Kolhydrater och protein vid träning – en översikt

Publicerat i: 
Publicerat 2018-03-22

Tidigare publicerat i Nordisk Nutrition nr 4, 2017

Kolhydraternas positiva effekt på prestationsförmåga är väldokumenterad, men på senare år har deras effekt på träningsrespons rönt ett allt större intresse. Detsamma gäller protein och dess roll i träningsanpassning. I följande artikel beskrivs de fynd som ligger till grund för nuvarande rekommendationer till idrottare för dessa två näringsämnen.

>> text: Eva Blomstrand, professor, Gymnastik- och idrottshögskolan, Stockholm.

 

Konditionsträning är en populär träningsform och en del som tränar väljer att inta olika kost- och näringstillskott. Fördelarna med kolhydratintag är välkända, men under senare år har även intag av protein vid konditionsträning blivit allt mer vanligt. Samma sak gäller styrketräning där protein och olika aminosyror är vanliga tillskott.

Denna typ av tillskott har visat sig stimulera nybildningen av muskelprotein, framför allt kontraktila protein, vilket förklarar intresset i samband med styrketräning. Träning och protein har en additiv eller till och med synergistisk effekt på syntesen av muskelprotein. Mekanismerna bakom denna effekt är endast till viss del kända, nuvarande forskning fokuserar på att försöka klarlägga de mekanismer som styr samspelet mellan kost och träning för att på så sätt kunna optimera träningssvaret.

Kolhydrater huvudsakligt bränsle

Kolhydrater och fett är muskelns huvudsakliga bränslen under fysisk aktivitet, förutom vid mycket högintensivt arbete. I vilka proportioner de används beror framför allt på arbetets intensitet och hur länge det varar, samt individens träningsgrad och kostvanor. Under lätt arbete utgör oxidation av kolhydrater ungefär 50 till 60 procent av energiomsättningen, men när intensiteten ökar stiger andelen kolhydrater och vid maxarbete används enbart kolhydrater. Kostens sammansättning påverkar substratvalet på så sätt att intag av en kost innehållande stora mängder kolhydrater leder till en högre kolhydratoxidation medan högt fettintag ger en ökad fettförbränning under arbete (1).

Det är framförallt av två anledningar som kolhydratomsättning har rönt så stort intresse är två. Den första är att kroppens depåer av kolhydrater (glykogen) är begränsade, endast cirka 400–500 gram glykogen finns lagrade i muskler och lever. Man uppskattar att muskelglykogenet räcker i endast 90 minuter vid medelhård träning. Den andra anledningen är att muskelglykogen är det bränsle som används i störst utsträckning under högintensiv träning när den anaeroba (utan tillgång av syre) energiproduktionen är betydande, vilket leder till en snabb nedbrytning av glykogen. Eftersom fett inte kan omsättas utan tillgång på syre begränsas dess roll som energileverantör under hårt arbete.

Välfyllda glykogendepåer viktigt

Kolhydraternas betydelse för fysisk prestationsförmåga är väldokumenterade. Redan på 1920-talet kom de första rapporterna som visade att kostens innehåll av kolhydrater och fett kunde påverka fysisk prestationsförmåga, resultat som senare bekräftades av Christensen och Hansen i deras klassiska studier från 1939. De visade att arbetstiden till utmattning var nästan tre gånger så lång (240 jämfört med 93 minuter) efter tre dagars kolhydratrik kost jämfört med tre dagars fettrik kost (1).

När biopsitekniken utvecklats blev det möjligt att med ett litet kirurgiskt ingrepp ta ut ett prov från muskulaturen. Då öppnades helt nya möjligheter att studera den humana muskelns substratutnyttjande under träning. Några år därefter publicerades den numera klassiska studien som visar att glykogenmängden i muskeln kan fördubblas om glykogennivån först reduceras kraftigt genom träning, följt av ett högt kolhydratintag i två till tre dagar (2).

Denna studie följdes upp av en studie som visade att mängden glykogen vid starten av arbetet korrelerade med uthålligheten på ergometercykel; arbetstiden till utmattning ökade från 59 till 189 minuter när arbetet startade med välfyllda jämfört med låga glykogendepåer (3). Liknande resultat har senare presenterats i en rad olika studier.

För att prestera så bra som möjligt är det således viktigt att ha välfyllda glykogendepåer vid träning och tävling. Mängden kolhydrater som rekommenderas för snabb påfyllnad av glykogen efter ett hårt träningspass är cirka ett gram per kg kroppsvikt och timma under de första fyra timmarna efter aktivitet. De följande fyra till 24 timmarna bör kolhydratintaget anpassas efter aktivitetens typ och energikrav (4).

Periodiserat kolhydratintag

Träningseffekten över lång tid kan betraktas som en kumulativ effekt av varje enskilt träningspass. Först aktiveras ett proteins genuttryck, vilket för vissa gener sker redan några timmar efter en aktivitet. Därefter sker en syntes av proteinet och så småningom, efter några veckor, ser man en effekt på prestation (5). För drygt tio år sedan publicerades den första artikeln som visade att träning med reducerade glykogendepåer kunde förstärka träningsresponsen, mätt som aktivitet av vissa mitokondrieenzym tillsammans med större förbättring i prestation vid träningsperiodens slut (6).

Praktiskt har detta anammats genom så kallat ”periodiserat kolhydratintag”, det vill säga efter att depåerna tömts ut genom hård träning i kombination med lågt kolhydratintag genomförs vissa träningspass med låga glykogendepåer. I samband med enstaka träningspass har denna modell visat sig ge en kraftigare aktivering av enzymer som är involverade i mitokondriell biogenes, jämfört med när träningen genomförs med normala nivåer av glykogen (7). Detta tyder på att träningssvaret skulle kunna förbättras även på lång sikt. Resultat från de få långtidsstudier som genomförts är emellertid inte entydiga, vilket kan bero på att glykogenhalten inte varit tillräckligt låg under träningspassen. Tillförsel av kolhydrater under och efter träning tycks däremot inte påverka träningssvaret.

Proteinets funktioner

Omsättningen av protein/aminosyror bidrar i liten omfattning, uppskattningsvis mindre än fem procent, till den totala energiomsättningen under arbete. Protein ska inte primärt ses som en energikälla utan dess omsättning fyller andra viktiga funktioner, exempelvis produktion av aminosyrorna alanin och glutamin. Alanin kan omvandlas till glukos i levern, medan glutamin är ett viktigt substrat för tarmens och immunförsvarets celler.

Det rådde länge osäkerhet om huruvida proteinomsättningen förändras under träning, det vill säga om balansen mellan syntes och nedbrytning påverkas. Den första rapporten som indikerade att träning gav en förlust av kroppsproteiner publicerades 1980. Studien visade att kvävehalten i svett ökade under uthållighetsarbete och särskilt stor ökning sågs när arbetet genomfördes med låga glykogendepåer (8).

I en senare studie kunde man visa att denna förlust åtminstone delvis beror på nedbrytning av muskelprotein; en timmas cykelarbete resulterade i en nedbrytning av cirka tio gram protein i det ben som arbetade med kraftigt reducerade glykogendepåer (50 procents reduktion initialt). Ingen nedbrytning erhölls emellertid i det andra benet, som startade med normala glykogennivåer (9). Sannolikt beror nettoförlusten på att syntesen av muskelprotein minskar under själva arbetet, även om det är oklart om och hur nedbrytningen påverkas. Efter träning ökar syntesen igen till en nivå som är högre än basalnivå. Denna förhöjda syntesnivå har rapporterats kvarstå i upp till 72 timmar efter avslutat arbete.

Proteinintag fördelat över dagen

I samband med ett enstaka styrketräningspass ökar både syntes och nedbrytning av protein. Trots att nedbrytningen ökar i mindre grad förblir nettobalansen negativ om inte nutrition i form av protein eller aminosyror tillförs i anslutning till träningspasset (10). Intressant är att endast de essentiella aminosyrorna, det vill säga de aminosyror som kroppen inte själv kan bilda, har en stimulerande effekt på proteinsyntesen. Ett intag av icke-essentiella aminosyror utöver de essentiella har ingen ytterligare effekt (10).

Av de essentiella aminosyrorna är leucin den aminosyra som tillskrivits störst effekt på proteinsyntesen. Närvaro av de övriga essentiella aminosyrorna är emellertid av stor vikt då de behövs som byggstenar vid syntes av nya proteiner och dessutom förstärker leucins stimulerande effekt på syntesen (11).

Den mängd protein/aminosyror som rekommenderas för att ge maximalt stimulerande effekt på syntesen är 15–20 gram (0,25 gram per kg kroppsvikt) alternativt sju till tio gram essentiella aminosyror (10). Generellt rekommenderas att proteinintaget sprids ut över dagen i portioner om 20 gram, för att på så sätt få optimalt utnyttjande av proteinet.

Långtidseffekt av protein

Vid styrketräning stimuleras framför allt syntesen av kontraktila proteiner. Dessa utgör cirka 75 procent av muskelproteinerna och effekten av styrketräning kan relativt snabbt mätas i form av ökad muskelvolym och ökad styrka. Redan efter sju till åtta veckors styrketräning ser man en ökning i muskelmassa.

Nyligen publicerades en meta-analys av långtidsstudier som undersökt om proteinsupplement påverkar muskeltillväxt och styrka sett över längre tid. Den genomsnittliga mängden extra protein som intogs var 36 gram per dag (4 till 106 gram) inklusive i genomsnitt 24 gram (5 till 44 gram) direkt efter varje träningspass. Träningsperioden varade i genomsnitt 13 veckor (6 till 52 veckor).

Resultaten visade att ökningen i muskelvolym och maximal styrka mätt som 1 RM (repetition maximum) var större vid intag av proteinsupplement jämfört med utan intag (12). Vidare drar författarna slutsatsen att proteinintag större än 1,6 gram per kg kroppsvikt och dag inte har någon ytterligare effekt. Fördelarna med att inta protein i anslutning till ett enstaka träningspass stämmer således bra överens med de effekter man ser över lång tid.

Konditionsträning mindre studerat

Proteinintag i samband med konditionsträning är inte lika väl studerat som för styrketräning. Resultaten från de relativt få studier som finns är inte helt entydiga, men de flesta visar en gynnsam effekt av proteinintag på syntes av muskelprotein även efter konditionsträning. I några av dessa har man exempelvis visat att intag av protein eller essentiella aminosyror tillsammans med kolhydrater ökar syntesen i högre grad än intag av enbart kolhydrater, och resulterar i en positiv nettobalans i viloperioden efter en aktivitet. Det tyder på att tillskott av protein har en liknande effekt i samband med uthållighetsarbete som i samband med styrketräning, men ytterligare undersökningar krävs för att belysa dessa frågeställningar.

Sammanfattning

Inför träning och tävling när prestationen är avgörande, är det viktigt att kosten innehåller rikligt med kolhydrater. Däremot kan vissa träningspass genomföras med reducerad tillgång på kolhydrater för att öka den muskulära anpassningen till träning. Intag av protein eller essentiella aminosyror ökar nybildningen av muskelvävnad i samband med träning såväl hos aktiva idrottare som motionärer och oberoende av ålder. Skillnaden är att äldre personer tycks behöva större mängd protein för att få samma effekt som yngre.

Referenser

1. Åstrand P-O, et al. Textbook of work physiology, 4th ed. 2003, Human Kinetics, Champaign, IL.

2. Bergström J, Hultman E. Muscle glycogen synthesis after exercise: an enhancing factor localized to the muscle cells in man. Nature 1966; 210: 309-310, 1966.

3. Bergström J, et al. Diet, muscle glycogen and physical performance. Acta Physiol Scand 1967; 71: 140-150,

4. Burke LM, et al. Postexercise muscle glycogen resynthesis in humans. J Appl Physiol 2017; 122: 1055-1067.

5. Perry CG, et al. Repeated transient mRNA bursts precede increases in transcriptional and mitochondrial proteins during training in human skeletal muscle. J Physiol 2010; 588: 4795-4810.

6. Hansen AK et al. Skeletal muscle adaptation: training twice every second day

vs. training once daily. J Appl Physiol 2005; 98: 93-99.

7. Hawley JA, Morton JP. Ramping up the signal: promoting endurance training adaptation in skeletal muscle by nutritional manipulation. Clin Exp Pharmacol Physiol 2014; 41: 608-613.

8. Lemon PW, Mullin JP. Effect of initial muscle glycogen levels on protein catabolism during exercise. J Appl Physiol 1980; 48: 624-629.

9. Blomstrand E, Saltin B. Effect of muscle glycogen on glucose, lactate and amino acid metabolism during exercise and recovery in human subjects. J Physiol 1999; 514: 293-302.

10. Morton RW, et al. Nutritional interventions to augment resistance training-induced skeletal muscle hypertrophy. Front Physiol 2015; 6: 245.

11. Moberg M, et al. Activation of mTORC1 by leucine is potentiated by branched-chain amino acids and even more so by essential amino acids following resistance exercise. Am J Physiol Cell Physiol 2016; 310: C874-C884.

12. Morton RW, et al. A systematic review, meta-analysis and meta-regression of the effect of protein supplementation on resistance training-induced gains in muscle mass and strength in healthy adults. Br J Sports Med 2017, Jul 11 (Epub ahead of print).

Dela detta:
banner