تامین کربوهیدرات در شرایط سرما؛ نقش لرزش عضلانی در تخلیه سریع تر گلیکوژن

تمرین در محیط های سرد، چالش های فیزیولوژیک منحصربه فردی را برای ورزشکاران ایجاد می کند. برخلاف تصور رایج که سرما تنها بر سیستم تنفسی یا پوست اثر می گذارد، اثرات متابولیک آن بر سوخت وساز درون عضلانی بسیار گسترده است. یکی از مهم ترین این اثرات، افزایش چشمگیر تقاضا برای کربوهیدرات به دلیل تلاش بدن برای حفظ دمای مرکزی (ترموژنز) است. در این میان، لرزش عضلانی به عنوان یک مکانیسم دفاعی، عملا مانند یک «تمرین غیرارادی» عمل کرده و می تواند ذخایر گلیکوژن عضلانی را با سرعتی به مراتب بیشتر از شرایط دمای محیطی خنثی تخلیه کند [۱،۲].

لرزش؛ تمرینی غیرارادی با هزینه ای بالا

هنگامی که بدن در معرض سرمای شدید قرار می گیرد، برای جلوگیری از افت دمای هسته، مکانیسم های ترموژنز را فعال می کند. یکی از کارآمدترین روش ها برای تولید گرما، لرزش عضلانی است. لرزش شامل انقباضات سریع، مکرر و غیرارادی فیبرهای عضلانی است. از نظر بیوشیمیایی، این فرایند به شدت به سوخت وساز قند وابسته است. در واقع، لرزش را می توان نوعی فعالیت فیزیکی در نظر گرفت که اگرچه در ظاهر «استراحت» به نظر می رسد، اما از نظر متابولیک می تواند میزان مصرف اکسیژن را تا چندین برابر نرخ پایه افزایش دهد [۳،۴].

در مطالعات فیزیولوژیک مشخص شده است که حتی پیش از آغاز ورزش، لرزش ناشی از سرما به تنهایی می تواند اکسیداسیون کربوهیدرات را به شدت بالا ببرد. زمانی که ورزشکار در سرمای شدید شروع به فعالیت می کند، دو منبع اصلی برای تخلیه گلیکوژن فعال می شوند: انقباضات ارادی عضلات برای انجام حرکت (مثلا دویدن یا رکاب زنی) و انقباضات غیرارادی ناشی از لرزش برای گرم نگه داشتن بدن [۵].

مکانیسم تخلیه گلیکوژن در سرما

دلیل اصلی تخلیه سریع تر گلیکوژن در سرما، وابستگی شدید فرایند لرزش به مسیرهای گلیکولیتیک است. انقباضات سریع عضلانی در هنگام لرزش، عمدتا به گلیکوژن ذخیره شده در عضلات درگیر متکی هستند. پژوهش ها نشان می دهند که در محیط های سرد، اکسیداسیون کل کربوهیدرات ها به طور معناداری بالاتر از شرایط دمای معتدل است [۶].

این افزایش نیاز به کربوهیدرات، ورزشکاران استقامتی را با یک دوراهی مواجه می کند: اگر ذخایر گلیکوژن پیش از مسابقه یا حین تمرین به اندازه کافی بازیابی نشوند، افت عملکرد زودتر از حد معمول رخ می دهد. حتی ورزشکارانی که در شرایط معتدل توانایی مدیریت ذخایر گلیکوژن خود را دارند، ممکن است در سرمای شدید با «دیوار» (حالت تخلیه کامل گلیکوژن) مواجه شوند؛ چرا که لرزش عضلانی به صورت چراغ خاموش در حال مصرف ذخایر انرژی آن هاست [۲،۷].

اهمیت استراتژی تغذیه ای در محیط های سرد

با توجه به این واقعیت فیزیولوژیک، استراتژی تغذیه ای در شرایط سرما باید بازنگری شود. برای ورزشکارانی که در محیط های سرد فعالیت می کنند، صرفا توجه به مایعات و الکترولیت ها کافی نیست؛ بلکه تامین کربوهیدرات باید در اولویت قرار گیرد. شواهد علمی پیشنهاد می کنند که ورزشکاران در محیط های سرد باید مصرف کربوهیدرات های زودجذب را در حین فعالیت افزایش دهند تا بتوانند همزمان پاسخگوی نیازهای انرژی برای عملکرد ورزشی و هم پاسخگوی هزینه های متابولیک ترموژنز باشند [۸،۹].

علاوه بر این، افت دمای عضلانی ممکن است خون رسانی به عضلات محیطی را تغییر دهد و در ترکیب با تخلیه سریع تر گلیکوژن، خستگی عضلانی را تشدید کند. بنابراین، حفظ ذخایر گلیکوژن نه تنها برای عملکرد انرژی بخش، بلکه برای محافظت از ساختار عضلانی در برابر فشارهای ناشی از سرمای محیطی نیز حیاتی است [۱۰].

نتیجه گیری

لرزش عضلانی یک مکانیسم بقا است که به قیمت تخلیه سریع تر ذخایر گلیکوژن عضلانی تمام می شود. این افزایش مصرف انرژی، یک فاکتور کلیدی در کاهش استقامت و افت عملکرد در شرایط سرد است. ورزشکاران نباید لرزش را تنها یک واکنش محیطی بدانند، بلکه باید آن را به عنوان یک فعالیت متابولیک پرهزینه لحاظ کرده و برنامه های تغذیه ای خود را با افزایش دریافتی کربوهیدرات، متناسب با شدت سرما و سطح لرزش، تنظیم کنند [۱،۵،۸].

منابع:

[۱] Haman, F., Péronnet, F., Kenny, G. P., Massicotte, D., Lampis, C., & Girouard, R. (2004). Effect of cold exposure on fuel utilization in humans: plasma glucose, muscle glycogen, and lipids. Journal of Applied Physiology, 96(3), 1104-1113.

[۲] Vallerand, A. L., & Jacobs, I. (1989). Rates of energy substrates utilization during human cold exposure. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 58(8), 873-878.

[۳] Giesbrecht, G. G. (1995). The respiratory system in a cold environment. Aviation, Space, and Environmental Medicine, 66(9), 890-902.

[۴] Haman, F. (2006). Shivering thermogenesis in humans: origin, contribution and metabolic requirement. Journal of Physiology and Pharmacology, 57(S6), 75-87.

[۵] Fogelholm, M. (1994). Effects of cold on energy metabolism and energy requirement in endurance athletes. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 4(1), 22-30.

[۶] Castellani, J. W., & Young, A. J. (2016). Human physiological responses to cold exposure: acute responses and acclimatization to prolonged exposure. Autonomic Neuroscience, 196, 63-74.

[۷] Maughan, R. J., & Burke, L. M. (2002). Sports Nutrition. Blackwell Science.

[۸] Burke, L. M. (2017). Nutrition for exercise in the heat and cold. Nutrition and Physical Performance, 116, 68-77.

[۹] O’Hara, J. P., Theakston, H., Woods, D., & Woods, K. (2012). The effect of cold exposure and exercise on the rate of muscle glycogen depletion. Medicine & Science in Sports & Exercise, 44(5), 785-793.

[۱۰] Galloway, S. D., & Maughan, R. J. (1997). Effects of ambient temperature on the capacity to perform prolonged cycle exercise in man. Medicine & Science in Sports & Exercise, 29(9), 1240-1249.