И на каком дне энергодефицита последствия становятся ощутимыми.
Грамотное похудение - то есть с последующим сохранение достигнутого результата - предусматривает три основных компонента: понижение суточной калорийности до уровня энергетического дефицита, регулярные тренировки с отягощениями и повышение потребления белка.
Однако такой протокол (сушка) неизбежно ведёт к некоторой потере мышечной массы. Сколько именно мышц мы теряем за период сушки? На этот вопрос ответил рассматриваемый сегодня эксперимент.
Эксперимент
Цель: количественно оценить влияние низкого энергоналичия на синтез мышечного белка.
Низкое энергоналичие - это состояние, при котором поступление энергии (калориии, поступающие с пищей) недостаточно для покрытия энергетических затрат, связанных как со спортивными занятиями, так и с основными физиологическими функциями.
Как миофибриллярный (участвующий в сокращении мышц), так и саркоплазматический (участвующий в митохондриальной активности и ферментативной функции) синтез белка учёные измеряли ежедневно с помощью оксида дейтерия.
Другими оцениваемыми показателями были композиция тела участниц, общий азотистый баланс, скорость метаболизма в покое и уровни тиреотропина, трийодтиронина (Т3), глюкозы, инсулина, кортизола, тестостерона и связывающего половые гормоны глобулина.
В эксперименте приняли участие 30 женщин в возрасте 18-30 лет, которые занимались спортом от 4 до 10 раз в неделю, включая, по крайней мере, одну тренировку с отягощениями и одно занятие аэробикой в неделю.
Все участницы прошли пятидневный подготовительный период с оптимальным энергоналичием - 50 ккал на кг сухой массы тела в день. На следующие 10 дней они были случайным образом распределены на две группы: оптимальную (все те же 50 ккал) и с низким энергоналичием - 25 ккал на кг сухой массы тела в день.
На протяжении всего эксперимента все участницы потребляли 2,2 грамма белка на килограмм сухой массы тела в день и тренировались по силовой и кардио программам под контролем специалистов.
Участницам были предоставлены все продукты питания в соответствии с их индивидуальными планами питания.
Результаты
По сравнению с оптимальной группой суточные показатели синтеза миофибриллярного и саркоплазматического белка в группе низкого энергоналичия снизились. Азотистый баланс также снизился (за счет увеличения экскреции азота).
В оптимальной группе вес тела не изменился, тогда как в группе низкого энергоналичия снизился на 1,7 кг.
В оптимальной группе сухая масса тела увеличилась на 0,4 кг, а жировая уменьшилась на 0,5 кг, а в группе низкого энергоналичия сухая масса снизилась на 0,4 кг, а жировая - на 1,3 кг.
По сравнению с группой оптимального энергоналичия скорость метаболизма в покое в группе низкого энергоналичия снизилась в среднем на 65 ккал по сравнению с показателем на начало эксперимента.
Что касается биомаркеров крови, то по сравнению с оптимальной группой в группе низкого энергоналичия уровни тиреотропина, Т3 и глюкозы снизились, а уровень связывающего половые гормоны глобулина повысился.
Выводы и анализ
Энергоналичие определяется как разница в потреблении энергии и расходах энергии при физической нагрузке по отношению к сухой массе тела.
Например, рассмотрим человека с сухой массой тела 70 кг, у которого общее ежедневное потребление энергии (суточная калорийность питания) составляет 3000 ккал, а расход энергии при физической нагрузке - 750 ккал. Остаётся 2250 ккал, что разделенное на сухую массу тела дает энергоналичие около 32 ккал/кг. [1]
Низкое энергоналичие вызывает острые эндокринные, метаболические и физиологические эффекты. [2]
Обратите внимание, что энергоналичие отличается от энергобаланса. Оно учитывает потребление и расход энергии при физической нагрузке со ссылкой на количество энергии, остающейся для поддержания физиологических функций вне физической нагрузки.
В идеале энергоналичие должно быть достаточным не только для подпитки физических упражнений, но и для восстановления и адаптации, вызванной физическими нагрузками, а также для функций, необходимых организму для поддержания оптимального здоровья.
Энергетический баланс (энергобаланс) учитывает все компоненты расхода энергии, включая расход при физической нагрузке, скорость метаболизма в состоянии покоя и термический эффект пищи. Обычно он используется в контексте изменения веса тела.
Энергоналичие и энергетический баланс - взаимосвязанные, но принципиально разные понятия. Например, энергоналичие и снижение веса связаны друг с другом [2], но человек может иметь стабильный вес и быть довольно сухим и все равно страдать от неблагоприятных физиологических эффектов, вызванных нехваткой калорий. [3]
И наоборот, человек может находиться в отрицательном энергетическом балансе, но все еще обладать достаточным энергоналичием, чтобы избежать статуса энергодефицита.
Низкое энергоналичие вызывается недостаточным потреблением энергии и/или чрезмерными ее затратами при физической нагрузке.
Большая часть научной литературы по этой теме рассматривает энергоналичие в 30 ккал на килограмм сухой массы в день или меньше как низкое для женщин [4][3], о чем свидетельствуют неблагоприятные изменения в маркерах костного обмена и метаболизма (например, лептин, Т3, кортизол) и репродуктивных гормонах (например, эстрадиол, лютеинизирующий гормон), при превышении этого порога (увеличении энергодефицита).
Недавно одно исследование показало, что для мужчин пороговое значение составляет приблизительно 17 ккал. [5]
По имеющимся данным низкое энергоналичие распространено среди спортсменов и особенно среди спортсменок. Цифра варьируется в зависимости от исследования, что среди прочего связано с различиями в методах оценки и моменте времени, когда оценивались участники (т.е. межсезонье по сравнению с предсезонным периодом и сезоном).
Кроме того, большинство исследований отличаются выборками небольшого размера, поэтому к результатам следует отнестись со всей серьезностью. Тем не менее, сообщалось, что распространенность низкого энергоналичия, на что указывает рацион или общие признаки заболевания (например, нарушение менструального цикла), составляет приблизительно 31-64% в выносливостных видах спорта [6], от 45% до 100% у гимнасток [11], 53% у команды поддержки [13], 53%-67% у футболисток [14], 31% у женщин спринтеров [16] и 20%-31% у пловчих [17].
Низкое энергоналичие является следствием неупорядоченного пищевого поведения, характерного для видов спорта, требующих поджарости, таких как эстетические и выносливостные, а также предусматривающих весовые категории.[19]
Кроме того, низкое энергоналичие может быть намеренно использовано с целью повышения шансов на победу в соревнованиях, поскольку масса и композиция тела влияют на спортивные результаты [20], а снижение энергоналичия может улучшить отношение мощности к весу (т.е. количество энергии, которое может произвести человек, деленное на вес тела).
В третьем сценарии низкое энергоналичие может развиться неосознанно из-за интенсивного режима тренировок в сочетании с недостаточным для компенсации нагрузок питанием.
Длительное сохранение низкого энергоналичия чревато неблагоприятными последствиями для здоровья и результативности. Модель триады (и ее развитие - RED-S) описывает взаимосвязи между низким энергоналичием, менструальной дисфункцией и ухудшением состояния костей. [21]
RED-S был представлен в 2014 году и рассматривает более широкое влияние низкого энергоналичия на физиологические функции и общее самочувствие. [22]
Это касается и спортсменов-мужчин.
RED-S описывает влияние низкого энергоналичия на репродуктивное здоровье и состояние костей, а также нарушения в других системах (например, желудочно-кишечной, иммунологической, гематологической), психологические проблемы, которые могут предшествовать состоянию низкого энергоналичия или быть им вызваны. [4]
Хотя неблагоприятные физиологические эффекты кратковременного (не более пяти дней) низкого энергоналичия хорошо задокументированы [2] и ясно, что хроническое состояние приводит к неблагоприятным последствиям для здоровья и результативности [24], рассмотренное сегодня исследование является примечательным, поскольку дает представление о влиянии низкого энергоналичия в частности на синтез мышечного белка.
Другое исследование, опубликованное в 2014 году, изучило влияние низкого энергоналичия на синтез мышечного белка и обнаружило, что синтез миофибриллярного белка в состоянии покоя оказался ниже на 27% у тренирующихся с отягощениями мужчин и женщин уже после пяти дней диеты, обеспечивающей 30 ккал на кг сухой массы тела в день, по сравнению с 45 ккал на кг. [25]
Кроме того, оно показало, что однократная силовая тренировка, проведённая натощак, восстанавливает синтез миофибриллярного белка до уровня, характерного для оптимального энергоналичия в состоянии покоя, а прием 15-30 граммов белка после тренировки увеличивал его ещё больше.
Рассматриваемое сегодня исследование расширило эту научную работу за счет использования большей длительности эксперимента, комбинации аэробных упражнений и упражнений с отягощениями, а также ежедневного замера скорости синтеза мышечного белка.
Интересно: На сколько дней одна тренировка ускоряет метаболизм
Результаты исследования 2014 года показали, что силовые упражнения и приём дополнительного протеина могут сохранить мышечную массу на фоне низкого энергоналичия.
Результаты же нынешнего эксперимента опровергают этот вывод, показывая, что суточные показатели синтеза как миофибриллярного, так и саркоплазматического белка в период низкого энергоналичия снижаются, а высокобелковая диета и регулярные силовые тренировки уже не способны предотвратить уменьшение мышечной массы.
Этот вывод согласуется с объемом фактических данных, подтверждающих среду отрицательной физиологической адаптации в ответ на потребление женщинами 30 ккал на кг сухой мышечной массы в день или менее. По сути при снижении энергоналичия происходит метаболическая адаптация с целью экономии топлива и на энергетически дорогостоящие процессы выделяется меньше энергии.
Результаты рассмотренного сегодня исследования показывают, что синтез мышечного белка является одним из таких процессов.
Спортсменкам, заинтересованным в сохранении здоровья и повышении спортивной результативности, следует избегать длительного энергодефицита, а именно 30 ккал на кг сухой мышечной массы в день или меньше.
Однако следует подчеркнуть, что это средний показатель, и не каждая спортсменка испытает неблагоприятные последствия, как только опустит калорийность ниже этого порога. [3][4] Например, исследование, проведенное с участием выносливостных спортсменов-мужчин, предоставило данные, демонстрирующие не просто порог калорийности, а целый диапазон: 9-25 ккал. [5]
Кроме того, атлеты, действительно страдающие от последствий превышения допустимого порога энергоналичия, не всегда испытывают одинаковую тяжесть физиологических нарушений, и эти нарушения не обязательно будут глобальными.
Например, одно исследование, проведенное среди женщин, показало, что значительный дефицит энергии был связан с большей частотой нарушений менструального цикла, но не его тяжестью. [26]
Подпишитесь на мой Telegram и не пропускайте новые публикации.
Кроме того, при высоком энергодефиците снижение уровней T3 и IGF-1 не было таким уж значительным, а одно исследование, проведенное с участием мужчин, показало, что четыре дня энергоналичия на уровне 15 ккал на кг сухой массы в день привело к снижению уровней лептина и инсулина, но не Т3, тестостерона, IGF-1 или грелина. [27]
Заключение
Значительный энергодефицит за пять дней не особо отразится на мышечной массе и уровне ключевых гормонов, но к десятому дню неблагоприятные последствия начнут проявляться.
Конкретные цифры потери мышечной массы зависят от пола, величины дефицита энергии, количества сухой мышечной массы и вида спорта (типа тренировок).