Glukoza we krwi w wysiłku

Ile glukozy krąży we krwi?

Glukoza krążąca we krwi tworzy niewielką pulę: według przeglądu Murraya i Rosenbloom około 4 g, którą stale uzupełnia ponad 80 g glukozy zmagazynowanej w wątrobie jako glikogen³. Wątroba uwalnia glukozę w tempie zbliżonym do jej poboru przez tkanki i utrzymuje stężenie w granicach 4,0–5,5 mmol/l.

Stężenie glukozy wyznaczają dwa strumienie: tempo, w jakim glukoza pojawia się we krwi, i tempo, w jakim z niej znika. Gdy sportowiec nie przyjmuje węglowodanów, glukozę do krwi oddaje prawie wyłącznie wątroba. Korzysta przy tym z glikogenolizy, czyli rozkładu glikogenu, oraz z glukoneogenezy, czyli wytwarzania glukozy z innych związków. Glukoneogeneza wydaje się zmieniać w wartościach bezwzględnych niewiele, bez względu na czas trwania i intensywność wysiłku. Krążący mleczan jest głównym substratem wątrobowej produkcji glukozy w spoczynku, a w wysiłku jego dostępność ogranicza tempo glukoneogenezy. Pracujące mięśnie wpływają więc na glukozę we krwi dwiema drogami: pobierają ją i oddają mleczan.

Ile glukozy pobierają mięśnie w czasie wysiłku?

Mięśnie szkieletowe mogą w wysiłku pobierać glukozę nawet 50 razy szybciej niż w spoczynku. Składają się na to większy przepływ krwi i otwarcie dodatkowych naczyń włosowatych, stężenie glukozy we krwi oraz sam skurcz. Skurcz przesuwa transporter glukozy GLUT4 do błony komórkowej mięśnia, która staje się wtedy bardziej przepuszczalna dla glukozy. GLUT4 uchodzi za główny regulator poboru glukozy w mięśniu. Sportowcy wytrzymałościowi mają go dużo.

Dlaczego glukoza we krwi rośnie w intensywnym wysiłku?

Według przeglądu Marlissa i Vranica w wysiłku powyżej 80% VO2max, czyli pułapu tlenowego, produkcja glukozy rośnie 7–8 razy, a jej zużycie 3–4 razy⁴. Stężenie glukozy we krwi rośnie, a insuliny spada nieznacznie albo wcale. Jedynym paliwem mięśni jest wtedy glukoza z glikogenu mięśni i wątroby. Wzrost produkcji glukozy autorzy przeglądu przypisują silnemu wyrzutowi katecholamin, hormonów stresu takich jak adrenalina. Ta reakcja występuje nawet podczas wlewu glukozy i po posiłku. Po wysiłku do wyczerpania zużycie glukozy spada początkowo bardziej niż jej produkcja, więc hiperglikemia, czyli podwyższone stężenie glukozy, się pogłębia. Powrót do wartości wyjściowych wymaga wyraźnego wzrostu insuliny przez 40–60 minut.

Wysiłek o małej intensywności wymaga innej regulacji. Wątroba oddaje wtedy więcej glukozy głównie dlatego, że trzustka wydziela mniej insuliny, przez co zmienia się stosunek insuliny do glukagonu i wrażliwość wątroby na glukagon. Marliss i Vranic opisują, że poniżej 60% VO2max stosunek glukagonu do insuliny w krwi żyły wrotnej podnosi produkcję glukozy najwyżej dwukrotnie. Stężenie glukozy w osoczu nie zmienia się wtedy podczas wysiłku kilka godzin po posiłku, a podczas wysiłku w okresie poposiłkowym spada.

Pobudzenie wątroby przez katecholaminy w intensywnym wysiłku wydaje się u zawodników wytrzymałościowych silniejsze niż u niewytrenowanych. W badaniu zespołu Flockharta glukoza podczas treningu interwałowego o wysokiej intensywności wzrosła u osób wytrenowanych wytrzymałościowo, a w grupie kontrolnej się nie zmieniła. W wysiłku przerywanym mięśnie po przerwaniu pracy gwałtownie ograniczają pobór glukozy, a wątroba dostosowuje produkcję z opóźnieniem, co może dodatkowo podnieść stężenie.

Badanie Kajisy i Sakai objęło 20 mężczyzn, biegaczy i chodziarzy na poziomie krajowym, którzy nosili ciągły monitor glukozy podczas 36 startów. Glukoza w płynie śródmiąższowym wzrosła do 8,3 mmol/l godzinę przed startem, sięgnęła 11,2 mmol/l w trakcie i spadła do 6,7 mmol/l po starcie⁵. Szczyty w zawodach były o około 17% wyższe niż na treningu w tym samym tempie. Obciążenia wewnętrznego nie mierzono, więc tej różnicy nie można przypisać samym zawodom.

Kiedy w długim wysiłku spada glukoza we krwi?

Długi wysiłek o umiarkowanej lub wysokiej intensywności bez węglowodanów prowadzi do hipoglikemii po około 3 godzinach. Wątroba mieści najwyżej około 100 g glikogenu, a glikogenoliza w miarę trwania wysiłku stopniowo ten zapas wyczerpuje. Wątroba przestaje nadążać, więc stężenie glukozy spada. Według Murraya i Rosenbloom hipoglikemia upośledza sprawność fizyczną i umysłową. Objawy i zapobieganie opisuje hasło hipoglikemia wysiłkowa. Niska glukoza i zmęczenie nie zawsze jednak występują razem: w części badań pojawiały się niezależnie.

Węglowodany przyjmowane w trakcie wysiłku opóźniają hipoglikemię i wyczerpanie glikogenu wątrobowego. Już 20–30 g glukozy na godzinę może zacząć hamować wytwarzanie glukozy przez organizm, a hamowanie to wydaje się zależeć od dawki i pogłębia się aż do 90–120 g/h. Według bezpośrednich pomiarów spożycie około 100 g/h glukozy może całkowicie zapobiec wyczerpaniu glikogenu wątroby. Mieszanina glukozy z fruktozą w tej samej ilości nie wydaje się dalej zwiększać zawartości glikogenu w wątrobie i prawdopodobnie zostaje utleniona. Morton i wsp. uznają, że zależność między dawką węglowodanów a oszczędzaniem glikogenu wątrobowego pozostaje niejasna. Dawki i mieszanki cukrów opisuje hasło żywienie w trakcie wysiłku, a reakcję glukozy na węglowodany zjedzone tuż przed startem hasło posiłek przedtreningowy.

Czy ciągły monitor glukozy przydaje się zdrowemu sportowcowi?

Według przeglądu Bowler i wsp. zastosowania ciągłego monitora glukozy (CGM) w sporcie są w dużej mierze niesprawdzone. Nie wiadomo, czy pomiary są wiarygodne i czy poprawiają praktykę żywienia sportowców⁶. CGM to czujnik na skórze, który co 1–15 minut mierzy glukozę w płynie śródmiąższowym, czyli w płynie między komórkami. Systemy CGM opracowano dla chorych na cukrzycę, ale coraz częściej używają ich osoby bez cukrzycy⁷. Flockhart i Larsen stwierdzają, że brak zgody co do interpretacji pomiarów i brak sprawdzonych sposobów ich użycia do poprawy wyniku i zdrowia.

Glukoza w płynie śródmiąższowym rośnie po spożyciu węglowodanów z opóźnieniem do 15 minut wobec krwi. W wysiłku opisywano mniejszą dokładność pomiaru. Pilotażowe badanie Bauhaus i wsp. objęło 10 sportowców bez cukrzycy. Średnie bezwzględne względne odchylenie (MARD) CGM od pomiaru we krwi włośniczkowej wynosiło w nim 8% w spoczynku na czczo, 17% w spoczynku po glukozie, 22% w biegu o umiarkowanej intensywności i 18% w biegu intensywnym. Oba biegi poprzedzało spożycie 1 g glukozy na kilogram masy ciała. Rozrzut zgodności obu metod był w wysiłku większy niż w spoczynku⁸. Autorzy nie zalecają CGM zdrowym sportowcom bez równoczesnej porady żywieniowej lub lekarskiej.

W dwóch badaniach z CGM sportowcy wytrzymałościowi spędzali sporo czasu poza zakresem prawidłowym, przyjmowanym jako 4–6 lub 4–8 mmol/l. Mieli częste epizody hiperglikemii po posiłkach, a niektórzy hipoglikemię późną nocą. Średnia dobowa glukoza u elitarnych zawodników nie różniła się jednak od grupy kontrolnej i wynosiła w obu grupach 5,5 mmol/l. Nie ma dowodów, że okazjonalna hiperglikemia szkodzi zdrowiu sportowców w długim okresie. U kobiet przy niskiej dostępności energii stwierdzano niższą glukozę, a autorzy rozważają pomiar jako jej wskaźnik. Objawy względnego niedoboru energii w sporcie (RED-S) wymagają oceny lekarskiej. Międzynarodowa Unia Kolarska (UCI) w 2021 roku zakazała w zawodach technologii rejestrujących dane metaboliczne, w tym CGM.

Jakie są ograniczenia badań nad CGM u sportowców?

Dane o CGM u zdrowych sportowców są skąpe: zastosowanie CGM u zawodników wytrzymałościowych sprawdzono tylko w kilku badaniach. Jeden z autorów przeglądu Flockharta i Larsena współtworzył firmę rozwijającą algorytmy oparte na danych z CGM, a pierwszy autor badania Kajisy i Sakai kieruje firmą tworzącą takie zastosowania^{1, 5}.

Najczęstsze pytania

W jakim zakresie wątroba utrzymuje glukozę we krwi?

4,0–5,5 mmol/l. Wątroba uwalnia glukozę mniej więcej tak szybko, jak tkanki ją pobierają.

Czy wysoka glukoza po posiłku szkodzi sportowcowi?

Nie wykazano tego. Brakuje dowodów na długofalową szkodę dla zdrowia sportowców z okazjonalnej hiperglikemii. Średnia dobowa glukoza elitarnych zawodników wynosiła 5,5 mmol/l, tyle samo co w grupie kontrolnej.

Jak dokładny jest CGM w czasie biegu?

Mniej dokładny niż w spoczynku. W pilotażowym badaniu 10 sportowców odchylenie od pomiaru we krwi włośniczkowej (MARD) wyniosło 22% w biegu umiarkowanym i 18% w intensywnym, wobec 8% w spoczynku na czczo.

Czy CGM jest dozwolony w wyścigach kolarskich?

Nie. UCI w 2021 roku zakazała w zawodach technologii rejestrujących dane metaboliczne, w tym CGM.

Zobacz też: Węglowodany w sporcie.

Artykuły: Co jeść na długiej jeździe na rowerze.