استقلاب الكربوهيدرات أثناء التمرين

تُعد الكربوهيدرات الوقود المفضل للجسم أثناء التمارين متوسطة إلى عالية الشدة، وذلك لقدرتها على التحلل بسرعة، سواء بوجود الأكسجين أو بدونه، لتجديد ثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP). أثناء التمرين، تعتمد العضلات على الجليكوجين المخزن لديها وعلى جلوكوز الدم الذي يوفره الكبد، ويزداد معدل استخدامها للكربوهيدرات بشكل حاد مع شدة التمرين.

Definition

استقلاب الكربوهيدرات أثناء التمرين هو تعبئة وأكسدة جليكوجين العضلات وجلوكوز الدم لإعادة تصنيع ثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP) للانقباض العضلي، وينظم ذلك شدة التمرين ومدته وتوافر الركائز.

Scope

يغطي هذا الموضوع مصادر الكربوهيدرات المستخدمة في التمرين (جليكوجين العضلات وجلوكوز الدم)، ومسارات تحلل الجليكوجين (glycogenolysis) والتحلل السكري (glycolysis)، وامتصاص الجلوكوز المحفز بالانقباض في العضلات، وكيف يتغير استخدام الكربوهيدرات مع شدة التمرين ومدته. يتناول هذا الموضوع استقلاب الكربوهيدرات كموضوع فسيولوجي ولا يقدم وصفات غذائية أو مكملات.

Core questions

• ما هي مصادر الكربوهيدرات التي تستخدمها العضلات أثناء التمرين، وكيف يتم تنظيمها؟
• كيف تمتص العضلات جلوكوز الدم أثناء الانقباض، وكيف يختلف هذا عن الامتصاص المحفز بالأنسولين؟
• لماذا يزداد استخدام الكربوهيدرات نسبيًا مقارنة بالدهون مع ارتفاع شدة التمرين؟

Key concepts

• جليكوجين العضلات وتحلل الجليكوجين
• جلوكوز الدم وإخراج الجلوكوز الكبدي
• التحلل السكري
• امتصاص الجلوكوز المحفز بالانقباض وانتقال GLUT4
• الارتفاع المعتمد على الشدة في استخدام الكربوهيدرات
• استنفاد الجليكوجين والتعب

Mechanisms

عند بدء التمرين، يتحلل جليكوجين العضلات عن طريق تحلل الجليكوجين (glycogenolysis) إلى جلوكوز-6-فوسفات، والذي يدخل التحلل السكري (glycolysis) لإنتاج البيروفات وATP؛ ثم يتأكسد البيروفات في الميتوكوندريا أو يتحول إلى لاكتات عندما يكون التدفق الجليكولي مرتفعًا (Gladden, 2004). كما تمتص العضلات العاملة الجلوكوز من الدم: يؤدي انقباض العضلات إلى انتقال ناقل GLUT4 إلى غشاء الخلية عبر مسار مستقل إلى حد كبير عن الأنسولين، مما يزيد من امتصاص الجلوكوز أثناء التمرين (Richter, 2013). مع ارتفاع شدة التمرين، تزداد مساهمة الكربوهيدرات في إجمالي استهلاك الطاقة بينما تتناقص مساهمة الدهون، وهو نمط موثق عبر شدات ومدد مختلفة باستخدام المتتبعات النظائرية (Romijn, 1993). يمكن أن يؤدي التمرين المستمر عالي الشدة إلى استنفاد جليكوجين العضلات، والذي يرتبط بالتعب (McArdle, 2015).

Clinical relevance

يساعد امتصاص الجلوكوز المحفز بالانقباض والمستقل عن الأنسولين في تفسير سبب تأثير التمرين على التعامل مع الجلوكوز، ويشكل وصف استخدام الكربوهيدرات أساسًا لتفسير استقلاب التمرين في الصحة والحالات الأيضية. هذا المدخل هو خلفية تعليمية وليس أساسًا لقرارات فردية تتعلق بالنظام الغذائي أو إدارة الجلوكوز أو العلاج.

Evidence & guidelines

تستند الادعاءات إلى دراسات المتتبعات وفسيولوجيا العضلات ومراجعات نقل الجلوكوز بدلاً من الإرشادات السريرية؛ وتستمد بيانات الركيزة المعتمدة على الشدة من قياسات مخبرية مضبوطة (Romijn, 1993; Richter, 2013).

History

أثبتت دراسات جليكوجين العضلات بواسطة خزعة الإبرة في منتصف القرن العشرين دور الكربوهيدرات في التحمل والتعب، بينما أوضح العمل اللاحق على ناقل GLUT4 كيف يحفز الانقباض نفسه امتصاص الجلوكوز بشكل مستقل عن الأنسولين (Richter, 2013; McArdle, 2015).

Key figures

• Erik A. Richter
• Mark Hargreaves
• Edward F. Coyle

Seminal works

• romijn-1993
• richter-2013

Frequently asked questions

من أين تأتي الكربوهيدرات المستخدمة أثناء التمرين؟

بشكل رئيسي من الجليكوجين المخزن داخل العضلات نفسها ومن الجلوكوز الذي يتم توصيله في الدم، والذي يطلقه الكبد في معظمه.

هل تحتاج العضلات إلى الأنسولين لامتصاص الجلوكوز أثناء التمرين؟

ليس بشكل أساسي. يؤدي انقباض العضلات نفسه إلى نقل ناقل GLUT4 إلى سطح الخلية ويزيد من امتصاص الجلوكوز عبر مسار مستقل إلى حد كبير عن الأنسولين.