Miten kaloriylijäämän suuruus vaikuttaa lihaksen ja rasvan kasvuun

Harjoittelemattomilla naisilla suurempi kaloriylijäämä nopeuttaa rasvan kertymistä ilman vastaavaa lisäystä lihaskasvussa [2, 10]. Harjoittelemattomilla henkilöillä on huomattava kyky kasvattaa lihasmassaa ylläpitokaloreilla tai jopa energiavajeessa, kunhan ravinnon proteiinimäärä on riittävä [1]. Vaikka noin 500 kcal:n päivittäinen energiavaje voi estää lihasmassan kasvun kokonaan [4, 11], energiaylijäämän kasvattaminen maltillista tasoa suuremmaksi lisää pääasiassa kehon rasvamassaa eikä luustolihaksen hypertrofiaa [2, 10].

Lihasproteiinisynteesin energiatalous

Luustolihaskudos koostuu noin 75-prosenttisesti vedestä, 20-prosenttisesti proteiinista ja 5-prosenttisesti muista ainesosista, kuten glykogeenista, rasvasta, epäorgaanisista suoloista ja mineraaleista [1]. Koska lihas on suurelta osin vettä, uuden lihaskudoksen syntetisoimisen suora energiakustannus on suhteellisen pieni verrattuna rasvakudokseen varastoituvaan energiamäärään [1].

Voimaharjoittelu toimii ensisijaisena anabolisena laukaisijana stimuloiden lihasproteiinisynteesiä (MPS) 24–48 tunnin ajan harjoituksen jälkeen [1]. Kun ravinnon proteiininsaanti saavuttaa tai ylittää tason 1,6 g/kg/vrk, ylläpitotason ylittävä lisäenergia ei enää voimista proteiinin nauttimisen aiheuttamaa akuuttia lihasproteiinisynteesivastetta levossa tai harjoituksen jälkeen [1]. Pelkkä ylensyönti voi saada aikaan koko kehon anabolisen vasteen passiivisilla henkilöillä, mutta tämä rasvattoman massan kasvu tapahtuu ilman mekaaniseen kuormitukseen liittyvää klassista mTOR-signaloinnin aktivoitumista, eikä se tuota suotuisaa lihas-rasvasuhdetta [1]. Tämän seurauksena harjoittelun suorituskyvyn ja perusaineenvaihdunnan tarpeiden yli menevä ravintoenergia varastoituu pääasiassa rasvakudokseksi [1, 2].

Ylijäämän suuruus ja rasvan jakautuminen

Voimaharjoittelututkimuksissa tutkitut ylijäämät vaihtelevat tyypillisesti maltillisesta (noin ~5 % yli ylläpitotason) tavanomaisiin off-season-suosituksiin (~10–15–20 % yli ylläpitotason) [2, 8]. Näyttö eri harjoittelijaryhmistä osoittaa, että liiallinen kaloriylijäämä johtaa suhteettoman suureen rasvamassan lisääntymiseen ilman, että se luotettavasti lisäisi lihashypertrofiaa pientä ylijäämää tai energiatasapainoa enempää [2, 10, 11].

Kontrolloidussa 8 viikon voimaharjoittelututkimuksessa, jossa vertailtiin suurta ylijäämää (~15 %), maltillista ylijäämää (~5 %) ja ylläpitokaloreita:

• Kehonpainon nopeampi nousutahti ennusti voimakkaasti ihopoimun paksuuden kasvua ($R^2=0,49$), kun taas se ennusti vain heikosti hauislihaksen paksuuden muutoksia ($R^2=0,24$), eikä reisilihaksen hypertrofiassa havaittu ryhmien välisiä eroja [10].
• Vaikka suuren ylijäämän ryhmä saavutti suuremman kehityksen ylävartalon voimassa (penkkipunnerrus 1-RM) verrattuna maltillisen ylijäämän ja ylläpidon ryhmiin, suuremman energiansaannin ensisijainen seuraus oli rasvan kiihtynyt kertyminen [10].

Vastaavia havaintoja on tehty muissakin urheilijaryhmissä. Huippu-urheilijoilla tehty tutkimus osoitti, että nopeampaa painonnousua edistävä ravitsemusneuvonta johti merkittävästi suurempaan rasvamassan kertymiseen (1,1 kg vs. 0,2 kg) ilman tilastollisesti merkitsevää eroa rasvattoman massan kasvussa (1,7 kg vs. 1,2 kg) verrattuna hitaamman painonnousun lähestymistapaan [8, 11]. Kilpailevilla kehonrakentajilla neljän viikon erittäin suuri energiansaanti (67,5 kcal/kg/vrk) tuotti hieman enemmän lihasmassaa (+2,7 % vs. +1,1 %) kuin maltillinen saanti (50,1 kcal/kg/vrk), mutta kymmenkertaisen rasvamassan lisäyksen kustannuksella (+7,4 % vs. +0,8 %) [7].

Hypertrofia ja kehonkoostumuksen muutos harjoittelemattomilla naisilla

Harjoittelemattomilla henkilöillä, erityisesti niillä, joilla on korkeampi lähtörasvaprosentti, on suuri kyky kehonkoostumuksen samanaikaiseen muuttamiseen: lihaksen kasvattamiseen samalla kun rasvaa poltetaan [1]. Aloittelijoilla kehon omat rasvavarastot voivat tarjota uuden lihaskudoksen synteesiin tarvittavan energian energiavajeen aikana, edellyttäen että proteiininsaanti pidetään yli 1,6 g/kg/vrk -tasolla [1].

Esimerkiksi 12 viikon tutkimuksessa, johon osallistui 72 ylipainoista ja lihavaa korkeakouluopiskelijanaista, korkean intensiteetin voimaharjoittelu vähensi kehon rasvaprosenttia merkittävästi verrattuna matalan intensiteetin harjoitteluun ja passiiviseen kontrolliryhmään, ja samalla koehenkilöiden päivittäinen kalori- ja hiilihydraattimäärä väheni spontaanisti [6].

Energianrajoituksen suuruudella on kuitenkin selvä raja, jonka jälkeen hypertrofia pysähtyy. Murphy ym. (2021) meta-analyysi, jossa 6 seitsemästä analysoidusta kohortista koostui naisista (keski-ikä 60 ± 11 vuotta), havaitsi energiavajeen heikentävän merkittävästi voimaharjoittelun aikaansaamaa rasvattoman massan kasvua (efektikoko = -0,57) heikentämättä kuitenkaan merkittävästi voimatason kehitystä [4]. Meta-regressio osoitti, että jokainen 100 kcal/vrk lisäys energiavajeeseen pienensi rasvattoman massan efektikokoa 0,031 yksikköä, mikä ennustaa noin ~500 kcal/vrk päivittäisen vajeen estävän rasvattoman massan kertymisen kokonaan (efektikoko = 0) [4, 11].

Lähtötilanteen kehonkoostumuksen merkitys

Gilbert Forbesin aikoinaan esittämät mallit viittasivat siihen, että lähtötilanteen rasvaprosentti sanelee suoraan kertyvän rasvattoman massan ja rasvamassan suhteen (p-suhde) [5]. Nämä alkuperäiset mallit perustuivat kuitenkin voimaharjoittelua harrastamattomiin henkilöihin, anorexia nervosasta toipuviin sekä jopa 45 viikon täydellisen paaston jälkeen uudelleenravittuihin henkilöihin, mikä rajoittaa tulosten soveltamista voimaharjoittelijoihin [5].

Näiden aineistojen uudelleenanalyysit ilman nääntymistapauksia osoittavat, että vaikka matalampi rasvamäärä korreloi poikkileikkaustutkimuksissa suuremman rasvattoman massan suhteellisen osuuden kanssa painonnousussa, äärimmäisetkään lähtörasvan erot (<10 kg vs. ~70 kg rasvamassaa) tuottavat silti samankaltaisen keskimääräisen p-suhteen (noin 0,3), johon liittyy valtava yksilöllinen vaihtelu (20–80 % nousseesta painosta rasvatonta massaa) [5]. Passiivisen ylensyönnin tutkimuksissa henkilöt, joilla on parempi lähtötason rasvaton massa ja kardiorespiratorinen kunto, kerryttävät vähemmän rasvamassaa suhteessa rasvattomaan massaan identtisillä ylensyöntiprotokollilla [1].

Käytännön suositukset

Koska hypertrofian maksimoimiseen vaadittavaa tarkkaa energiaylijäämää ei ole kyetty määrittämään [1], aloittelevien harjoittelijoiden suosituksissa suositaan yleensä maltillista ylijäämää aggressiivisen ylensyönnin sijaan [2, 8]:

1. Vältä suuria ylijäämiä: Voimaharjoittelun ja valtavan ylijäämän (~2000 kcal) yhdistävät harjoittelemattomat voivat kasvattaa rasvatonta massaa, mutta suuriin ylijäämiin liittyy huomattava tarpeettoman rasvan kertymisen riski [2, 8, 10].
2. Tavoittele maltillista painonnousutahtia: Aloittelijoille ja keskitason harjoittelijoille maltillinen ~10–20 % ylijäämä yli ylläpitotason – tavoitteena viikoittainen painonnousu noin 0,25–0,5 % kehonpainosta (tai ~0,25–0,5 kg/viikko) – maksimoi rasvattoman massan kasvun ja rajoittaa samalla rasvan kertymistä [8].
3. Aseta harjoittelu ja proteiini etusijalle: Voimaharjoittelu yhdistettynä riittävään proteiininsaantiin (≥1,6 g/kg/vrk) toimii lihaskasvun ensisijaisena ärsykkeenä [1]. Harjoittelemattomat naiset, joilla on korkeampi lähtörasvaprosentti, voivat saavuttaa lihaskasvua ylläpitokaloreilla tai lievässä vajeessa, kun taas rasvattomammat hyötyvät ylläpitokaloreista tai pienestä ylijäämästä (~5–10 %) suorituskyvyn ja palautumisen tukemiseksi [1, 2, 4].