Kulhydrater
og styrketræning

Tilgængeligheden af kulhydrater, under styrketræning, har en stor indvirkning på præstationsevnen og derved kvaliteten af træningen.

Kulhydrater og præstationsevne

Tilgængeligheden af kulhydrater, under styrketræning, har en stor indvirkning på præstationsevnen og derved kvaliteten af træningen.

Kulhydrater er det makronæringsstof, som mest effektivt omsættes til ATP (kroppens energi) og er yderst nødvendig under højtintenst arbejde, hvor ATP-kravet er højt[1, 2]. Kulhydrater fremmer præstationsevnen på to måder; 1: Ved at øge plasmaglukosekoncentrationen (blodsukkeret) og derved øge mængden af glukose som musklen kan optage og omdanne til ATP. 2: Øge koncentrationen af muskelglykogen (den lagret form af glukose).

De kulhydrater som indtages i forbindelse med træning, enten før eller under, fordøjes og overføres til blodet, som glukose. Under træningen vil skeletmusklernes evne til at optage glukose fra blodet stige. En forøgelse i glukoseoptaget af skeletmuskulaturen har potentiale for at øge glukosekoncentrationen inde i skeletmuskulaturen. Der ses kun en forøgelse af glukose i skeletmuskulaturen hvis plasmaglukosekoncentrationen er høj nok, hvilket reguleres af kulhydratindtaget.

Et højt kulhydratindtag øger tilgængeligheden af glukose i blodet, hvilket fremmer ATP-produktionen i skeletmuskulaturen

Kulhydrat fremmer præstationsevnen ved at øge tilgængeligheden af glukose i blodet, hvilket optages af musklen og omdannes til ATP. Den hurtige fordøjelse og metabolisme af kulhydrat til ATP, gør at kulhydrater er essentielle under højintens træning, hvor ATP-behovet er stort i relative korte perioder, som f.eks. ved styrketræning[3-6]. Hvis ikke indtaget af kulhydrater er tilstrækkelig, vil ATP-produktionen ikke overstiger ATP-forbruget og udmattelse vil indtræffe. Dette sker fordi en del af ATP-produktion kommer fra andre begrænsede kilder i stedet for kulhydrater, herunder fedtmetabolisme, kreatinfosfat, glykogen og anaerob metabolisme (skaber meget laktat). Når disse begrænset kilder er tømte og ATP-kravet ikke kan opnås, vil udmattelse indtræffe. Fedt er kroppens største energireserve, hvilket gør at metabolismen af fedt til ATP har et stort potentiale. Problemet med fedt som primær energikilde, under styrketræning, er at fedt har en meget langsom metabolisme, hvilket gør at produktionen af ATP ikke overstiger forbruget under højtintenst arbejde. Fedt er en suveræn energikilde under lav intenst arbejde. Derfor er kulhydrater essentielle under højtintenst arbejde, eftersom kulhydrater har en meget hurtig metabolisme og udskyder forbruget af de begrænsende energikilder, som muskelglykogen og i stedet metaboliseres glukosen fra blodet. Se figur 1.

Lav muskelglykogenkoncentrationer har vist at korrelerer med udmattelse under aerob træning

I hvile, vil de kulhydrater som indtages ikke metaboliseres direkte til ATP, men lagres i forskellige depoter, enten skeletmuskulaturen eller leveren. Glukosen lagres i lange forgrenede kæder, kaldet glykogen. Der lagres omkring 300-500g glykogen i skeletmuskulaturen og 60-100g i leveren. Lave muskel glykogenkoncentrationer har vist at korrelerer med udmattelse under aerob træning [7-10]. Rune Lauterbach-Jensen & Simon Laugesen fandt i 2017 (ikke publiceret studie) at en styrketræningssession nedsætter det totale glykogenniveau fra 395g til 241g, hvilket er et fald på 39%. Et glykogen fald på 39% er ikke specielt stort og vil umiddelbart ikke have en indvirkning på præstationsevnen, men når man kigger på glykogenforbruget i henholdsvis type 1 og type 2 muskelfiber er historien en anden. Koncentrationen af glykogen var efter styrketræningssessionen signifikant lavere i type 2 fibrene sammenlignet med type 1 fibrene. Derved kan den lave glykogenkoncentrationen i type 2 fibrene, som er vigtige under eksplosive bevægelser som styrketræning, være en begrænsende faktor for præstationsevnen. Det er derfor vigtigt, hvis høj præstationsevne er et ønske, at sikre høje skeletmuskelglykogen niveauer inden en styrketræningssession og derved udsætte tidspunktet hvori glykogendepoterne er kritiske lave.

Glykogenkoncentrationen reguleres hovedsageligt af to ting; 1) Det daglige indtag af kulhydrat, 2) Antal træning sessioner i tæt forbindelse med hinanden. I takt med at styrketræning har en metabolisk omkostning vil mange træningssessioner i træk og for lille kulhydratindtag, resulterer i lave glykogendepoter. I perioden efter en styrketræningssession, hvor glykogendepoterne er lave, vil skeletmusklens glukoseoptag holdes høj, for at sikre at glykogendepoterne har mulighed for at genopfyldes[11-14]. Dertil er det vigtigt at indtage kulhydrater, for at sikre tilstrækkelige niveauer af glukose i blodet, til genopfyldningen af glykogendepoterne[15]. Fænomenet superkompensation beskriver evnen til at opnå højere niveauer end normalt. Superkompensation kan bruges til at opnå ekstreme niveauer af glykogen og gøres ved at holde kulhydratindtaget høj og samtidig holde forbruget lavt (reduktion træningsvolume og intensitet). Denne metode bruges inden vigtige en træningssession som f.eks. styrkeløftkonkurrencer eller træningssession med høj intensitet.

Figur 1: Grafen viser hvordan de forskellige energikilder tilsammen opnår den nødvendige ATP-produktion. Yderligere viser graften hvordan faldet i muskelglykogen gør at ATP-omkostningen, ved et stykke arbejde, ikke kan opnås. Hvilket er hvorfor det er vigtigt at nedsætte glykogenforbruget og i stedet øge potentialet for at optage glukose fra blodet, ved at øge kulhydratindtaget.

Opsummering af kulhydrats indvirkning på præstationsevnen

Kulhydrater er den mest effektive måde, størst ATP-produktion pr. tidsenhed, at producerer ATP på og har derved en stor indvirkning på præstationsevnen. Skeletmuskulaturen optager glukosen direkte fra blodet, hvor det totale optag reguleres af mængden af glukose frit tilgængeligt i blodet og musklens optagelseshastigheden. Glukosen inde i skeletmuskulaturen kan enten indgå direkte i ATP-produktionen via glykolysen eller lagres som glykogen til senere brug. De kulhydrater som indtages i forbindelse med styrketræning, vil indgå direkte i ATP produktionen i skeletmuskulaturen, eftersom behovet for ATP er stort, og udsætter dermed udtømningen af muskelglykogen. Hvorimod de kulhydrater som indtages på de resterende tidspunkter af døgnet, hvor behovet for ATP er lavt, vil indgå i genopfyldning glykogendepoterne og derved øge præstationsevnen til næste styrketræningssession, ved at udsætte tiden til udmattelsen.

Kulhydraters anabolske effekter

Udover at kulhydrater øger præstationsevnen, påvirker kulhydrater også de anabolske (vævs opbyggende – hypertrofi) adaptationer som styrketræning skaber. Glykogenkoncentrationen er en god indikator for det intracellulære miljø i musklen, hvor lave koncentrationer ofte ses i forbindelse med energiunderskud (højere ATP-forbrug end produktion), hvorimod høje koncentrationer ses i forbindelse med energioverskud (højere ATP-produktion end forbrug). AMPK (5’AMP-activated protein kinase) er det enzym som registrer ændringer i glykogenkoncentration og ved lave glykogenkoncentrationer nedsætter de ATP forbrugende processor. AMPK kaldes ofte for ”The metabolic masterswitch” fordi den skruer på forskellige ATP producerende / krævende processor for at holde niveauet af ATP i balance (homøostase). En af de vigtigste regulatorer for muskelvækst er mTOR komplekset (Mammalian target of rapamycin), hvor hæmning af dette kompleks mindsker hypertrofi adaptationerne af styrketræning[16]. Ved lave glykogendepoter vil AMPK hæmme mTOR, eftersom mTOR er en meget energi (ATP) krævende proces [17-20]. Lave niveauer af muskelglykogen ser derved ud til at kunne hæmme de anabolske effekter af styrketræning, ved at hæmme mTOR aktivitet. Derfor vil tilstrækkeligt kulhydratindtag øge kroppens evne til at hypertrofier, fordi glykogenkoncentrationer generelt vil være forøget.

Udover at kulhydrater øger præstationsevnen, så har kulhydrater også anabolske effekter, hvilket øger potentialet for muskelvækst

Indtagelse af kulhydrater forsager en øget udskillelse af hormonet Insulin. Insulin er et anti-katabolisk hormon, hvilket betyder det nedsætter hastighed hvori forskellige protein strukturer nedbrydes, herunder også muskler [21]. Insulin er anti-katabolisk fordi det øger glukoseoptaget i muskulaturen, hvilket gør at der er tilstrækkelig med glukose til rådighed i musklen og derved nedsætter forbruget af aminosyrer til ATP-produktion[22].

Derfor vil indtagelse af kulhydrater efter en styrketræningssession, hvor nedbrydelsen af musklerne er størst (muscle protein breakdown (MPS)), resulterer i et større potentiale for at opbygge muskler, idet nitrogen balancen er mere positiv. Der er så lige det men, at nogle studier ikke finder denne positive effekt af kulhydrater på nedsat MPS, når tilstrækkelig med protein er indtaget i perioden efter styrketræning sessionen[23] (Læs tidligere blog-indlæg for at se proteinanbefalingerne). En potentiel grund til dette kan være at tilstrækkelig med protein allerede skabe samme indvirkning som på nitrogenbalancen som kulhydrat vil have gjort og derfor ses der ingen additiv effekt. Eftersom kulhydrat også har en indvirkning på mTOR, giver det stadig mening at indtage kulhydrater efter en træningssession.

Opsummering af kulhydraters anabolske effekter

Udover at kulhydrater øger præstationsevnen, så har kulhydrater også anabolske effekter, som er speciel vigtigt når formålet med styrketræning er hypertrofi. Indtagelse er kulhydrater er nødvendigt for at lagre glykogen i skeletmuskulaturen, hvorved kulhydrater indirekte øger præstationsevnen, ved at sikre høje glykogenkoncentration i skeletmuskulaturen. Ydermere, ses der en forbindelse mellem lav muskelglykogenkoncentration og hæmning af mTOR. Udover kulhydraters indvirkning på glykogenkoncentrationen, forsager indtagelse af kulhydrater en øget insulin udskillelse, hvilket stimulerer til et øget glukoseoptag af muskulaturen og nedsat en aminosyre nedbrydelse. Derfor kan indtagelse af kulhydrater i forbindelse med styrketræning hjælpe med at skabe en positiv nitrogenbalance, eftersom det nedsætter nedbrydelse af aminosyre og øger glykogenkoncentrationen hurtigere.

Kulhydrat anbefalinger i forbindelse med styrketræning

Kulhydrater er det makronæringsstof man ofte manipulerer med for at skabe et kalorieunderskud/overskud, hvorimod disse anbefalinger er baseret på at fremme præstationsevnen, samt øge potentialet for muskelvækst. Det daglige kulhydratindtag er klart den vigtigste faktorer af de nedenstående. Start derfor med at få styr på det daglige kulhydratindtag.

  1. Dagligt indtag: Det daglige kulhydratindtag burde være baseres på intensiteten af den ugentlige styrketræning, samt individuelle metaboliske forskelle. Træning med høj intensitet (længden på træning, pauser, øvelse valg osv.) kræver større tilgængelighed af kulhydrater og større glykogendepoter, hvilket opnås igennem et højere dagligt kulhydratindtag.
    60 min intensiv styrketræning pr. session: 5-7g pr. kg kropsvægt.
    60-180 min intensiv styrketræning pr. session: 6-10g pr. kg kropsvægt
  2. Inden styrketræning: Indtag 1-4g pr. kg kropsvægt inden en styrketræningssession. Dette kulhydratsrige måltid burde placeres 1-4 timer inden træningen og indeholde kulhydrater med et lavt fiberindhold, hvilket mindsker tiden hvori kulhydraterne skal fordøjes.
  3. Under styrketræning: Indtaget af kulhydrater under styrketræning reguleres efter længden på træningssessionen og burde kun gøres hvis sessionen er længere end 45min, eftersom muskelglykogenkoncentrationen generelt vil være tilstrækkelig ved sessioner kortere end 45min. Se figur 2. Indtaget af simple kulhydrater under træning vil udsætte tidspunktet hvor muskelglykogendepoterne er udtømte og derved vedligeholde præstationsevnen i længere tid.
    45 min: Ingen præstationsfremmende effekter ved indtagelse af kulhydrat.
    45-75 min: Præstationsfremmende effekter ved indtagelse af små mængder kulhydrat, indtag mellem 20-30g.
    60-150min: Store præstationsfremmende effekter ved indtagelse af kulhydrater under relative lange træningssessioner, indtag mellem 30-60g i timen fra starten af træningssessionen.
  4. Efter træning: Indtag af kulhydrater efter en glykogentømmende træningssession sikre en hurtig genopfyldning af glykogendepoterne. Raten for glykogen genopfyldning er cirka. 5 % i timen hvilket derfor kræver 20 timers restitutionstid med et kulhydratindtag på 5-7g pr. kg kropsvægt [24]. Indtag et kulhydratrigt måltid (f.eks. 1-4g pr. kg kropsvægt) indenfor 2 timer efter en træningssession, for at øge genopfyldningshastigheden.
    Hvis næste glykogenkrævende træningssession ligger indenfor de 20 timers restitutionsperiode, kan man øge kulhydratindtaget til 1.2g pr. kg kropsvægt i timen. Dette maksimerer genopfyldningshastigheden af glykogen i de første 4-6 timer og reducerer tiden til fuld glykogenkoncentration[25].
  5. Kulhydrat ”loading”: Behovet for kulhydrat øges op til en styrketræningssession af særdeles hård intensitet, f.eks. til en vægtløftningskonkurrence eller en session hvor man tester sine løft. Her anbefales et kulhydratindtag på 10-12g pr. kg kropsvægt døgnet optil. Et sådant kulhydratindtag i kombination med nedsat træningsvolume / intensitet i perioden optil, skaber superkompensation af muskelglykogen (høj muskelglykogenkoncentration = længere tid til at glykogen niveauer er lave).

Figur 2: Grafen viser hvordan et fald i præstationsevne sker over tid. En af grundene for faldet i præstationsevne er at glykogendepoterne er ved at være lave. Ved at indtage kulhydrater under træningen kan tidspunktet hvor glykogendepoterne er lave og udmattelse opstår udskydes. Hvis træningen er under 45min er der tilstrækkelig med glykogenlagret (Så længe man indtager de anbefalede mængder dagligt) og indtagelse af simple kulhydrater under træningen vil ikke have nogen yderligere effekt på præstationsevnen. Hvorimod hvis træningen er længere end de 45min begynder glykogendepoternes koncentration at have en indvirkning på præstationsevnen. Her vil indtag af kulhydrater under træning udsætte tidspunktet hvor glykogendepoterne er kritiske lave og udmattelse opstår.

Opsummering af anbefalinger

Det daglige kulhydratindtag er den vigtigste faktorer i at sikre høje glykogenkoncentrationer og derved optimerer præstationsevnen. Det daglige indtag reguleres alt efter intensiteten af træningen, 60min intensiv styrketræning pr. session resulterer i et indtag på 5-7g kulhydrat pr. kg kropsvægt, hvorimod 60-180min intensiv styrketræning pr. session resulterer i 6-10g kulhydrat pr. kg kropsvægt. Indtag 1-4g pr. kg kropsvægt i perioden optil en styrketræningssession (1-4 timer inden). Under en styrketræningssession vil kulhydratindtag ikke have en indvirkning hvis træningssessionen er under 45min, hvorimod et kulhydratindtag på 20-30g fremmer præstationsevnen, hvis træningssessionen er på 45-75min og ligeledes vil et kulhydratindtag på 30-60g i timen øge præstationsevnen, hvis træningssessionen er mellem 60-150min lang. Kulhydrater i perioden efter en styrketræningssession øger glykogengen opfyldningshastigheden. Indtag et kulhydratrigt måltid indenfor 2 timer efter end træningssession. Hvorimod, hvis næste glykogenkrævende træningssession er samme dag, kan man øge kulhydratindtaget til 1.2g pr. kg kropsvægt i timen i 4-6 timer, hvilke øger genopfyldningshastigheden markant.

Bibliography

1. Christensen, E.H.K., A. ; Lindhard, J., Investigations on heavy muscular work. Quarterly Bulletin of the Health Organisation. League of Nations, 1934. 3: p. 388-417.
2. Christensen, E.H. and O. Hansen, I1. Zur Methodik der Respiratorischen Quotient-Bestimmungen in Ruhe und bei Arbeit2. Skandinavisches Archiv Für Physiologie, 1939. 81(1): p. 137-151.
3. Helge, J.W., A high carbohydrate diet remains the evidence based choice for elite athletes to optimise performance. J Physiol, 2017. 595(9): p. 2775.
4. Hawley, J.A. and J.J. Leckey, Carbohydrate Dependence During Prolonged, Intense Endurance Exercise. Sports Med, 2015. 45 Suppl 1(Suppl 1): p. S5-12.
5. Thomas, D.T., K.A. Erdman, and L.M. Burke, American College of Sports Medicine Joint Position Statement. Nutrition and Athletic Performance. Med Sci Sports Exerc, 2016. 48(3): p. 543-68.
6. Jeukendrup, A.E., Periodized Nutrition for Athletes. Sports Med, 2017. 47(Suppl 1): p. 51-63.
7. Bergström, J., et al., Diet, Muscle Glycogen and Physical Performance. 1967.
8. Hermansen, L., E. Hultman, and B. Saltin, Muscle Glycogen During Prolonged Severe Exercise. 1967.
9. Gollnick, P.D., et al., Effect of Training on Enzyme Activity and Fiber Composition of Human Skeletal Muscle. 1973.
10. Casey, A., et al., Glycogen Resynthesis in Human Muscle Fibre Types Following Exercise-Induced Glycogen Depletion. 1995.
11. Warden, S.M., et al., Post-translational modifications of the beta-1 subunit of AMP-activated protein kinase affect enzyme activity and cellular localization. Biochem J, 2001. 354(Pt 2): p. 275-83.
12. McConell, G.K., et al., Short-term exercise training in humans reduces AMPK signalling during prolonged exercise independent of muscle glycogen. J Physiol, 2005. 568(Pt 2): p. 665-76.
13. Kjobsted, R., et al., AMPK in skeletal muscle function and metabolism. Faseb j, 2018. 32(4): p. 1741-1777.
14. Derave, W., et al., Dissociation of AMP-activated protein kinase activation and glucose transport in contracting slow-twitch muscle. Diabetes, 2000. 49(8): p. 1281-7.
15. Ortenblad, N., et al., Role of glycogen availability in sarcoplasmic reticulum Ca2+ kinetics in human skeletal muscle. J Physiol, 2011. 589(Pt 3): p. 711-25.
16. Lee, C.H., K. Inoki, and K.L. Guan, mTOR pathway as a target in tissue hypertrophy. Annu Rev Pharmacol Toxicol, 2007. 47: p. 443-67.
17. Knuiman, P., M.T.E. Hopman, and M. Mensink, Glycogen availability and skeletal muscle adaptations with endurance and resistance exercise. 2015.
18. Smiles, W.J., J.A. Hawley, and D.M. Camera, Effects of skeletal muscle energy availability on protein turnover responses to exercise. J Exp Biol, 2016. 219(Pt 2): p. 214-25.
19. Churchley, E.G., et al., 2007.
20. Creer, A., et al., Influence of muscle glycogen availability on ERK1/2 and Akt signaling after resistance exercise in human skeletal muscle. J Appl Physiol (1985), 2005. 99(3): p. 950-6.
21. Chow, L.S., et al., Mechanism of insulin’s anabolic effect on muscle: measurements of muscle protein synthesis and breakdown using aminoacyl-tRNA and other surrogate measures. 2006.
22. Greenhaff, P.L., et al., Disassociation between the effects of amino acids and insulin on signaling, ubiquitin ligases, and protein turnover in human muscle. 2008.
23. Aragon, A.A. and B.J. Schoenfeld, Nutrient timing revisited: is there a post-exercise anabolic window? 2013.
24. Burke, L.M., L.J.C. van Loon, and J.A. Hawley, Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans. 2017.
25. Burke, L.M., B. Kiens, and J.L. Ivy, Carbohydrates and fat for training and recovery. J Sports Sci, 2004. 22(1): p. 15-30.

Klient
Cases

Se alle cases
consequat. odio vel, adipiscing fringilla ipsum diam dictum sit id ante. tempus