Tässä artikkelissa jatketaan siitä mihin edellisessä jäätiin, eli hiilihydraateista ja niiden vaikutuksesta suorituskykyyn. Nyt lähdetään käsittelemään varsinaisia hiilihydraattimanipulaation muotoja ja niiden käyttöä kestävyysharjoittelussa.
Aamuharjoitus tyhjällä vatsalla
Teoriaa glykogeenivajeen vaikutuksista harjoitusvasteeseen on lähdetty tutkimaan monin eri menetelmin viime vuosien aikana, sillä hiilihydraattien saantia on mahdollista manipuloida monin eri keinoin. Kroonisesti matala hiilihydraattiruokavalio tarkoittaa tilannetta, jossa hiilareita ei syödä harjoitusten kannalta riittävästi koskaan. Tämän vaihtoehdon kannalla ei oikeastaan kukaan tunnu olevan, sillä menetelmä saattaa olla pitkällä aikavälillä haitallinen urheilijan terveyden kannalta. Toisessa menetelmässä kahdesti päivässä harjoittelussa kahden harjoituksen välissä nautitaan vain vähän hiilihydraatteja, jolloin toinen harjoitus tehdään matalilla glykogeenivarastoilla.
Yön paaston jälkeen treenaaminen tyhjällä vatsalla ennen aamiaista on ehkä parhaiten tunnettu vaihtoehto. Samoin pitkäkestoinen harjoitus, jonka aikana ei nautita lisäenergiaa ja mahdollisesti myös tätä ennen on paastottu. Ja viimeisin keino, pitäytyminen hiilareista harjoituksen jälkeen ensimmäisten tuntien aikana. Kaikissa edellä mainituissa muodoissa on tärkeää huomata, että kyseessä ei ole karppaus tai vähähiilihydraattinen ruokavalio, vaan pikemminkin ainoastaan hiilihydraattien ajoitusta säädellään. Jokaisessa vaihtoehdossa on tärkeää huolehtia riittävästä ravinnon saannista palautumisen aikana.
Miten hiilihydraatit tai niiden puute vaikuttavat?
Hiilihydraattien nauttimisen yksi välitön vaikutus on veren insuliinitason nousu, mikä estää lihasten sisäisten rasvojen käyttöä energiaksi. Paaston seurauksena veressä on sen sijaan vain vähän insuliinia, samalla kun katekoliamiineja (adrenaliinia ja noradrenaliinia) on enemmän. Insuliinitason lasku paaston seurauksena auttaa kehoa mukautumaan nälkiintymiseen.
Vähäinen insuliinin määrä veressä lisää rasvojen hajotusta energiaksi sekä lisäksi proteiinien hajotus ja glukoneogeneesi eli hiilihydraattien muodostus mm. laktaatista ja aminohapoista lisääntyy. Kohonneet katekoliamiinitasot stimuloivat rasva-aineenvaihduntaa niin rasvakudoksessa kuin lihaksissakin, vaikutus ulottuu mahdollisesti myös mitokondrioihin.
Paastossa tai matalilla glykogeenivarastoilla harjoittelun on havaittu nostavan monien rasvojen aineenvaihdunnan kannalta tärkeiden entsyymien aktiivisuutta. Vaikutus on samankaltainen kuin silloin, kun henkilö noudattaa runsasrasvaista (ja siten vähähiiihydraattista) ruokavaliota. Paastoharjoittelu säästääkin glykogeenin käyttöä energiaksi, kun rasvojen hapetus tehostuu. Vähäinenkin hiiihydraattien nauttiminen näyttäisi kumoavan useimpien rasva-aineenvaihdunnassa tärkeiden entsyymien aktiivisuuden.
Rasva-aineenvaihdunta tehostuu – ainakin miehillä
Säännöllinen harjoittelu matalilla glykogeenivarastoilla hiilihydraattien rajoittamisen seurauksena saattaa johtaa positiivisiin muutoksiin lepotilanteen glykogeenivarastojen koossa, mitokondrioiden oksidatiivisessa kapasiteetissa ja lihasten kyvyssä hapettaa rasvoja energiaksi kohtuutehoisen suorituksen aikana. Lihasten glykogeenivarastojen koon on havaittu kasvavan huomattavasti paastoharjoittelun seurauksena.
Stannard ym. (2010) havaitsivat, että kun harjoittelu aterian jälkeen nosti glykogeenivarastojen suuruutta 3%, nosti paastossa harjoittelu varastoja huomattavasti enemmän, jopa 55%! Lihasglykogeeni on välttämätön tekijä lihastoiminnan onnistumiselle, ja lihassupistuksen tehokkuus riippuukin saatavilla olevan hiilihydraatin määrästä. Suurentuneet glykogeenivarastot auttavat urheilijaa jaksamaan kilpailussa pidempään suuremmalla teholla.
Hiilihydraattien hapetus energiaksi laskee silloin, kun harjoitellaan matalilla glykogeenivarastoilla. Tämä johtuu siitä, että kun hiilihydraatteja ei ole paljoa saatavilla, pyrkii keho säästämään vähäisiä varastojaan välttämättömiin toimintoihin (aivot, hermokudos) ja käyttämään vaihtoehtoisia energianlähteitä hiilareiden sijasta. Matala glykogeenitaso laskee hiilihydraattiaineenvaihdunnassa olennaisten entsyymien aktiivisuutta, mikä edelleen vähentää hiilihydraattien kuljetusta mitokondrioihin.
Tämän seurauksena solujen kyky käyttää hiilihydraatteja saattaa heikentyä, etenkin silloin kun glykogeenivajeessa harjoittelua on ohjelmassa usein. Kyseinen mekanismi ei ole eduksi kovatehoisissa kilpailuissa, joissa olisi tarkoitus pitää yllä kovaa vauhtia juuri hiilihydraattien avulla. Säännöllinen harjoittelu paastossa saattaa lisäksi tehostaa maksan kykyä muodostaa glukoosia esimerkiksi laktaatista ja aminohapoista, mikä on hyvä asia.
Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet hiilihydraattien rajoittamisen vaikuttavan akuuttiin molekyylivasteeseen harjoituksen jälkeen. Edellisessä artikkelisarjan osassa mainitun mitokondrioiden toimintaa stimuloivan PGC-1α:n aktiivisuutta näyttäisi nostavan nimenomaan harjoittelu valmiiksi tyhjillä glykogeenivarastoilla, ei se että varastot tyhjenevät vasta harjoituksen vaikutuksesta. Kannattaakin huomata, että ei ole sama asia aloitetaanko harjoitus paastotilassa vai tyhjenevätkö glykogeenivarastot vasta harjoituksen aikana.
Vasteet paastoharjoitteluun eroavat jonkin verran sukupuolten välillä. Stannard ym. (2010) havaitsivat, että miesten ja naisten lihakset reagoivat eri tavalla paastoharjoitteluun. Vaikka kyseisessä tutkimuksessa koehenkilöt olivat harjoittelemattomia, voi tuloksista silti vetää joitain johtopäätöksiä mahdollisista sukupuolieroista. Rasva-aineenvaihdunnassa tärkeän entsyymin aktiivisuus nousi paastoharjoitelleilla miehillä, kun taas naisilla nousu oli selvästi suurempaa aterian jälkeisen liikunnan seurauksena. Naiset saattavatkin hyötyä enemmän aterian jälkeen harjoittelusta. Miehet käyttävät vähemmän lihasten sisäisiä triglyseridejä energianlähteenä kuin naiset. Erot saattavat johtua hormonitoiminnan eroavaisuuksista, mutta varmaa syytä ei tiedetä.
Krooninen glykogeenivajeessa harjoittelu voi kääntyä urheilijaa vastaan
Lyhytaikainen tai satunnaisesti tapahtuva hiilihydraattimanipulaatio näyttäisi toimivan, sen sijaan pitkäaikaisena se saattaa olla haitallinen urheilijan terveyden ja suorituskyvyn kannalta. Kun harjoitus tehdään matalilla glykogeenivarastoilla, laskee harjoituksen teho pakostakin, mikä saattaa heikentää harjoitusten laatua ja urheilija kehitystä. Lisäksi vastustuskyky on kovilla ja loukkaantumisriski koholla, kun harjoitellaan epäoptimaalisessa ravitsemustilassa. Turvallisinta onkin tehdä korkeintaan muutama harjoitus viikossa glykogeenivajeessa. Missään nimessä kaikkia harjoituksia ei kannata tehdä ilman hiilihydraatteja, sillä tällöin menetelmä kääntyy urheilijaa vastaan.
Tutkimuksissa solutasolla havaittu rasvojen hapetuskyvyn tehostuminen ei myöskään välttämättä tarkoita sitä, että kilpailusuorituskykykin olisi parantunut. On nimittäin osoitettu, että vaikka rasvojen hapetus olisikin tehostunut paastoharjoittelun seurauksena, ei tämän ole havaittu parantavan itse kestävyyssuorituskykyä johtuen lihasglykogeenin heikentyneesta hyödyntämisestä energiantuottoon. Solutason adaptaatiomekanismit eivät siten välttämättä suoraan siirry lajisuoritukseen asti.
Saattaa olla, että osa etenkin paljon ja kovaa treenaavista urheilijoista jo nyt tietämättään harjoittavat train low’ta toisinaan, kun energiaa on mahdotonta saada tarpeeksi kovilla treenijaksoilla. Huippumaratonjuoksijat tekivät erään tutkimusten mukaan kuitenkin viikon 12-14 treenistä vain 1-3 tyhjällä vatsalla, mikä kuulostaa järkevältä. Vielä harvemmin urheilijat tekivät iltapäivän harjoituksensa matalilla hiilihydraattivarastoilla, koska kertoivat sen tuntuneen henkisesti raskaalta. Tutkijoiden mukaan tällä hetkellä ei tunnu järkevältä ohjeistaa urheilijoita pitkällä aikavälillä käyttämään hiilihydraattien rajoittamista harjoitusten ympärillä.
Glykogeenivajeessa harjoittelu ei ehkä sovi urheilijoille, jotka kilpailevat kovalla teholla, kun taas vaikkapa ultraurheilijat saattavat saada menetelmästä irti enemmän, kun mahdollisesta rasva-aineenvaihdunnan tehostumisesta on konkreettisempaa hyötyä hitaimmilla vauhdeilla kilpailtaessa. On myös syytä huomioida, että suorituksen taloudellisuus paranee yleensä sillä teholla jolla liikutaan. Joten jos harjoittelet hiljaa, et ole kovin taloudellinen kovassa vauhdissa. Tämä taas ei kuulosta hyvältä ajatukselta urheilijan kannalta, jos tavoitteena on nimenomaan pärjätä kilpailuissa.
Käytännön ohjeita ravintomanipulaatioista kiinnostuneille
- Tee muutama (max 2-3) harjoitus viikossa kalorivajeessa, esim. aamulla ennen aamupalaa
- Harjoittele matalilla tehoilla
- Kahden treenin päivinä tee jälkimmäinen glykogeenivajeessa
- Huolehdi riittävästä palautumisesta nauttimalla hiilihydraatteja ja proteiineja myös ”paasto”harjoitusten jälkeen
- Kokeile ravintomanipulaatiota pääasiassa harjoituskaudella ja huolehdi kilpailukaudella riittävästä ravitsemuksesta ennen ja jälkeen kilpailujen
- Monitoroi jaksamista ja palautumista, sillä sairastumisten, rasitusvammojen ja ylikunnon riski kasvaa glykogeenivajeessa harjoittelun myötä
- Jos olet nainen, harkitse/kokeile, onko paastoharjoittelu hyödyksi vai haitaksi kehittymisen kannalta; miehille ravintomanipulaatio saattaa sopia paremmin
Tärkeää on huomioida, että samalla kun edellä mainitut menetelmät saattavat maksimoida harjoitusvasteen, ne todennäköisesti laskevat senhetkistä suorituskyvyn tasoa. Tästä seuraa, että kilpailukauden aikana ei kannata tehdä edellä mainitun kaltaisia ravintomanipulaatioita, jotka lisäävät kehoon kohdistuvaa stressiä ja heikentävät suorituskykyä. Myös palautumiseen on syytä kiinnnittää erityishuomiota silloin, kun osa harjoituksista tehdään matalilla hiilihydraattivarastoilla. Glykogeenivajeessa tehtävät harjoitukset heikentävät luultavasti myös vastustuskykyä ja lisäävät loukkaantumisriskiä, joten liikaa niitä ei kannata tehdä. Myös ylikuormittumisen riski on suurentunut tämän tyyppisen harjoittelun aikana.
Onnistuneet pääharjoitukset etusijalla
Lopuksi mainittakoon, että vaikka epäoptimaalisessa ravitsemustilassa harjoittelu vaikuttaisikin olevan hyödyllistä molekyylitasolla tapahtuvissa adaptaatiossa, ei asia todellisuudessa ole läheskään näin yksinkertainen. Kestävyyssuorituskykyyn vaikuttavat myös monet muut asiat ja kun yksi asia johtaa toiseen, saattaa olla ettei solutason adaptaatiomekanismi käänny eduksi itse suorituksessa.
Tässä artikkelissa mainittu hiilareiden rajoittaminen ei missään nimessä ole sama asia kuin vähähiilihydraattinen ruokavalio tai karppaus. Myöskään ei ole puhuttu laihdutusmenetelmästä, vaan pyrkimyksenä on suorituskyvyn maksoimointi. Hiilihydraattien saannin ajoitusta ja määrää manipuloidaan, mutta kokonaisenergian tai hiilihydraattien päivittäistä määrää ei vähennetä. Tällä tavoin varmistetaan kehittymisen kannalta tärkeä palautuminen ja estetään liikarasituksen aikaansaamat haitat.
Loppujen lopuksi urheilijan menestyksen kilpailuissa määrittelee laatuharjoitusten onnistunut toteutus harjoituskaudella, ja juuri nämä laatuharjoitukset tulee tehdä hyvässä energiatasapainossa ja riittävillä hiilihydraattivarastoilla, jotta harjoittelun teho säilyisi parhaana mahdollisena.
Lisää tietoa aiheesta:
Baar, K. 2013. New ideas about nutrition and the adaptation to endurance training. Sports Science Exchange 26(115), 1-5.
Gejl, K., Hvid, LG., Frandsen, U., Jensen, K., Sahlin, K. & Ørtenblad, N. 2013. Muscle glycogen content modifies SR CA2+ release rate in elite endurance athletes. Med Sci Sports Exerc. DOI:10.1249/MSS.0000000000000132.
Hawley, JA. & Burke, LM. 2010. Carbohydrate availability and training adaptation: effects on cell metabolism. Exerc Sport Sci Rev 38(4), 152-160.
Hulston, CJ., Venables, MC., Mann, CH., Martin, C., Philp, A., Baar, K. & Jeukendrup, AE. 2010. Training with low muscle glycogen enhances fat metabolism in well-trained cyclists. Med Sci Sports Exerc 42(11), 2046-2055.
Kersten, S., Lichtenstein, L., Steenbergen, E., Mudde, K., Hendriks, HFJ., Hesselink, MK., Schrauwen, P. & Muller, M. 2009. Caloric restriction and exercise increase plasma ANGPTL4 levels in humans via elevated free fatty acids. Arterioscler Thromb Vasc Biol 29, 969-974.
Mikulski, T., Ziemba, A. & Nazar, K. 2010. Metabolic and hormonal responses to body carbohydrate store depletion followed by high or low carbohydrate meal in sedentary and physically active subjects. Journal of Physiology and Pharmacology 61(2), 193-200.
Philp, A., Hargreaves, M. & Baar, K. 2012. More than a story: regulatory roles for glycogen in skeletal muscle adaptation to exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab 302, E1343-E1351.
Psilander, N., Frank, P., Flockhart, M. & Sahlin, K. 2013. Exercise with low glycogen increases PGC- 1α gene expression in human skeletal muscle. Eur J Appl Physiol 113, 951-963.
Stannard, SR., Buckley, AJ., Edge, JA. & Thompson, MW. 2010. Adaptations to skeletal muscle with endurance exercise in the acutely fed versus overnight-fasted state. Journal of Science and Medicine in Sport 13, 465-469.
Van Proeyen, K., Szlufcik, K., Nielens, H., Ramaekers, M. & Hespel, P. 2011. Beneficial metabolic adaptations due to endurance exercise training in the fasted state. J Appl Physiol 110, 236-245.
Yeo, WK., McGee, SL., Carey, AL., Paton, CD., Garnham, AP., Hargreaves, M. & Hawley, JA. 2009. Acute signalling responses to intense endurance training commenced with low or normal glycogen. Exp Physiol 95, 351-358
Julkaistu Kestä’vyysurheilu.fi sivustolla 9.12.2013
Ida Heikura, PhD, IOC Diploma in Sports Nutrition 