גיליון 62 - פחמימות והיבטים מטבולים - ינואר 2022

פחמימות או לא להיות - אסטרטגית צריכת פחמימות לפני אימון ותחרות

איילת וינשטיין RD M.Sc, ראש מדור תזונה, המרכז לרפואת ספורט ומחקר במכון וינגייט, רכזת תחום התזונה של ספורטאי הסגלים האולימפיים והפראלימפיים, מרצה בחוג למדעי התזונה, המכללה האקדמית תל חי

כה רבות מדובר על חלבונים בהקשר של תזונת ספורט, ולרגע נדמה שהפחמימות איבדו את חשיבותן. הלא הן חומר הדלק החיוני למאמץ, אך עשוי גם להוות גורם מגביל ליכולת ביצוע. כיצד אם כן מתכננים ומנהלים את צריכת הפחמימות בשגרת אימון, לקראת תחרויות ובמהלכן?

צריכה נאותה ומותאמת של פחמימות (CHO) מהווה מרכיב חיוני בתפריט ספורטאים, במטרה לאפשר יכולת ביצוע מיטבית (1,2).  ה- CHO  מהוות חומר דלק זמין וחיוני לתפקוד הלב, מערכת העצבים המרכזית, ולתפקוד מטבולי יעיל של השריר במאמצים תת מרביים. בהשוואה לשימוש בשומנים, הפחמימות מניבות יותר אנרגיה (קק"ל) עבור צריכת נפח נתון של חמצן, ובכך משפרות את יעילות ביצוע המאמץ (3). אולם, מאגרי הפחמימות בגוף מצומצמים: כ- 100 גרם גליקוגן בכבד ו 250-500 גרם גליקוגן בשרירים, תלוי במסת הגוף הרזה, שקשורה לתוכנית האימונים ומשטר התזונה של הספורטאי.  לכן CHO עשויות להוות גורם מגביל אנרגטי, במיוחד במהלך ביצוע מאמצים, שנמשכים שעתיים ויותר (4). קצב חמצון CHO  בגוף יכול להגיע ל 1.0 עד 1.1 גרם CHO  לדקה (60 גרם לשעה) (4). צריכה מותאמת של CHO בתפריט היומי של הספורטאי/ת חיונית כדי לאפשר יכולת ביצוע מיטבית של מאמצים גופניים,  ולהבטיח מילוי אופטימלי של מאגרי הגליקוגן בכבד ובשרירים. חשוב להקפיד שמהלך ההתאוששות בין ביצוע מאמצים שונים (אימונים) שכמות ה-CHO הכוללת בתפריט היומי תותאם למסת הגוף של הספורטאי\ת, לעצימות המאמצים, ולמשך האימונים והתחרויות.
פחמימות לקראת תחרות
אחת מהמטרות החשובות בתהליך ההכנה לתחרויות היא לאפשר זמינות אנרגטית מיטבית, ובכך למנוע התעייפות מוקדמת ממאמץ גופני ((fatigue, שעלולה להתבטא בפגיעה ביכולת להתמיד בביצוע המאמץ לאורך זמן. ירידה ביכולת לשמור על אספקה אנרגטית קבועה מתרחשת בעיקר עקב הירידה במאגרי הגליקוגן התוך שריריים, שעלולה לגרום לירידה בביצועים הגופניים, כמו גם ירידה ביכולת ריכוז ובמיומנות מוטורית. 
בענפי ספורט, שבהם הספורטאים נדרשים לשמור על משקל גוף נמוך (ענפי ספורט קטגוריאליים, אסתטיים, ריצות למרחקים, קפיצות ועוד) לעיתים קרובות מתקיימת שגרת אימונים במקביל לתפריט מופחת קלוריות, ובעיקר מופחת CHO, המסייע בשמירה על משקל גוף נמוך. הפחתה זו עלולה לפגוע במאגרי הגליקוגן בשרירים, ולכן לעיתים קרובות נדרש פיצוי לקראת תחרויות. (2). 
כחלק מהכנה לתחרויות, הכוללות ביצוע מאמצי סבולת ממושכים (90 דקות ויותר) כגון ריצת מרתון, מקובל להשתמש באסטרטגיה של העמסת CHO. אסטרטגיה זו נועדה להגדיל את תכולת הגליקוגן בשרירים ובכבד, במטרה למנוע ירידה מוקדמת ביכולת הביצוע במהלך התחרות (4,5).  השיטה של העמסת ה  CHO הקלאסית דווחה לראשונה ע"י מדענים סקנדינביים בסוף שנות ה-60 של המאה הקודמת (6),  וכללה 2 שלבים:  שלב 1- כ-10 ימים לפני התחרות למשך 6-3 ימים: דלדול מאגרי הגליקוגן כתגובה לתפריט דל ב- CHO, במקביל לאימונים בנפח גבוה.  שלב 2- מספר ימים לפני התחרות, הפחתה בנפחי אימון ועצימותם  (כחלק מאסטרטגית אימון לקראת תחרות) בשילוב עם תפריט עשיר ב-  CHO ( כ- 70% מסך האנרגיה היומית הכוללת). כתוצאה מכך התרחשה תגובת פיצוי, שהתבטאה בעליה משמעותית בתכולת מאגרי הגליקוגן בשרירים ובכבד. אולם שימוש בשיטה זו גרם לעליה בשכיחות: של פגיעה בתפקודי כבד ובמאזן הורמונלי (גלוקגון ואינסולין), שגרמה להפרעה משמעותית ביכולת ביצוע מאמצים לקראת התחרות, לפגיעה ביכולת הספורטאי להיצמד לתוכנית האימונים הפיזיים והמנטליים לקראת התחרות, ולעליה בסיכון לפציעות, בשל פגיעה בזמינות האנרגטית באותה תקופה, בעיקר בשל חוסר מרץ, אי נוחות ורגזנות, ירידה בחדות המנטלית ועוד. בנוסף בשלב הדיאטה העשירה ב-CHO חלה עליה בשכיחות של תופעות כגון נפיחות בבטן, אי נוחות במערכת העיכול, ועלייה במשקל (5). 
בתחילת שנות ה-2000 פותחה אסטרטגיית העמסת CHO חדשה וקצרת טווח, שכללה שמירה על תפריט שגרתי במקביל לאימונים עד ליום שלפני התחרות, שבו בוצע אימון קצר מאוד בעצימות גבוהה ביותר (כגון מספר דקות של ספרינטים או אינטרוולים קצרים). ב- 24 השעות שלפני התחרות צרכו הספורטאים  CHO במינון של 10.5-12.5 גרם/ק"ג משקל גוף/יממה ( בהתאמה לסוג התחרות  מרתון או אולטרא מרתון). אסטרטגיה זו הביאה לעליה במאגרי הגליקוגן, בדומה לשיטות ההעמסה הארוכות, ומבלי ליצור עייפות ופגיעה בתפקוד הספורטאי לקראת התחרות (7).
ראוי לציין, שבעוד שאסטרטגיות העמסת ה- CHO נמצאו יעילות בספורטאים גברים, הסתבר שכדי שתתרחש עליה באגירת הגליקוגן בספורטאיות, יש צורך בכמות גדולה יותר של העשרת ה- CHO בתפריט, מה שעלול לגרום להרגשת כבדות, ואף לעליה במשקל.  לכן למעשה, אסטרטגית העמסת פחמימות נמצאה כלא יעילה לנשים ספורטאיות (5). 
בתחרויות, המתאפיינות בעצימות גבוהה, חלק מהספורטאים מגיבים בעייפות כתגובה לאכילה של CHO כשעה לפני התחרות (בשל עלייה של אינסולין בדם). אחד הפתרונות המוצעים הוא צריכה של CHO בכמות של  1 גרם/ק"ג משקל גוף, בשילוב של חלבונים (5-7 גרם חלבון), ובכך לעודד גלוקוניאוגנזה (סינתזה של גלוקוז), ולהפחית את  תחושת העייפות (2). חשוב להדגיש, שברוב המחקרים לא נמצאה השפעה של סוג הפחמימות (המדד  הגליקמי) על ביצועי סבולת, ועל התגובות המטבוליות, ולכן ניתן לצרוך CHO ממקורות שונים, בתנאי שמקפידים על התאמה אישית, כולל בחינת המינון ותזמון אספקתן (8,9).

צריכת פחמימות במהלך תחרות
במהלך מאמצים ממושכים (אופנים, מרתון, מים פתוחים ועוד..) קיים צורך באספקה של אנרגיה ממקורות חיצוניים (מזון ושתיה) כתמיכה לשימוש במקורות אנרגיה של הגוף. הספיגה דרך המעי מהווה מחסום מרכזי בהעברת CHO אל השרירים, ולכן "אימון של המעי" עשוי לייצר הסתגלויות, אשר יביאו לשיפור מעבר של רכיבי התזונה (בעיקר CHO) דרך המעי, ויפחיתו סימפטומים של הפרעות בדרכי העיכול בזמן מאמץ (10). התאמת אסטרטגיות אכילה לקראת תחרות חשובה  גם בהיבט של הסתגלות תגובת המעי לצריכת CHO, והפחתה של הפרעות בתפקוד מערכת העיכול כתוצאה מכך. אסטרטגיות תזמון אכילה חיוניות לקידום הסתגלויות של סבילות מערכת העיכול, וספיגה משופרת של CHO במעי כהכנה לתקופת תחרויות, בה נדרש תגבור CHO במהלך האימונים והתחרויות ו/או העמסת של CHO בסמוך לתחרות, דווקא בתקופה המתאפיינת ברגישות במערכת העיכול, בשל הלחץ הנפשי הקשור לתחרות (5). לכן יש לבצע בדיקות מקדימות הדרגתיות של אספקת ה-CHO באימונים ובארוחות, ללמוד את הקינטיקה ואת והתגובה האישית של הספורטאי למזונות שונים ובהרכבים שונים של CHO , ובהתאם לניסיון זה לבנות פרוטוקול הנחיות בהתאמה אישית לקראת תחרויות מרכזיות/מטרה.  

טבלה 1: המלצות לאספקת פחמימות (CHO) לפני אימונים ותחרויות לביצועים מיטביים (2)


מניפולציות תזונתיות לשיפור הסתגלות מטבולית
המטרה העיקרית של אסטרטגיות אספקת CHO  בין האימונים (תהליך ההתאוששות) היא כאמור לאפשר מילוי מיטבי של מאגרי הגליקוגן (בכבד ובשריר). בשנים האחרונות הצטבר מידע רב אודות יחסי הגומלין שבין  דפוסי תזונה ליכולת ביצוע מאמצים גופניים, הפותח אפשרויות חדשות להכנת ספורטאים לתחרויות (11). הרציונל בבניית תפריט תזונתי לספורטאי הינו שהרעה בתנאים התזונתיים, כגון  הגבלה של צריכת CHO לפני אימונים (הימנעות מתוספת CHO בארוחת ערב  ו/או בארוחת הבוקר שלפני אימון), במטרה ליצור גרעון זמני ב CHO עלול לעורר, בשלב מאוחר יותר, שיפור בתגובות פיצוי,  והתייעלות מטבולית כתגובה לביצוע מאמץ גופני (13).    מחסור אנדוגני או אקסוגני  ב-CHO  משפיע על ערכי הגלוקוז בדם, וגורם לעליה בריכוז חומצות שומן חופשיות, עליה בלחץ האוסמוטי בתא השריר ובערכי קטכולאמינים בשריר, ובכך מגביר את קצב המטבוליזם של השומנים  בשריר (13).  יתר על כן, מחסור ב-CHO מעורר פעילות מוגברת של אותות אנזימטיים (כגון signaling kinases), פקטורים וקו-פקטורים של שיעתוק, שיתבטאו בהפעלת תהליכי ויסות, שמעוררים או מעכבים  ביטוי ושעתוק של גנים, המשפיעים על דפוסי סינתזת חלבונים, פעילות הורמונלית  ואנזימטית. תפקודם המשוער של מנגנונים אלו הוא ביצירת מנגנוני הסתגלות לאימון (2,3,14-23). 
מספר מחקרים דווחו על שימוש באסטרטגיות אימון בתנאים המאפשרים ביצוע מאמצים בתנאים של מחסור ב- CHO. לאן וחב' (2015) ומרקיוט וחב' (2016) בדקו את ההשפעה של מניפולציה של צריכת CHO על יכולות ביצוע. במחקרים הוערכה השפעת אסטרטגיה, שכללה זמינות CHO נמוכה לקראת השינה, ומיד לאחר אימון אינטנסיבי צריכת  CHOבכמות גבוהה (Sleep Low Train High- SLTH)  השפעה על תגובות שרירי שלד במאמץ  עצים (כוח מתפרץ). נצפתה עליה בביטוי של סמנים של מטבוליזם שומנים, עם השפעות על מסלולים ביוגנטיים בתאי השריר, הכוללים שינויים קטנים אולם משמעותיים במתילציה על ה-DNA, העשויים להשפיע על תהליכי שעתוק גנים ליצירת חלבון.  תגובות אלה הן הסתגלותיות ומעידות על שינויים אפיגנטיים, הנובעים מאינטראקציות של דפוסי תזונה ואימון (24).  מרקוואט וחב' (25) דווחו על תוצאות דומות בספורטאי סבולת, והסיקו שתקופות קצרות של זמינות  נמוכה של CHO לפני אימון אירובי (מאמצים תת מרביים)  בספורטאים מאומנים מזרזות הסתגלות מטבולית תוך תאית בניצול אנרגיה במהלך המאמץ הגופני (25). 
למרות השינויים בסמנים המולקולריים והתוך תאיים, לא נצפה שיפור מקביל ביכולת הביצוע, כפי הנראה השימוש באסטרטגיות אימון תזונתי מופחת CHO גרם לעליה של סמני הסתגלות לאימון, אולם היה קשור לירידה מקבילה ביכולת ביצוע המאמץ (קשור לאיכות האימון). ראוי להדגיש שוב, שהמטרה העיקרית בתהליך ההכנה לתחרויות היא לאפשר זמינות אנרגטית מיטבית, ובכך למנוע עייפות שעלולה לגרום להידרדרות במיומנות או ביכולת ריכוז במהלך ביצוע המאמץ,  לכן הומלץ לעשות שימוש מפוקח באסטרטגיות אלו  לספורטאי הישג בלבד. שימוש באסטרטגיות הסתגלות אלו הומלץ רק מידי פעם בתקופות הכנה, באימונים מתונים, אבל לא בתקופות של אימונים עצימים או תחרויות (8,11,26).
לסיכום
הפחמימות (CHO) מהוות חומר דלק (מקור אנרגיה) חיוני וגם גורם מגביל ליכולת ביצוע מאמצים גופניים.  במטרה ליצור זמינות מיטבית של CHO שתסייע בשיפור ביכולת ביצוע מאמצים בתחרויות ובאימונים, על הספורטאי להקפיד על הרכב כולל של CHO בתפריט היומי, ובהתאמה לצרכיו להשתמש באסטרטגיות המבוססות על תזמון אספקת CHO לפני ביצוע מאמצים גופניים. בשל השונות האישית הגדולה בין הספורטאים בתגובה לאימון ולרכיבי התזונה בכלל ולפחמימות בפרט, ובשל צרכי אימון משתנים, חשוב מאוד לבצע התאמות אישיות בבחירת אסטרטגית תזונה ("אימוני תזונה") ולהקפיד לבחון שימוש באסטרטגיות הסתגלות מידי פעם  בתקופת ההכנה והאימונים אבל לא בתקופות של תחרויות.


מקורות
 

1. Kerksick CM., Wilborn CD., Roberts MD., Smith-Ryan A., Kleiner SM., Jäger R., Collins R., Cooke M., Davis JN., Galvan E., Greenwood M., Lowery LM., Wildman R., Antonio J., Kreider RB., ISSN Exercise & sport nutrition review: research & recommendations. 
J Int Soc Sports Nutr . 2018 Aug 1;15(1):38.  doi: 10.1186/s12970-018-0242-y.

 2. Thomas DT., Erdman KA., Burke LM. Position of the Academy of Nutrition and Dietetics, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance. J Acad Nutr Diet. 2016 Mar;116(3):501-28. doi: 10.1016/j.jand.2015.12.006.

3.  Hawley JA., Burke LM., Phillips SM., Spriet LL. Nutritional modulation of training-induced skeletal muscle adaptations. J Appl Physiol (1985). 2011;110(3):834–45. doi: 10.1152/japplphysiol.00949.2010.
4. Sherman WM., Costill DL., Fink WJ., Miller JM. Effect of exercise-diet manipulation on muscle glycogen and its subsequent utilization during performance. Int J Sports Med. 1981; 2:114–8. 4. doi: 10.1055/s-2008-1034594.
5. Wismann J., Willoughby D.  Gender Differences in Carbohydrate Metabolism and Carbohydrate Loading.  J Int’l Soc Sports Nut. 2006. 3: 28-34. doi: 10.1186/1550-2783-3-1-28.
6. Bergstrom J., Hermansen L., Hultman E., Saltin B. Diet, muscle glycogen and physical performance .Acta Physiol Scand.1967;71: 140–50. doi: 10.1111/j.1748-1716.1967.tb03720.x.
7. Lambert EV., Goedecke JH., The role of dietary macronutrients in optimizing endurance performance. Curr Sports Med Rep.2003;2: 194–201. doi: 10.1249/00149619-200308000-00005.
8.  James AP., Lorraine M., Cullen D., Goodman C., et al. Muscle glycogen supercompensation: absence of a gender-related difference. Eur J Appl Physiol.2001;85:533–8. doi: 10.1007/s004210100499.
9. Ormsbee MJ.,  Bach CW., Baur DA. Pre-exercise nutrition: the role of macronutrients, modified starches and supplements on metabolism and endurance performance. Nutrients. 2014;6(5): 1782–808. doi: 10.3390/nu6051782.
10.  Jeukendrup AE. Periodized Nutrition for Athletes. Sports Med. 2017 Mar;47(Suppl 1):51-63. doi: 10.1007/s40279-017-0694-2.
11. Impey SG., Hearris MA., Hammond KM., Bartlett JD., Louis J., Close GL., Morton Jp. Fuel for the Work Required: A Theoretical Framework for Carbohydrate Periodization and the Glycogen Threshold Hypothesis. Sports Med. 2018 May;48(5):1031-1048. doi: 10.1007/s40279-018-0867-7.
12. Stellingwerff T. Contemporary nutrition approaches to optimize elite marathon performance. Int J Sports Physiol Perform. 2013; 8(5):573–8. doi: 10.1123/ijspp.8.5.573.
13. Philp A., Hargreaves M., Baar K., More than a store: regulatory roles for glycogen in skeletal muscle adaptation to exercise. Am J Physiol, Endocrinol Metabol.2012;302(11):E1343–51. doi: 10.1152/ajpendo.00004.2012. Epub 2012 Mar 6.

14. Bartlett JD., Hawley JA., Morton JP. Carbohydrate availability and exercise training adaptation: Too much of a good thing? Eur J Sport Sci. 2015;15(1):3–12.  doi: 10.1080/17461391.2014.920926.
15. Hansen AK., Fischer CP., Plomgaard P., Andersen JL., Saltin B., Pedersen BK. Skeletal muscle adaptation: training twice every second day vs. training once daily. J Appl Physiol (1985). 2005;98(1):93–9.  doi: 10.1152/japplphysiol.00163.2004. Epub 2004 Sep 10.
16.  Hawley JA., Tipton KD., Millard-Stafford ML. Promoting training adaptations through nutritional interventions. J Sports Sci. 2006; 24(7):709–21. doi: 10.1080/02640410500482727.
17.  Hulston CJ., Venables MC., Mann CH.,  Andrew Philp CM.,  Baar K., Jeukendrup AE. Training with low muscle glycogen enhances fat metabolism in well-trained cyclists. Med Sci Sports Exerc. 2010;42(11):2046–55. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181dd5070.
18.  Yeo WK., Paton CD., Garnham AP., Burke LM., Carey AL., Hawley JA. Skeletal muscle adaptation and performance responses to once a day versus twice every second day endurance training regimens. J Appl Physiol. 2008;105(5):1462–70. doi: 10.1152/japplphysiol.90882.2008. Epub 2008 Sep 4.
19. Bartlett JD., Louhelainen J., Iqbal Z., Cochran AJ., Gibala MJ., Gregson W., Close GL., Drust B., Morton JP. Reduced carbohydrate availability enhances exercise-induced p53 signaling in human skeletal muscle: implications for mitochondrial biogenesis. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2013;304(6):R450–8. doi: 10.1152/ajpregu.00498.2012. Epub 2013 Jan 30.
20. Burke LM. Fueling strategies to optimize performance: training high or training low? Scandinavian J Med& Sci in Sports. 2010;20(Suppl 2):48–58. doi: 10.1111/j.1600-0838.2010.01185.x.
21. Morton JP., Croft L., Bartlett JD., Maclaren DPM., ReillyT., Louise Evans L., McArdle A., Drust B.. Reduced carbohydrate availability does not modulate training-induced heat shock protein adaptations but does upregulate oxidative enzyme activity in human skeletal muscle. J Appl Physiol. 2009;106(5):1513–21. doi: 10.1152/japplphysiol.00003.2009. Epub 2009 Mar 5.
22.  Pilegaard H., Keller C., Steensberg A., Helge JW., Pedersen BK., Saltin B., Neufer PD.. Influence of pre-exercise muscle glycogen content on exercise-induced transcriptional regulation of metabolic genes. J Physiol. 2002;541(Pt ):261–71. doi: 10.1113/jphysiol.2002.016832.
23.  Van Proeyen K., Szlufcik K., Nielens H., Ramaekers M., Hespel P. Beneficial metabolic daptations due to endurance exercise training in the fasted state. J Appl Physiol. 2011;110(1):236–45. doi: 10.1152/japplphysiol.00907.2010. Epub 2010 Nov 4.
24.  Lane SC., Camera DM., Lassiter DG., Areta JL., Bird SR., Yeo WK., Jeacocke NA., Krook A., Zierath JR., Burke LM., Hawley JA.. Effects of sleeping with reduced carbohydrate availability on acute training responses. J Appl Physiol (1985). 2015;119(6):643–55. doi: 10.1152/japplphysiol.00857.2014. Epub 2015 Jun 25.
25. Marquet LA., Brisswalter J., Louis J., Tiollier E., Burke LM., Hawley JA., Hausswirth C. Enhanced Endurance Performance by Periodization of Carbohydrate Intake: "Sleep Low"  Strategy. Med Sci Sports Exerc. 2016 Apr;48(4):663-72. doi: 10.1249/MSS.0000000000000823.
26.   Burke LM.,  Jeukendrup AE., Jones AM.,Mooses M .Contemporary Nutrition Strategies to Optimize Performance in Distance Runners and Race Walkers. Int J Sport Nutr Exerc Metab.2019 Mar 1;29(2):117-129 .doi: 10.1123/ijsnem.2019-0004. Epub2019 Apr 4.