UTokyo bicycle racing team

晴走雨読、続カーボローディング

8/22 

合宿中に読む予定の夏の課題図書(寺田新のスポーツ栄養学)が全く読み進められていなかったので雨の休息日を利用して読み進めることにした。カーボローディングについてもうちょい詳しいことが書いてあったのでまとめてみた。

要は

・やっぱりわざわざカーボローディングを意識する必要性は少ない

・2部練とかの後半までにグリコーゲンを回復させたいような場合以外、つまり普通に練習して次の日までトレーニングをしない場合はそんな急いで糖質摂取をする必要はあまりない

・試合直前の糖質摂取は試合の30〜45分前は避けて1〜1.5時間前または試合の直前に行いましょう

ということらしい。図などは何かに引っかかりそうなので割愛、知らんけど。

 

運動時における糖質の重要性

体内のグリコーゲン量は多くとも肝臓に500kcal,筋肉に1500kcal。体内では細胞内の浸透圧を低く抑えるためグルコースをグリコーゲンという形で保存する。脂肪が体内に残っているのにグリコーゲンが枯渇すると足が動かなくなる原因とは。糖質は時間あたりエネルギー産生能力(ATP再合成率)が高く脂肪を使った場合にはATPの再合成に時間がかかりATP需要増に追いつかなくなる。またグリコーゲン自体が筋収縮機構に直接関与している可能性がある。筋グリコーゲンは細胞膜直下、筋原繊維間、筋原繊維内に存在し、筋原繊維内のグリコーゲンが減少すると筋小胞体からのカルシウムイオンの放出が妨げられ筋収縮活動が持続できなくなっているかも。

 

 

  筋グリコーゲン量を高める グリコーゲンローディング

古典的な方法:まず運動により筋グリコーゲン量を減らしその後の3日間は高脂肪食を摂取しグリコーゲンが枯渇した状態を維持して骨格筋が糖質を渇望する状態を作り、その後高糖質食を摂取し筋グリコーゲンを回復させる。そうすることにより運動前の2倍近いグリコーゲンが増加する。しかし高脂肪食により体調不良を起こす場合があり、高脂肪食を普通食にした場合でも高脂肪食の場合と変わらない程度までグリコーゲンが回復する。

 グリコーゲン超回復がなぜ起こるのか

骨格筋でのグリコーゲン合成過程に注目する。

  • 血中から骨格筋細胞内に血糖を取り込む
  • グリコーゲン合成酵素によりグルコースを連結する。

食事により血糖値が上がるとインスリンが分泌され、これを感知した細胞内のトランスポーターGLUT4が細胞膜状に現れ血糖を細胞内に取り込む。運動を行なった後ではインスリン感受性が亢進するためより多くのグルコースを細胞内に取り込むことができる。

 GLUT4の量と筋グリコーゲンの量は相関関係がありGLUT4を増やすことができればグリコーゲンの合成が高まる。増やす方法はペース走のような低〜中強度の長時間トレーニングがよい。

図を見ればわかるように、トレーニングをある程度積むと普通にトレーニングして普通に高糖質食を摂取すればカーボローディングと同じ程度の筋グリコーゲン濃度まで回復している。これがあんまりカーボローディングって意味ないんじゃね?ということ。

  運動前の糖質補給に関する注意点

グリコーゲンが1g貯蔵されるとそれに伴い2.7g程度の水分も同時に貯蔵されるので体重がそのぶん増えることに注意。

 また運動開始の30〜45分前に多量の糖質(実験では75gのグルコース)を補給すると運動開始時には血糖値が高くなるものの運動開始直後に血糖値が低下し場合によっては低血糖症に陥ってしまう運動誘発性低血糖が引き起こされる。実は骨格筋を収縮させて運動すること自体もGLUT4を細胞膜状に移動させ血糖を取り込ませる刺激となる。このために運動中は交感神経活動が亢進しインスリン分泌が減少するにもかかわらず血糖値が徐々に低下する。つまり血糖値が高い状態で運動し始めるとインスリン分泌と筋収縮による血糖の取り込みが合わさって血糖値がいっきに低下すると考えられている。これを防ぐ方法は運動開始の1〜1.5時間前に糖質を摂取し血糖値を落ち着かせてから運動を開始する、または直前に摂取し血糖値が上昇する前に運動を開始すること。もう一つの方法としては摂取する糖質の種類を変えること。グルコースは吸収が早く血糖値が上昇しやすい。血糖値の上昇度グルコースを100として表したGI(Glycemic Index)の低い糖質を摂取すれば運動誘発性低血糖を防ぐことができる。フルクトースはGI値が15前後らしくかなり低いのでオススメらしい。

  運動後のグリコーゲン回復

 運動後には糖質を摂取し筋グリコーゲンの回復を促すことが重要である。体重1kgあたりタンパク質0.4g、糖質0.8gを毎時間摂取するのがいいらしい。糖質のみを1.0~1.2g摂取するのもいいがタンパク質と糖質を同時に摂取することにより糖質単体を摂取した場合に比べてインスリン濃度が大きくなり、骨格筋でのタンパク質合成を高めることができる。インスリン分泌は血糖値だけで制御されているわけではない。タンパク質と糖質を同時に摂取すると十二指腸や省庁から消化管ホルモンが分泌され、膵臓のβ細胞に作用し高血糖時にのみインスリン分泌を促進する。

 

 また運動後の筋グリコーゲンの回復には糖質摂取のタイミングも重要である。図にある通り運動直後と運動終了2時間後に摂取した場合では回復率に2倍ほどの開きが出た。運動中はインスリン分泌と関係なくGLUT4が細胞膜状に存在し、運動中には運動に動員されている骨格筋へと優先的に血液が送られる。運動終了直後もこの状態が維持されているのでこのタイミングで糖質を摂取することにより多くの糖が集中的に活動筋へと送られグリコーゲンを合成することができる。また図の実験では運動終了直後と2時間後での比較だが、動物実験においては30分後でも回復率が低下している可能性も指摘されている。

ただし悲しいことに、このお話は1日に試合やトレーニングが複数回行われる場合に限り、次の日までトレーニングなどがない場合にはそれほど急いで糖質を摂取する必要はないらしい。練習後に卵ご飯をいそいそと掻き込んでた努力を返せ。

  運動中の糖質の利用を減らすためには?

 ミトコンドリアは酸素を利用しながら糖質と脂質から得られるエネルギーを利用しATPを再合成する。運動強度が上がりこれが間に合わなくなると細胞内にはATPの分解物であるADPとPiが増加する。このPiはグリコーゲンを分解する反応において使用されるのでPiの増加がグリコーゲン分解のスイッチとなっている。Piが増加しない状態が維持される、つまりミトコンドリアが多く存在しATPの再合成が速やかに行われればグリコーゲン分解は行われない。ミトコンドリアは持久的トレーニングで増加することが明らかになっている。

 持久的トレーニングの効果

  • GLUT4の増加により多くの血糖を取り込みグリコーゲン貯蔵量が増加
  • ミトコンドリアの増加によるグリコーゲン使用量の低下

 

  持久的トレーニングの効果を高める方法

 持久的トレーニングに関して、AMPK(AMP依存性プロテインキナーゼ)が重要な役割話果たしていることが明らかになっている。AMP(アデノシン1リン酸)はATPの代謝物であり、高強度や長時間の運動によりATPが分解されAMPが増加するとAMPKが活性化し、ミトコンドリアやGLUT4などの持久的運動に関する遺伝子に働きかけることが明らかになっている。AMPKを活性化させるための方法が模索されており2つを以下で紹介する。

  • Training-Low Compete-High法

AMPKは実は筋グリコーゲン濃度の影響も受け、濃度が低いと活性化しGLUT4の遺伝子の発現が高まるので糖質をあまり摂取せず筋グリコーゲンが少ない状態で持久的トレーニングを行い(Training-low)筋グリコーゲンが多い状態でレースに臨む(Compete-high)方法である。

注意点:トレーニングの質の低下、高強度が行えない。タンパク質の分解が進むので体づくりには悪影響

  • Sleep-Low法

レーニング前はきちんと食事をとり普段通りの強度でトレーニングを行い、トレーニング後の夕食で糖質を摂取せず筋グリコーゲン濃度が低い状態を作りその状態で睡眠をとり高強度トレーニング後の遺伝子発現を促す。さらに翌朝筋グリコーゲン濃度が低い状態で低強度のトレーニングを行いミトコンドリアやGULT4の遺伝子発現をさらに活性化させる。その後糖質を十分摂取しグリコーゲンの回復を図り午後の高強度トレーニングに備える。つまり筋グリコーゲンが多い時に高強度やって少ない時に低強度を行うイメージ。