تدوير الكربوهيدرات مقابل الحمية المستمرة لخسارة الدهون والأداء الرياضي

يحقق تدوير الكربوهيدرات (Carb Cycling) — وهو التناوب بين فترات من تناول الكربوهيدرات بنسب منخفضة ومرتفعة أثناء عجز الطاقة — معدلات من خسارة الدهون الإجمالية مماثلة لتلك التي يحققها تقييد الطاقة المستمر [1, 4, 17]. ومع ذلك، لدى الرياضيين المتدربين على تمارين المقاومة، يمكن لأيام إعادة التغذية بالكربوهيدرات (Refeeds) الممتدة لعدة أيام وبشكل منظم أن تخفف من فقدان الكتلة الخالية من الدهون وتحافظ بشكل أفضل على معدل الأيض أثناء الراحة مقارنة بالحمية المستمرة [4, 17]. وبالنسبة لرياضيي التحمل، فإن تقسيم تناول الكربوهيدرات على فترات يزيد من الإشارات الخلوية التكيفية، لكنه لا يعزز الأداء التنافسي بشكل موثوق مقارنة بالاعتماد المستمر على كميات عالية من الكربوهيدرات [10, 12].

تركيب الجسم والحفاظ على معدل الأيض

عند تساوي صافي الطاقة الإجمالية وكمية البروتين المتناولة، يحقق تدوير الكربوهيدرات وتقييد الطاقة المستمر انخفاضات متكافئة في إجمالي وزن الجسم والكتلة الدهنية [1, 4, 17]. في تجربة استمرت 7 أسابيع وشملت 27 شخصاً متدرباً على تمارين المقاومة يتبعون عجزاً في السعرات الحرارية بنسبة 25% بالتزامن مع برنامج رفع أثقال لمدة 4 أيام أسبوعياً، قُسم المشاركون إلى مجموعة تقييد مستمر أو بروتوكول متقطع يتضمن 5 أيام من تقييد بنسبة 35% تليها يومان متتاليان من إعادة التغذية بالكربوهيدرات عند سعرات المحافظة [4]. حققت كلتا المجموعتين انخفاضاً مماثلاً في إجمالي كتلة الجسم (-3.6 كجم للمستمر مقابل -3.2 كجم لإعادة التغذية) والكتلة الدهنية (-2.3 كجم مقابل -2.8 كجم) [4, 17].

وظهر الفارق الفسيولوجي في الحفاظ على الأنسجة الخالية من الدهون. حيث حافظت مجموعة إعادة التغذية بالكربوهيدرات لمدة يومين على كتلة خالية من الدهون أكبر بكثير (فقدان 0.4 كجم مقابل 1.3 كجم في المجموعة المستمرة) وكتلة خالية من الدهون جافة (فقدان 0.2 كجم مقابل 1.9 كجم) [4, 17]. بالإضافة إلى ذلك، تم الحفاظ على معدل الأيض أثناء الراحة بشكل أفضل في مجموعة إعادة التغذية، حيث أظهرت انخفاضاً قدره 38 سعرة حرارية فقط في اليوم مقارنة بانخفاض يومي قدره 78 سعرة حرارية في المجموعة المستمرة [4, 17]. وفي هذه الدراسة، تناولت كلتا المجموعتين 1.8 جم من البروتين لكل كيلوجرام من كتلة الجسم، مع استمداد جميع السعرات الحرارية الإضافية في أيام إعادة التغذية من الكربوهيدرات حصراً [4].

وفي مجموعات سكانية أوسع، تُظهر استراتيجيات التقييد المتقطع تكافؤاً مشابهاً في خسارة الدهون. فقد وجدت دراسة استمرت 12 أسبوعاً على إناث بالغات مصابات بالسمنة أن التقييد المستمر والتقييد المتقطع مع فترات إعادة تغذية منظمة واستراحات من الحمية أديا إلى خسارة متطابقة في الكتلة الدهنية (-9.30 كجم مقابل -9.21 كجم) [1]. وعلى مدار 6 أشهر، حقق التقييد المتقطع خسارة وزن مكافئة للتقييد المستمر (-6.4 كجم مقابل -5.6 كجم) مع تحقيق انخفاضات أكبر في مستويات الإنسولين الصائم ودرجات مقاومة الإنسولين [2]. وفي الإناث المتدربات على تمارين المقاومة، لم تؤدِ استراحات الحمية لمدة أسبوع واحد أثناء عجز بنسبة 25% إلى تغيير الكتلة الخالية من الدهون أو معدل الأيض أثناء الراحة مقارنة بالتقييد المستمر، لكنها منعت الزيادات في فقدان السيطرة على تناول الطعام (Eating Disinhibition) [19, 20].

يؤثر التعديل الحاد في تناول الكربوهيدرات أيضاً على المؤشرات الكبدية ونسبة السكر في الدم على المدى القصير. إذ أدى يومان من نظام غذائي متساوي السعرات منخفض الكربوهيدرات وعالي الدهون (~60 جم كربوهيدرات يومياً) إلى تقليل دهون الكبد بنسبة 16% لدى البالغين الذين يعانون من زيادة الوزن أو السمنة [7]. ومع ذلك، فإن تقييد الكربوهيدرات المتساوي أو الناقص السعرات أدى إلى خفض الإنسولين الصائم وثلاثي الجليسريد مع إضعاف مؤقت لاستجابة خلايا بيتا المبكرة ورفع تقلبات الجلوكوز بعد الوجبات أثناء اختبار الوجبات المختلطة [7].

أداء تمارين المقاومة ومخازن الجليكوجين

تتكون احتياطيات الكربوهيدرات لدى الإنسان من حوالي 350 إلى 700 جم من جليكوجين العضلات الهيكلية (أو 300 إلى 400 جم لدى البالغين العاديين) و80 إلى 120 جم من جليكوجين الكبد [9, 22]. وتحتوي العضلات الهيكلية على مخازن جليكوجين متمركزة داخل أجزاء الغشاء العضلي (Sarcolemmal)، وبين اللييفات العضلية (Intermyofibrillar)، وداخل اللييفات العضلية (Intramyofibrillar)؛ ويؤدي استنزاف هذه الأجزاء أثناء رفع الأثقال بكميات تدريبية عالية إلى إضعاف إطلاق الكالسيوم وإعادة تصنيع الـ ATP [22].

على الرغم من أنماط الاستنزاف الموضعية هذه، فإن تدوير الكربوهيدرات لا يغير أداء تمارين المقاومة بشكل مطلق. فقد أظهرت مراجعة منهجية شملت 49 دراسة أن تناول الكربوهيدرات لا يحسن أداء رفع الأثقال في حالة الشبع للتمارين التي تحتوي على 10 مجموعات أو أقل لكل مجموعة عضلية [22]. وتظهر فوائد الأداء الناتجة عن تناول الكربوهيدرات السريع بشكل أساسي أثناء الجلسات ذات الحجم التدريبي المرتفع التي تتجاوز 10 مجموعات لكل مجموعة عضلية، أو عند التدريب في حالة الصيام، أو خلال التمارين المتعددة في نفس اليوم [22].

تؤثر فترات إعادة التغذية أيضاً على مؤشرات الاستشفاء. فلدى لاعبي كمال الأجسام التنافسيين من الرجال الذين أتموا 4 أسابيع من تقييد الطاقة، لم تؤدِ إعادة التغذية بالكربوهيدرات إلى تغيير معدلات الجهد المدرك (RPE) أو حجم التكرارات أثناء التدريب الألماني المكثف (German Volume Training)، لكنها قللت بشكل كبير من تركيزات كرياتين كيناز في الدم وآلام العضلات لدى الأفراد الذين يعانون من عجز شديد في السعرات الحرارية [18]. ومع ذلك، فإن فترات إعادة التغذية بالكربوهيدرات من يوم إلى 3 أيام تزيد من هرمون اللبتين وتعيد بناء مخازن الجليكوجين بشكل عابر فقط، دون توفير وقت كافٍ لاستعادة هرمونات الغدة الدرقية أو التستوستيرون في الدورة الدموية أو تركيزات اللبتين على المدى الطويل مقارنة باستراحات الحمية الممتدة لعدة أسابيع [21].

أداء التحمل وتوزيع الكربوهيدرات على فترات

في تدريبات التحمل، غالباً ما يُطبق تدوير الكربوهيدرات كدورية غذائية (Carbohydrate Periodization) تحت نماذج مثل "النوم مع انخفاض الكربوهيدرات" (Sleep low)، و"التدريب مرتين يومياً"، و"التدريب أثناء الصيام"، و"الاستشفاء مع انخفاض الكربوهيدرات" (Recover low) [12]. وتسترشد هذه البروتوكولات بنماذج "التغذية حسب متطلبات الجهد" (Fuel for the work required) وعتبة الجليكوجين، والتي تقترح التدريب بمستوى جليكوجين عضلي أقل من 300 مللي مول·كجم⁻¹ من الوزن الجاف لتعزيز الإشارات الجزيئية التكيفية، مع البقاء فوق 100 مللي مول·كجم⁻¹ من الوزن الجاف لتجنب تثبيط تصنيع البروتين العضلي [15].

إن ممارسة التمارين مع انخفاض توافر الكربوهيدرات يعزز تنشيط بروتين كيناز المنشط بـ AMP (AMPK)، مما يحفز التخليق الحيوي للميتوكوندريا من خلال زيادة تنظيم p53، ومساعد منشط مستقبلات جاما المنشطة بمكاثر البيروكسيسوم 1-ألفا (PGC-1α)، وعامل النسخ الميتوكوندري A (Tfam)، ووحدات سيتوكروم سي أكسيداز، وبروتينات اندماج/انشطار الميتوكوندريا (MFN-2، DRP-1) [12].

على الرغم من هذه التكيفات الخلوية، فإن تقييد الكربوهيدرات الدوري لا يترجم باستمرار إلى أداء رياضي متفوق [10, 12]. فقد وجدت مراجعة منهجية وتحليل تجميعي لـ 9 دراسات على رياضيين متدربين على التحمل عدم وجود ميزة أداء كبيرة للتقييد الدوري للكربوهيدرات على التدريب المعتمد على نسبة عالية من الكربوهيدرات (حجم التأثير المعياري = 0.17، p = 0.29) [12]. وبالمثل، أظهرت تجربة استمرت 5 أسابيع على دراجين ذكور مدربين (VO2peak = 70.8 مل·كجم⁻¹·دقيقة⁻¹) أن إكمال 13 جلسة تدريبية مع انخفاض توافر الكربوهيدرات لم يقدم أي تحسينات إضافية في الحالة المستقرة القصوى للاكتات، أو الوقت حتى الإنهاك، أو أكسدة الركائز، أو تركيب الجسم مقارنة ببروتوكول عالي الكربوهيدرات متكافئ في الطاقة [10].

تؤدي الحميات المزمنة منخفضة الكربوهيدرات (مثل استهلاك 80% من الطاقة من الدهون لمدة تصل إلى 4 أسابيع) إلى إضعاف القدرة على أداء التمارين عالية الكثافة لدى رياضيي التحمل النخبة بسبب انخفاض القدرة التأكسدية للكربوهيدرات، وانخفاض إنتاج الطاقة لكل لتر من الأكسجين المستهلك، وتراجع تنفس الميتوكوندريا [12]. بالإضافة إلى ذلك، فإن تقييد الكربوهيدرات المطول لمدة 15 يوماً أو أكثر يزيد من خطر إصابات الإجهاد العظمي، وضعف وظائف المناعة، وتراجع تعافي العضلات، ومتلازمة نقص الطاقة النسبي في الرياضة (REDs) [15, 16].

توصيات عملية وعتبات الطاقة

عند تطبيق تدوير الكربوهيدرات أثناء عجز الطاقة، يتطلب الحفاظ على الكتلة العضلية الالتزام بعتبات المغذيات الكبرى والطاقة المناسبة:

• معدل فقدان الوزن: استهدف انخفاضاً معتدلاً بنسبة 0.5% إلى 1.0% من وزن الجسم أسبوعياً [23].
• تناول البروتين: حافظ على البروتين اليومي بين 2.2 إلى 3.0 جم لكل كيلوجرام من وزن الجسم، مقسمة على 3 إلى 6 وجبات توفر 0.40 إلى 0.55 جم/كجم لكل وجبة لدعم تصنيع البروتين العضلي [23].
• الكربوهيدرات الأساسية: حدد استهلاك الكربوهيدرات اليومي وفقاً لمتطلبات التدريب، وعادة ما يتراوح بين 2 و5 جم لكل كيلوجرام من وزن الجسم أثناء تقييد الطاقة [23].
• حدود توافر الطاقة: تأكد من ألا يقل توافر الطاقة عن 30 سعرة حرارية لكل كيلوجرام من الكتلة الخالية من الدهون يومياً (kcal·kg FFM⁻¹·day⁻¹) لدى الرياضيات الإناث أو أقل من 25 kcal·kg FFM⁻¹·day⁻¹ لدى لاعبي كمال الأجسام الطبيعيين من الذكور لمنع تثبيط التستوستيرون، وIGF-1، واللبتين، والإستروجين، وكثافة المعادن في العظام [16, 23].
• إعادة التزود بالوقود للمنافسات: بالنسبة لسباقات التحمل التي تتجاوز 90 دقيقة، أكمل عملية تحميل الجليكوجين بمعدل 10 إلى 12 جم·كجم⁻¹ يومياً بدءاً من 36 إلى 48 ساعة قبل السباق (مع مراعاة أن كل جرام من الجليكوجين المخزن يحبس معه نحو 2.7 جم من الماء) [9]. وللفعاليات الأقل من 90 دقيقة، استهلك 6 إلى 12 جم·كجم⁻¹ خلال الـ 24 ساعة السابقة، مع حصر الوجبة الأخيرة قبل السباق في حدود 75 جم من الكربوهيدرات [9].
• التناول أثناء التمرين وبعده: لجلسات التحمل التي تزيد عن 60 دقيقة، تناول 30 إلى 90 جم من الكربوهيدرات في الساعة باستخدام مزيج من الجلوكوز والفركتوز (النسبة المثلى تقارب 1:0.8) [11]. ويتم تحفيز إعادة تصنيع الجليكوجين بعد التمرين إلى أقصى حد عن طريق استهلاك 1.0 إلى 1.2 جم·كجم⁻¹ في الساعة من الكربوهيدرات ذات المؤشر الجلايسيمي المتوسط إلى المرتفع خلال أول 4 ساعات [11].