð hækkun = hár blóðsykurvísir). Fyrir æfingar ætti að borða kolvetni með fremur lágum blóðsykurvísi (Walton og Rhodes 1997) og ekki ætti að neyta kolvetna 15-45 mín fyrir æfingu eða keppni þar sem það getur valdi risi í insúlíni og blóðsykurfalli með tilheyrandi þreytu og óþægindum þegar æfing/keppni hefst (Costill et al. 1977). Síðasta máltíð fyrir keppni eins og maraþonhlaup ætti ekki að vera seinna en u.þ.b. 2 tímum fyrir hlaup (svolítið einstaklingsbundið, margir vilja borða mun fyrr) og ætti að vera á bilinu 200-800 kkal (fer eftir stærð hlauparans) og samanstanda sem mest af auðmeltum kolvetnum (brauð, djús, morgunkorn o.s.frv) (Wilmore og Costill 2004, Coyle 1988). Slík máltíð getur einnig verið í vökvaformi. Að fasta (6 tíma eða lengur) fyrir hlaup er lífeðlisfræðilega vitlaust og getur dregið allt að 25% úr árangri (Schabort et al. 1999, Coyle 1988). Síðasta máltíðin fyrir hlaup fyllir glýkógenbirgðir lifrarinnar sem og glýkógenbirgðir vöðvanna hafi þær ekki verið fullar fyrir (Coyle 1988, Coyle et al. 1985).

Þar sem miklar vöðvaglýkógenbirgðir eru tengdar árangri í úthaldsgreinum var þegar á 7. áratugi síðustu aldar farið að huga að því hvernig mætti auka vöðvaglýkógenið (kolvetnahlaða). Hefðbundin leið kovetnahleðslu er að æfa til örmögnunar 7 dögum fyrir keppni og klára þar með vöðvaglýkógenið (Astrand 1967, Bergstrom et al. 1967, Ahlborg et al. 1967). Næstu 3 daga skal borða eins lítið af kolvetnum og hægt er til örva glýkógen lígasa (ensím sem býr til glýkógen úr kolvetnum) og jafnvel æfa til örmögnunar aftur (Astrand 1967, Bergstrom et al. 1967, Ahlborg et al. 1967). Síðsustu 3 dagana fyrir keppni skal hins vegar borða mikið af kolvetnum (nýta sér örvaðan glýkógen lígasa) og æfa létt til að lágmarka vöðvaglýkógentapið þá daga (Astrand 1967, Bergstrom et al. 1967, Ahlborg et al. 1967). Þessi aðferð getur tvöfaldað vöðvaglýkógenbirgðirnar miðað við venjulega (Astrand 1967, Bergstrom et al. 1967, Ahlborg et al. 1967) en er fremur óhagnýt fyrir keppnishlaupara því erfitt er æfa þá 3 daga sem lítið af kolvetnum er borðað og örmögnunaræfingar viku fyrir keppni hafa lítið þjálfunargildi og geta aukið líkur á ofþjálfun og meiðslum (Wilmore og Costill 2004, Sherman 1989). Vegna þessarar ókosta reyndu Sherman og félagar (1981) að aðlaga kolvetnahleðsluaðferðina að þörfum hlauparanna. Þeir létu hlauparana minnka æfingaálagið viku fyrir keppni og borða blandað fæði (55% orkunnar frá kolvetnum) (Sherman et al. 1981). Þremur dögum fyrir keppni var æfingálagið minnkað enn frekar og kolvetnaríkur matur (a.m.k. 70% orkunnar frá kolvetnum) innbyrtur fram að keppni (Sherman et al. 1981). Eins og hefðbundna aðferðin tvöfaldaði þessi aðferð tvöfaldaði glýkógenmagnið (Sherman et al. 1981) en hlaupararnir voru betur hvíldir fyrir keppni (Wilmore og Costill 2004) og er þetta sú aðferð sem mælt er með í dag vilji hlauparar kolvetnahlaða. Hins vegar ber að hafa í huga að kolvetnahleðsla virkar einungis árangursbætandi ef íþróttagreinin veldur tæmingu á því magni af vöðvaglýkógeni sem venjulega er í vöðvunum. Greinin þarf því að vera alla vega um 90 mínútur af mikilli ákeð (Sherman 1989). Þeir sem hlaupa hálft maraþon á mikið skemmri tíma en 90 mínútum munu ólíklega hagnast á kolvetnhleðslu en gætu hugsanlega tapað á henni.

Hvert gramm af kolvetni sem geymt er sem glýkógen bindur um 3 g af vatni í líkamanum (Olson og Saltin 1969, Olson og Saltin 1970). Það þýðir að á meðan kolvetnahleðslunni stendur geta hlauparar þyngst verulega. Því þyngri sem hlauparinn er, því meiri orku kosta hlaupin og getur slík aukaorkueyðsla dregið úr árangri. Vatnið tapast að sjálfsögðu um leið og glýkógenið er brotið niður en virðist ekki draga úr uppþornun (dehydration) líkamans né auðvelda honum stjórnunina á líkamshitanum (Plyley et al. 1980, Sherman 1989). Því skyldu menn ekki kolvetnahlaða að óþörfu og t.d. ekki fyrir 10 km hlaup. Hins vegar skal það tekið fram að ekki hefur verið sýnt fram á nein heilsuspillandi áhrif kolvetnahleðslu (Sherman 1989).

Inntaka kolvetnadrykkja í löngum úthaldsgreinum eins og maraþoni getur einnig bætt árangur eins og áður hefur komið fram. Þegar slíkt er gert skiptir samsetning drykkjarins verulegu máli sem og hvenær drukkið er. Því veikari (lægri sykurprósenta) sem drykkurinn er því fyrr tæmist hann úr maganum (Costill og Saltin 1974, Coyle et al. 1978) en drykkurinn þarf að komast úr maganum ef hann á að gagnast íþróttamanninnum. Stærri skammtar herða einnig á tæmingu magans (Costill og Saltin 1974). Lausnir sem eru sterkari en 10% hægja verulega á tæmingu magans (Davis et al. 1998). Á móti kemur að þrátt fyrir að sterkari lausnir tæmist hægar þá innihalda þær meira af sykri (kolvetnum) og geta þannig skilað meiri sykri út í blóðið (Wilmore og Costill 2004). Einnig ber að hafa í huga að maginn getur í hæsta lagi tæmt 15-20 ml á mín (Davenport 1982) og því er best að drekka með reglulegu millibili svo að sykurinn sé kominn út í blóðið þegar íþróttamaðurinn þarf á honum að halda (Coyle 1988). Best er að drekka góðan skammt fyrir hlaup (Coyle 2004) og svo með reglulegu millibili í hlaupinu en hafa síðastu inntöku ekki síðar en 40 mín fyrir áætluð lok keppninar því það tekur drykkinn 40-60 mín að komast úr maganum (Montain og Coyle 1993). Að drekka lokum keppninar en 40 mín mun því ekki gagnast hlauparanum heldur frekar hægja á honum vegna aukinnar þyngdar og orkueyðslu. Að sama skapi mun vökvainntaka í greinum sem taka styttri tíma en 40-60 mínútur ekki koma að gagni við að hindra uppþornun (Coyle 2004)

Yfirleitt er talað um að til að bæta getuna að ráði þurfi íþróttamenn að innbyrða um 50 g af sykri á klukkustund eða 0,8 g á mínútu (Ivy et al. 1983, Bjorkman et al. 1984, Hargreaves et al. 1984) en líkaminn getur mest tekið upp um 1 g á mínútu af innbyrrtum sykri (Convertino et al. 1996). Flestir íþróttadrykkir á markaðnum eru 6-8% sterkir (6-8% sykurupplausn) sem þýðir að íþróttamaðurinn þarf að drekka 625-825 ml af þessum drykkjum á klukkutíma eða um 200 ml á 15 mín fresti sem er meira en flestir vilja eða finnst þægilegt að drekka (Wilmore og Costill 2004). Því þarf að æfa vökvainntökuna fyrir hlaup. Einnig er vert að hafa í huga veðrið sem keppt er í. Sé heitt er aðalatriðið að endurvinna vökvatapið og þá er betra að vökvinn tæmist hraðar úr maganum og því betra að hafa drykkinn veikan (Wilmore og Costill 2004). Sé vökvatap hins vegar ekki áhyggjuefni skiptir hraði tæmingunnar minna máli og betra að hafa drykkinn sterkan (til að fá sem mestan sykur) svo lengi sem styrkleikinn valdi ekki óþægindum í maga. Vökvainntakan ætti því að vera að vera þannig að hún gefi næga orku og í svipuðu magni og sá sviti sem tapast (hlauparar ættu ekki að þyngjast á hlaupunum) því annars eru hlauparanir að burðast með aukaþyngd í formi vökva sem kostar orku og hægir á ferðinni (Coyle 2004).

Að hlaupi loknu þarf svo strax að byrja endurhleðslu vöðvaglýkógensins. Þar sem endurvinnsla vöðvagýkógens er mun hraðari fyrstu 2 tímana eftir æfingar eða keppni heldur en venjulega (Ivy et al. 1988a) ætti íþróttamaðurinn strax að innbyrrða nægjanlegt (50-100 g) magn kolvetna (Blom et al. 1986, Ivy et al. 1988b). Við þessa fyrstu endurvinnslu er einnig gott að kolvetnin séu af háum blóðsykursvísi (Wilmore og Costill 2004). Oft eru íþróttamennirnir þyrstir fremur en svangir eftir keppni og vilja því frekar taka kolvetnin inn í vökvaformi sem líka hjálpar til við endurvinnslu vatnstapsins (Coyle 1988).

Í stuttu máli, kolvetnahleðsla getur borgað sig fyrir hlaup sem taka lengri tíma en 90 mínútur. Hlauparar ættu að borða nægilega mikið af kolvetnum fyrir keppni og drekka vel áður en lagt er að stað og með reglulegu millibili í hlaupinu sé það lengra en 40-60 mín. Vökvainntakan ætti að vera í samræmi við þann svita sem tapast og gefa um 50 g af kolvetnum á klukkutíma. Eftir hlaup ætti svo að neyta kolvetna strax til að endurvinna vöðvaglýkógenið.

Heimildir

Ahlborg, B., Bergstrom, J., Brohult, J., Ekelund, L-G., Hultman, E., Maschio, G. Human muscle glygogen content and capacity for prolonged exercise after different diets. Foersvarsmedicin 3:85-99, 1967.

Astrand, P-O. Diet and athletic performance. Federation Proceedings 26:1772-1777, 1967.

Bergstrom, J., Hermansen, L., Saltin, B. Diet, muscle glycogen and physical performance. Acta Physiol. Scand. 71:140-150, 1967.

Bjorkman, O., Sahlin, K., Hagenfeldt, L., Wahren, J. Influence of glucose and fructose ingestion on the capacity for long-term exercise in well-trained men. Clin. Physiol. 4:483-494, 1984.

Blom, P., Costill, D.L., Vollestad, N.K. Exhaustive running: Inappropriate as a stimulus of muscle glycogen super-compensation. Med. Sci. Sports Exerc. 19:398-403, 1987.

Blom, P., Vollestad, N.K., Costill, D.L. Factors affecting changes in muscle glycogen concentration during and after prolonged exercise. Acta Physiol. Scand. 128(suppl. 556):67-74, 1986.

Blom, P.C.S., Vollestad, N.K., Hermansen, L. Diet and recovery processes. Í Physiological Chemistry of Training and Detraining. P. Marconnet, J. Poortmans og L. Hermansen (Eds.), New York: S. Karger, 1982. bls 148-161.

Brotherhood, J.R. Nutrition and sports performance. Sports Med. 1:350-389, 1984.

Convertino, V., Armstrong, L., Coyle, E., Mack, G., Sawka, M., Senay, L., Sherman, W. American College of Sports Medicion position stand: exercise and fluid replacement. Med. Sci. Sports Exerc. 28:i-vii, 1996.

Costill, D.L., Bowers, R., Branam, G., Sparks, K. Muscle glycogen utilization during prolonged exercise on successive days. J. Appl. Physiol. 31:834-838, 1971.

Costill, D.L., Coyle, E.F., Dalsky, G., Evans, W., Fink, W., Hoopes, D. Effects of elevated plasma FFA and insulin on muscle glycogen usage during exercise. J. Appl. Physiol. 43(4):895-899, 1977.

Costill, D.L. og Miller, J.M. Nutrition for endurance sport: Carbohydrate and fluid balance. Int. J. Sports Med. 1(1):2-14, 1980.

Costill, D.L., Saltin, B. Factors limiting gastric emptying during rest and exercise. J. Appl. Physiol. 37:679-683, 1974.

Costill, D.L., Sherman, W.M., Fink, W.J., Maresh, C., Witten, M., Miller, J.M. The role of dietary carbohydrates in muscle glycogen resynthesis after strenuous running. Am. J. Clin. Nutr. 34:1831-1836, 1981.

Coyle, E.F. Carbohydrates and athletic performance. Sports Nutrition 1(7): 1988.

Coyle, E.F. Fluid and fuel intake during exercise. J. Sports Sci. 22:39-55, 2004.

Coyle, E.F. Substrate utilization during exercise in active people. Am. J. Clin. Nutr. 61(suppl.):968S-979S, 1995.

Coyle, E.F., Coggan, A.R., Hemmert, M.K., Ivy, J.L. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate. J. Appl. Physiol. 59:429-433, 1985.

Coyle, E.F., Coggan, A.R., Hemmert, M.K., Lowe, R.C., Walters, T.J. Substrate usage during prolonged exercise following a pre-exercise meal. J. Appl. Physiol. 61:165-172, 1986.

Coyle, E.F., Costill, D.L., Fink, W.J., Hoopes, D.G. Gastric emptying rates for selected athletic drinks. Res. Q. 49:119-124, 1978.

Coyle, E.F., Hagberg, J.M., Hurley, B.F., Martin III, W.H., Ehsani, A.A., Holloszy, J.O. Carbohydrate feeding during prolonged strenuous exercise can delay fatigue. J. Appl. Physiol. 55:230-235, 1983.

Davenport, H.W. Physiology of the diagestive tract 5th ed. Chicago: Yearbook Medical Publishers, 1982.

Davis, J.M., Burgess, W.A., Slentz, C.A., Bartoli, W.P., Pate, R.R. Effects of intesting 6% and 12% glucose/electrolyte beverages during prolonged intermittent cycling in the heat. Eur. J. Appl. Physiol. 57:563-569, 1988.

Hargreaves, M., Costill, D.L., Coggan, A.R., Fink, W.J., Nishibata, I. Effects of carbohydrate feedings on muscle glycogen utilization and exercise performance. Med. Sci. Sports Exerc. 16:219-222, 1984.

Ivy, J.L., Costill, D.L., Fink, W.J., Lower, R.W. Influence of caffeine and carbohydrate feeding on endurance performance. Med. Sci. Sports Exerc. 11:6-11, 1979.

Ivy, J.L., Katz, A.L., Cutler, C.L., Sherman, W.M., Coyle, E.F. Muscle glycogen synthesis after exercise: Effect of time of carbohydrate ingestion. J. Appl. Physiol. 64:1480-1485, 1988a.

Ivy, J.L., Lee, M.C., Brozinick Jr, J.T., Reed, M.J. Muscle glycogen storage after different amounts of carbohydrate ingestion. J. Appl. Physiol. 65:2018-2023, 1988b.

Ivy, J.L., Miller, W., Dover, V., Goodyear, L.G., Sherman, W.H., Williams, H. Endurance improved by ingestion of a glucose polymer supplement. Med. Sci. Sports Exerc. 15:466-471, 1983.

Karlsson, J. Saltin, B. Diet, muscle glycogen and endurance performance. J. Appl. Physiol. 31:203-206, 1971.

Montain, S.J., Coyle, E.F. Influence of the timing of fluid ingestion on temperature reglulation during exercise. J. Appl. Physiol. 75:688-695, 1993.

Olson, K.E., Saltin, B. Variations in total body water with muscle glycogen changes in man. Biochem. Exerc. Med. Sports 5:159-162, 1969.

Olson, K.E., Saltin, B. Variations in total body water with muscle glycogen changes in man following exercise. Acta Physiol. Scand. 80:11-18, 1970.

Plyley, M.J., Costill, D.L., Fink, W.J. Influence of glycogen ”bound” water on temperature regulation during exercise. Can. J. Appl. Sport Sci. 5:5, 1980 (útdráttur)

Schabort, E.J., Bosch, A.N., Weltan, S.M., Noakes, T.D. The effects of a preexercise meal on time to fatigue during prolonged cycling exercise. Med. Sci. Sports Exerc. 31:464-471, 1999.

Sherman, W.M. Muscle glycogen suprecompensation during the week before athletic competition. Sports Nutrition 2(16): 1989.

Sherman, W.M., Costill, D.L, Fink, W.J., Hagerman, F.C., Armstrong, L.E., Murray, T.F. Effect of a 42.2-km footrace and subsequent rest or exercise on muscle glycogen and enzymes. J. Appl. Physiol. 55:1219-1224, 1983.

Sherman, W.M., Costill, D.L, Fink, W.J., Miller, J.M. Effect of exercise diet manipulation on muscle glycogen and its subsequent utilization during performance. Int. J. Sports Med. 2:114-118, 1981.

Walton, P., Rhodes, E.C. Glycaemic index and optimal performance. Sports Med. 23:164-172, 1997.

Wilmore, J.H., Costill, D.L. Physiology of Sports and Exercise 3rd ed. Champaign, IL: Human Kinetics, 2004. bls 408-412, 435-441.