W poprzedniej części przedstawiłem szereg korzystnych właściwości, jakie posiadają ciała ketonowe. W tej części zgodnie z zapowiedzią omówię wyniki najbardziej interesujących badań odnośnie wykorzystania diet bardzo niskowęglowodanowych ketogennych (VLCKD) w celach sylwetkowo-wydolnościowych. Zwrócę również uwagę na praktyczne aspekty dotyczące stosowania VLCKD.

Artykuł wstępnie został opublikowany w czasopiśmie Muscular Development (numer: styczeń/luty 2016)

Zanim przejdę do sedna wspomnę, że zainteresowanie wykorzystaniem VLCKD w sporcie wzrosło po części w związku intensywnymi badaniami nad wykorzystaniem suplementów ciał ketonowych (estry i sole mineralne ciał ketonowych) na potrzeby armii Stanów Zjednoczonych. W tym przypadku suplementy ciał ketonowych okazały się szczególnie przydatne do zapobiegania drgawkom podobnym do ataków padaczki u płetwonurków Navy Seal używających rebreatherów tlenowych – badania w tym zakresie prowadzi Dr. Dominic D’Agostino.

Neavy Seals

Suplementy ciał ketonowych: wejście w stan ketozy wymaga restrykcji węglowodanów przez 24-48 godzin – użycie estrów lub soli mineralnych ciał ketonowych pozwala na znaczne zwiększenie poziomu ciał ketonowych we krwi po 10-15 minutach, niezależnie od udziału węglowodanów w diecie. Szybie zwiększenie poziomu ciał ketonowych we krwi jest również możliwe w efekcie konsumpcji olejów – kokosowego lub MCT.  

Badania VLCKD

Według przeprowadzonych badań, VLCKD przyczynia się do rekompozycji sylwetki u osób z wysokim poziomem tkanki tłuszczowej, prowadzących siedzący tryb życia lub ćwiczących rekreacyjnie. Z pewnością czytelników tego artykułu bardziej interesuje wpływ VLCKD przy wysokim stopniu wytrenowania – tak się składa, że w ostatnim czasie pojawiły się interesujące badania w tym zakresie.

Jedno z takich badań zostało przeprowadzone na Uniwersytecie w Tempa na Florydzie – badanie przeprowadził Dr. Jacob Wilson („Muscle Prof”) – Dr. Wilson i Dr. Layne Norton prowadzą wspólnie podcast Muscle Collage – jego grupa badawcza ma duże doświadczenie w rekrutowaniu uczestników o wysokim stopniu wytrenowania oraz implementowaniu skutecznych programów treningowych na potrzeby badawcze.

Podczas próby uczestnicy (26 mężczyzn) przez 11 tygodni przestrzegali zasad VLCKD (udział energii z białka, tłuszczów i węglowodanów odpowiednio: 20%, 75% i 5%) lub tradycyjnej, zachodniej diety (udział energii z białka, tłuszczów i węglowodanów odpowiednio: 20%, 25% i 55%) (1). Trening siłowy wykonywany był 3 razy w tygodniu i obejmował dwa dni hipertrofii i jeden dzień siły. W ostatnim tygodniu przed ostatecznymi pomiarami w grupie VLCKD wykonano „ładowanie węglowodanów” – w pierwszych 2 dniach ilości węglowodanów została zwiększona do 1 g/kg, w kolejnych do 1,5 g/kg i kolejnych do 2 g/kg masy ciała (czemu towarzyszyło proporcjonalne zmniejszenie spożycia tłuszczu). Po 11 tygodniach w grupie VLCKD odnotowano większy wzrost beztłuszczowej masy ciała (4,3 kg vs. 2,2 kg – pomiar przy użyciu densymetrii) oraz większy ubytek tłuszczowej masy ciała (-2,2 kg vs. -1,5 kg). Pomiar masy mięśniowej przy użyciu ultrasonografii również wykazała większy wzrost na VLCKD. Nie odnotowano różnic we wzroście siły zarówno przed „ładowaniem węglowodanów”, jak również przy okazji ostatecznych pomiarów. Dodatkowo w grupie VLCKD odnotowano wzrost poziomu „dobrego” cholesterolu frakcji HDL i wzrost poziomu testosteronu całkowitego.

Dr. Wilson przeprowadził jeszcze jedno niezwykle interesujące badanie, w którym porównał wpływ cyklicznej diety ketogennej (CKD) i VLCKD – wyniki zostały przedstawione na tegorocznej konferencji National Strength and Conditioning Association (NSCA) w Orlando. Cykliczna dieta ketogenna składa się z fazy niskowęglowodanowej, ketogennej (najczęściej 5-6 dni/tydz.) oraz fazy „ładowań węglowodanów” (2). Koncepcja CKD nie jest nowa – już w latach 80-tych Michael Zumpano i Daniel Duchaine przedstawili w środowisku kulturystyczny dwa protokoły CKD – „The Rebound Diet” (wersja na masę) i „The Ultimate Diet”. Następnie pojawiły się kolejne protokoły, wśród których na wyróżnienie zasługuje te opisane w książkach: „Underground Bodyopus: Militant Weight Loss & Recomposition – Dan Duchaine” i „The Ketogenic Diet – Lyle McDonald” oraz popularny w ostatnim czasie protokół „Carb Nite – John Kiefer”. Biorąc pod uwagę mnogość protokołów CKD, zaskakujące może się wydawać, że badanie, jakie przeprowadziłMuscle Prof” jest pierwszym, które rozpatruje wpływ CKD na rekompozycję sylwetki i wzrost siły u mężczyzn, wykonujących treningi siłowe. W tej próbie protokół CKD zakładał „ładowanie węglowodanów” w weekendy. Badacze przewidywali, że uczestnicy na CKD w związku z korzyściami wynikającymi z „ładowań węglowodanów” uzyskają lepsze efekty niż uczestnicy na VLCKD. No cóż, wiele się mówi o korzyściach związanych z „ładowaniami węglowodanów” – działanie anaboliczne, resynteza glikogenu mięśniowego, zwiększanie poziomów hormonów mających kluczowy wpływ na uczucie głodu i tempo przemiany materii. Po wstępnej analizie wyników, „Muscle Prof” – usłyszał od jednego ze swoich podopiecznych – Ryana Lowery: „What’s wrong, Doc?” – po 8 tygodniach odnotowano w obu grupach ubytek masy ciała (-3 kg), ale ubytek beztłuszczowej masy ciała był większy w grupie CKD (-2 kg vs. -1 kg). Dodatkowo w odróżnieniu od uczestników z grupy VLCKD, w grupie CKD odnotowano spadek siły. Bardziej wnikliwa analiza uzyskanych rezultatów pokazała, że „ładowań węglowodanów” miały negatywny wpływ na poziomy ciał ketonowych – uczestnicy w grupie CKD po weekendowych ładowania wracali do ketozy dopiero w czwartek lub piątek. Zdaniem badaczy mogło mieć to kluczowy wpływ na uzyskane rezultaty. Niewątpliwie jednak w celu wyciągnięcia bardziej klarownych wniosków odnośnie przydatności „ładowań węglowodanów” oraz optymalnych sposobów ich realizacji potrzebna jest większa liczba badań.

Kolejne badanie wymaga krótkiego wstępu. Tempo oksydacji tłuszczu podczas wysiłku jest najwyższe przy wysiłkach o umiarkowanej intensywności (40-65% VO2max). Wtedy tłuszcze pokrywają od 40 do 60% energii wydatkowanej. Wysokiej klasy sportowcy, uprawiający dyscypliny wytrzymałościowe przy umiarkowanej intensywności wysiłku spalają około 1 g tłuszczu/min – w literaturze naukowej i podręcznikach do fizjologii wysiłku fizycznego trudno jest znaleźć dane wskazujące, że istnieje możliwość spalania więcej niż 1 g tłuszczu/min. Przy wysiłkach o wysokiej intensywności (65-90% VO2max), tempo oksydacji tłuszczu stopniowo maleje a jednocześnie głównym paliwem dla mięśni szkieletowych staje się glikogen mięśniowy.

Badania FASTER, czyli Fat Adapted Substrate oxidation in Trained Elite Runners. W ramach tego badania wykonano szereg interesujących pomiarów z udziałem 20 wytrenowanych sportowcach, uprawiających biegi długodystansowe i biegi ultra. Wśród nich było 10 sportowców stosujących VLCKD (10-12% energii dostarczanej z węglowodanów; 20% energii dostarczanej z białka). Wyniki tego badania są zaskakujące – sportowcy na VLCKD spalali średnio 1,5 g tłuszczu/min. Najlepszy wynik, jaki uzyskał jeden ze sportowców w tej grupie to 1,8 g tłuszczu/min! Średnia dla badanych dla porównania sportowców na diecie wysokowęglowodanowej była typowa i wynosiła 0,7 g tłuszczu/min. Ciekawe jest również, że niektórzy sportowcy stosujący VLCKD byli w stanie spalać więcej niż 1 g tłuszczu/min przy intensywności wysiłku ponad 80% VO2max. Jednym ze sportowców w grupie VLCKD był Zach Bitter – rekordzista Ameryki w biegu na 100 mil (około 160 km) – przebiegnięcie tego dystansu zajęło mu 11 godzin i 47 minut. Zach przebiegł też 101,66 mil w ciągu 12 godzin, co stanowi rekord świata. Na podstawie wyników badania FASTER niezbędne będą korekty w podręcznikach do fizjologii wysiłku fizycznego – wyniki tej próby nie zostały jeszcze opublikowane, ale wkrótce powinno to nastąpić. Podczas konferencji IHMC przedstawił je wstępnie jeden ze współautorów badania – Dr. Jeff Volek (3).

Na uwagę zasługuje również badanie, jakie przeprowadził Dr. Antonio Paoli z udziałem wysokiej klasy zawodników gimnastyki artystycznej, włączając reprezentantów kadry narodowej Włoch. Krótkotrwałe (30 dni) przestrzeganie VLCKD w tej próbie nie doprowadziło do zmniejszenia wydolności fizycznej a jednocześnie badani sportowcy byli w stanie zachować swoją wyjątkowo wysoką objętość treningową (30 godz/tydz) (4).  

Aspekty praktyczne

Na wstępie chciałbym podkreślić, że omawiane rozwiązania dietetyczne nie stanowią najlepszego wyboru dla każdego. Podjęcie decyzji, co do ich przydatności wymaga większej wiedzy i powinno być poprzedzone wykonaniem badań: (minimum morfologia krwi, profil lipidowy i panel tarczycowy). W trakcie przestrzegania diety przydatne jest również kontrolowanie poziomu glukozy i ciał ketonowych (tabela niżej). Daje to możliwość lepszej ocena przebiegu procesu adaptacji do wykorzystania alternatywnych dla glukozy substratów energetycznych.   

Pomiar w moczu – testy paskowe 

Zalety

łatwy pomiar

niskie koszty

Wady

pomiar ilości wydalanego acetooctanu (związek należący do ciał ketonowych)  

ilość wydalanego acetooctanu słabo koreluje z poziomem ciał ketonowych we krwi, zwłaszcza po okresie keto-adaptacji  

– brak możliwości kontroli poziomu ciał ketonowych we krwi w danym momencie 

Pomiar we krwi – glukometr z funkcją pomiaru ciał ketonowych we krwi (np.: Precision Xtra)

Zalety

– pomiar poziomu beta-hydroksymaślanu we krwi (związek należący do ciał ketonowych – wykorzystywany bezpośrednio przez tkanki)

– możliwość kontroli poziomu ciał ketonowych we krwi w danym momencie

Wady

– wysokie koszty pasków testowych

– konieczność nacinania skóry

Pomiar w oddechu – urządzenie Ketonix – wersja standard (niebieski) i sport (czerwony)

Zalety

– łatwy pomiar

– ilość wydalanego acetony dobrze koreluje z poziomem ciał ketonowych we krwi 

– brak konieczności zakupu pasków testowych

– możliwość kontroli poziomu ciał ketonowych we krwi w danym momencie

Wady

– pomiar ilości wydalanego acetonu (związek należący do ciał ketonowych)    

– wysoki koszt urządzenia

Prawidłowe zaplanowanie VLCKD również wymaga większej wiedzy. W ramach tego artykułu zwrócę uwagę na typowe błędy:

– Nadmierna podaż białka (powyżej 2 g na kg beztłuszczowej masy ciała) – dominującym makroskładnikiem na VLCKD powinny być tłuszcze – białka nie są efektywnym substratem energetycznym a jednocześnie ich nadmierna konsumpcja przyczynia się do zmniejszenia produkcji ciał ketonowych, co uniemożliwia uzyskanie korzyści unikalnych dla stanu ketozy, o jakich wspomniałem w pierwszej części   

– Niewystarczająca podaż sodu (poniżej 3-5 g/dzień) – zmniejszenie poziomu insuliny w efekcie restrykcji węglowodanów prowadzi do nasilania wydalania sodu wraz z moczem – przy niższym od podanego w nawiasie spożyciu wzrasta ryzyko wystąpienia niepożądanych objawów: osłabienie, senność, zawroty i bóle głowy, problemy z koncentracją, zaparcia oraz zwiększenie utraty masy mięśniowej   

– Niewystarczająca podaż potasu i magnezu – często podczas stosowania VLCKD przydatna jest suplementacja tymi składnikami mineralnymi, zwłaszcza przy pojawiających się skurczach mięśni; wśród źródeł pokarmowych znaczne ilości zawierają zielone warzywa i awokado   

– Nadmierna konsumpcja wielonienasyconych kwasów tłuszczowych – głównym źródłem energii na VLCKD powinny być kwasy tłuszczowe jednonienasycone i nasycone, czego potwierdzeniem jest preferencyjne magazynowanie właśnie tych kwasów tłuszczowych w tkance tłuszczowej

– Niskie spożycie warzyw – wbrew pozorom na VLCKD możliwe jest dostarczanie pokaźnych ilości witamin, składników mineralnych, związków fitochemicznych i błonnik pokarmowego z niskowęglowodanowych warzyw, co jest konieczne dla uzyskania optymalnych efektów   

– Brak adaptacji – w pierwszych tygodniach przestrzegania VLCKD wydolność fizyczna i umysłowa jest zazwyczaj obniżona – adaptacja do efektywnego wykorzystania nowych źródeł energii (m.in. ciał ketonowych) wymaga czasu, dlatego nie należy wyciągać pochopnych wniosków na podstawie samopoczucia w pierwszych dniach przestrzegania VLCKD – ta uwaga dotyczy każdej diety           

Na zakończenie

W ostatnim czasie pojawiło się przynajmniej kilka wartych uwagi książek i wiele ciekawych publikacji naukowych na temat diety bardzo niskowęglowodanowej ketogennej. Wśród książek polecałbym: „The Art and Science of Low Carbohydrate Living” i „The Art and Science of Low Carbohydrate Performance” – zapoznanie się z tymi pozycjami to absolutne minimum pozwalające na prawidłowe zaplanowanie i przestrzeganie diety bardzo niskowęglowodanowej oraz zrozumienie, co dzieje się z organizmem przy znacznej restrykcji węglowodanów.

Referencje:

1) Rauch i wsp. (2014). The effects of ketogenic dieting on skeletal muscle and fat mass. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 11, 1-1.

2) Sharp i wsp. (2015). The 8 Week Effects of Very Low Carbohydrate Dieting vs Very Low Carbohydrate Dieting with Refeed on Body Composition. NSCA National Conference, Orlando, FL.

3) Volek (2013). The Many Facets of Keto-Adaptation: Health, Performance, and Beyond. IHMC.

4) Paoli i wsp. (2012). Ketogenic diet does not affect strength performance in elite artistic gymnasts. J Int Soc Sports Nutr. 26;9:34.