Glycogen là gì? Những kiến thức cơ bản về glycogen
Khi đọc các bài viết về dinh dưỡng cho người tập thể hình, chúng ta thường nghe nhắc đến glycogen nhưng chưa thực sự hiểu nó là chất gì, có ảnh hưởng gì đối với sức khỏe và tập luyện.
Dưới đây là những thông tin cơ bản nhất bạn nên biết về glycogen – một dạng tinh bột trong cơ thể.
Glycogen là tinh bột gì?
Glycogen thực chất là một dạng carbohydrate được lưu trữ trong cơ thể.
Nó được hình thành bằng cách liên kết các phân tử glucose theo chuỗi dài, gồm khoảng 8-12 phân tử. Những chuỗi này sau đó lại tiếp tục liên kết với nhau tạo nên các hạt lớn gồm hơn 50.000 phân tử glucose.
Những hạt glycogen này được lưu trữ cùng với nước và kali trong các tế bào cơ và gan, cho đến khi cơ thể phân hủy và sử dụng chúng để làm năng lượng.
 |
| Một hạt Glycogen sẽ có hình dạng như hình |
Những sợi như sợi dây ruy băng nhiều màu ở trung tâm đại diện cho một dạng protein chuyên biệt, đóng vai trò là điểm nối để tất cả các chuỗi glycogen gắn vào.
Hạt glycogen lớn hơn khi ngày càng có nhiều chuỗi glycogen được gắn vào hạt nhân này, và nó bị thu nhỏ lại khi các sợi bị phá vỡ để sử dụng làm năng lượng.
Tổng hợp glycogen là gì?
Tổng hợp glycogen là việc tạo và lưu trữ các hạt glycogen mới.
Để hiểu được cách thức và lý do glycogen được tạo ra, điều quan trọng là phải hiểu cách cơ thể bạn tiêu hóa và lưu trữ carbohydrate.
Sau khi ăn một bữa ăn, cơ thể bạn phân hủy protein, chất béo và carbs thành các phân tử nhỏ hơn.
- Protein bị phân hủy thành các phân tử gọi là axit amin.
- Chất béo bị phân hủy thành các phân tử gọi là triglyceride.
- Carbs bị phân hủy thành các phân tử của một loại đường đơn giản gọi là glucose.
Cơ thể cũng có thể chuyển đổi protein và chất béo thành một lượng nhỏ glucose, nhưng quá trình này không hiệu quả và chỉ tạo ra đủ glucose cho các chức năng cơ thể cơ bản, chứ không đáp ứng được nhu cầu tập tạ. Nó cũng chỉ tăng khi mức glycogen đã ở mức thấp. Đó là lý do tại sao bạn phải tiêu thụ carbs để tạo ra một lượng glucose đáng kể.
Cơ thể chỉ có thể lưu trữ khoảng 4 gram (một muỗng cà phê) glucose trong máu bất cứ lúc nào. Nếu glucose tăng vượt mức sẽ gây ra dư thừa, có khả năng làm hỏng dây thần kinh, mạch máu và các mô khác. Tình trạng này kéo dài có thể dẫn tới bệnh tiểu đường.
Tuy nhiên, để ngăn chặn điều này xảy ra, cơ thể cơ thể sử dụng một số cơ chế để loại bỏ một lượng glucose đi vào máu. Và cách để xử lý chính là “đóng gói” lượng glucose này thành các hạt glycogen, sau đó “cất” chúng vào các tế bào cơ và gan. Đây chính là quá trình tổng hợp glycogen.
Nếu cơ thể cần thêm năng lượng trong tương lai, nó sẽ chuyển đổi các hạt glycogen này thành glucose và sử dụng để làm nhiên liệu.
Glycogen được lưu trữ ở đâu?
Glycogen chủ yếu được lưu trữ trong các tế bào cơ và gan, cùng với một lượng nhỏ ở trong một số tế bào não, tim, mỡ và thận.
Cụ thể thì glycogen được lưu trữ ở chất lỏng trong các tế bào được gọi là cytosol.
Cytosol là một chất lỏng trong suốt bao gồm nước, các loại vitamin, khoáng chất và một số chất khác giúp tạo nên cấu trúc tế bào, lưu trữ chất dinh dưỡng và hỗ trợ các phản ứng hóa học trong tế bào.
Glycogen trôi nổi trong cytosol cho đến khi nó bị phân hủy thành glucose và sử dụng để làm năng lượng.
Hình dưới đây là cấu trúc của glycogen trong tế bào gan khi được quan sát dưới kính hiển vi. Các chấm đen nhỏ là các hạt glycogen lơ lửng trong cytosol.
Thông thường thì mọi người có thể lưu trữ khoảng 100 gram glycogen trong gan và khoảng 500 gram trong cơ bắp. Người có lượng cơ bắp nhiều hơn và có nhiều kinh nghiệm tập luyện có thể lưu trữ được nhiều hơn thế.
Nhưng nói chung, hầu hết mọi người đều có khả năng lưu trữ khoảng 600 gram glycogen.
Cơ thể bạn sử dụng glycogen trong gan như một nguồn năng lượng tức thời để cung cấp cho não và thực hiện các chức năng cơ thể khác trong ngày.
Trong khi đó, glycogen cơ bắp được sử dụng bởi bất kỳ cơ bắp nào đang hoạt động trong khi tập thể dục.
Ví dụ: Nếu bạn tập squats, thì glycogen được lưu trữ trong cơ đùi trước, đùi sau, mông và bắp chân sẽ bị phân hủy thành glucose để cung cấp năng lượng cho bài tập.
Ảnh hưởng của glycogen đến việc tập luyện
Sau khi hiểu rõ khái niệm glycogen, quá trình lưu trữ và sử dụng nó, chúng ta hãy đi tìm lý do vì sao vận động viên, người tập luyện cần phải quan tâm đến lượng glycogen.
Glycogen ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất tập luyện?
Đơn vị cơ bản nhất của năng lượng tế bào là một phân tử có tên gọi là adenosine triphosphate (ATP).
Tuy nhiên, để một tế bào sử dụng được ATP, trước tiên nó phải chia ATP thành nhiều phân tử nhỏ hơn. Quá trình này tạo ra các phụ phẩm mà sau đó được “tái chế” lại thành ATP để tái sử dụng.
Bạn càng có nhiều ATP, các tế bào càng lưu trữ và tái tạo nhanh, càng tạo ra được nhiều năng lượng sử dụng để hoạt động.
Khi bạn tập thể dục, các tế bào của bạn đòi hỏi nhiều năng lượng hơn bình thường. Do đó cơ thể phải tạo ra nhiều ATP hơn để đáp ứng.
Ví dụ, trong một lần chạy nước rút, cơ thể có khả năng sử dụng ATP nhanh hơn 1.000 lần so với khi bạn nghỉ ngơi.
Vậy, làm thế nào để cơ thể bạn tăng cường sản xuất năng lượng để đáp ứng những nhu cầu này?
Cơ thể sử dụng 3 quá trình khác nhau, được gọi là các hệ thống năng lượng (energy systems) để đảm bảo cơ bắp luôn có nguồn cung cấp ATP ổn định cho dù bạn tập nhiều và nặng đến mức nào.
Các hệ thống này sử dụng một số nguồn nhiên liệu khác nhau để tái tạo ATP, bao gồm mỡ cơ thể (triglyceride), glycogen và một phân tử khác gọi là phosphocreatine.
Hệ thống phosphocreatine
Sử dụng phosphocreatine – một nguồn năng lượng khác được lưu trữ trong cơ bắp.
- Ưu điểm: Tạo ra năng lượng cực nhanh.
- Nhược điểm: Năng lượng không nhiều, mất nhiều thời gian để nạp lại.
Cơ thể thường sử dụng hệ thống này cho những nỗ lực ngắn dưới 10 giây. Sau 10 giây tập nặng, hệ thống phosphocreatine bị rút cạn và cơ thể bắt đầu phải phụ thuộc vào 2 hệ thống còn lại.
Hệ thống anaerobic
Sử dụng glycogen và glucose để làm năng lượng, nên còn được gọi là hệ thống glycolytic.
- Ưu điểm: Tạo ra năng lượng tương đối.
- Nhược điểm: Mất vài giây để đạt được công suất tối đa.
Hệ thống anaerobic chủ yếu được sử dụng cho các bài tập kéo dài khoảng 20 giây đến 2 phút. Hầu hết các set 8-12 reps của bạn sẽ được hỗ trợ bởi hệ thống này.
Hệ thống aerobic
Sử dụng nhiều glycogen cơ bắp, còn được gọi là hệ thống oxy hóa trực tiếp.
- Ưu điểm: Tạo ra nhiều năng lượng trong thời gian dài.
- Nhược điểm: Mất nhiều thời gian để “làm nóng”.
Hệ thống này thường được sử dụng trong tập luyện cường độ vừa phải, kéo dài, hoặc khi bân hồi phục sai những bài tập khó.
Cả 3 hệ thống năng lượng đều cùng hoạt động mọi lúc, nhưng ảnh hưởng của mỗi hệ thống khác nhau tùy thuộc vào mức độ tập luyện của bạn.
Và phân tích 3 hệ thống này để làm gì?
Ta có thể thấy cả 3 hệ thống đều phụ thuộc rất nhiều vào glycogen.
Nếu mức glycogen của bạn xuống thấp thì những hệ thống này cũng giảm hiệu suất, ảnh hưởng đến hiệu quả bài tập. Ngược lại, nếu bạn giữ mức glycogen cao, cung cấp nguồn nhiên liệu ổn định cho các động cơ này, bạn sẽ có thể tập được nặng hơn và lâu hơn.
Glycogen và sức mạnh
Nếu bạn thực hiện các sets gồm 4-6 reps, thì set của bạn thường sẽ kéo dài khoảng 15-20 giây.
Nếu glycogen cơ bắp được sử dụng cho những sets dài hơn, nó sẽ tạo ra những sự khác biệt nhờ 2 lý do:
- Thứ nhất, mặc dù trong những bài tập ngắn, bạn chủ yếu dựa vào hệ thống phosphocreatine nhưng vẫn cần đến một lượng glycogen tương đối. Chẳng hạn như trong một bài nước rút 10 giây sẽ sử dụng 1 nửa năng lượng từ phosphocreatine và 1 nửa từ anaerobic.
- Thứ hai, giữa các sets, hệ thống aerobic của bạn phụ thuộc rất nhiều vào carbohydrate để tái tạo ATP. Nếu bạn không có đủ glycogen trong cơ bắp để phục hồi giữa các sets
Glycogen và sức bền
Cơ thể nhận khoảng 80-85% năng lượng từ glycogen khi bạn đạt khoảng 50-85% cường độ tối đa của bản thân, trong tất cả các môn thể thao sức bền.
Đó là lý do vì sao bạn được khuyên nên ăn chuối, bánh mì, các loại bars protein, nước tăng lực, gel và những món ăn bổ sung nhiều carb khác trong những cuộc chạy dài.
Khi càng đạt gần đến mức cường độ tối đa, cơ thể sẽ sử dụng nhiều carbohydrate hơn theo cấp số nhân. Nghĩa là nếu bạn tập ở mức 60% cường độ tối đa, bạn sẽ sử dụng lượng glycogen nhiều hơn gấp đôi so với khi bạn tập ở mức 30%.
Bạn càng tập nặng thì bạn càng cần nhiều glycogen.
Và điều gì sẽ xảy ra khi bạn hết glycogen? Bạn sẽ cảm thấy mệt mỏi và không duy trì được hiệu suất mong muốn của mình.
Bạn có thể ngăn chặn tình trạng này xảy ra bằng cách bổ sung thêm carbs trong thời gian tập luyện dài, đồng thời xây dựng chế độ ăn nhiều carbs trong ngày.
Làm thế nào để tăng mức glycogen?
Chỉ một bữa ăn lớn nhiều carb không đủ để giữ glycogen ở mức cao. Glycogen luôn bị phá vỡ và tái tạo. Đó là lý do tại sao bạn phải duy trì lượng carbohydrate hàng ngày tương đối cao.
Nhưng chính xác thì cao là bao nhiêu?
Nếu bạn muốn tăng sức mạnh và xây dựng cơ bắp thì cần ăn 1-3 gram carbs/ 0.5 kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày.
Nếu bạn muốn giảm mỡ thì lượng carb sẽ bị ảnh hưởng bởi lượng calo mục tiêu của bạn. Hầu hết mọi người sẽ nạp khoảng 1-1.6 gram carbs cho mỗi 0.5kg trọng lượng cơ thể.
Nếu bạn là vận động viên tập các môn sức bền như chạy bộ, đạp xe bạn có thể cần đến 4-5 gram carbs cho mỗi 0.5kg trọng lượng cơ thể.
Tóm lại, điểm mấu chốt là sau khi đảm bảo đã ăn đủ lượng protein và chất béo mỗi ngày, hãy ăn nhiều carbs nhất có thể trong lượng calo cho phép.
Glycogen có trong thực phẩm nào?
Vì thành phần của glycogen là glucose, một loại carbohydrate, nên thức ăn tốt nhất để tăng mức glycogen trong cơ bắp là những món có nhiều carbs.
Nhiều người chọn các loại carbs tinh chế như ngũ cốc ăn sáng, bánh mì trắng, đồ ăn nhẹ và tráng miệng giàu carb như bánh quy để tăng mức glycogen cơ bắp. Nhưng thực ra đây không phải là một ý kiến hay.
Dù thực phẩm nào nhiều carbs cũng sẽ hoàn thành được nhiệm vụ đó. Nhưng tốt nhất bạn vẫn nên tập trung vào các nguồn carbs đậm đặc, ít qua tinh chế vì chúng giàu các vitamin và khoáng chất hơn.
Bạn có thể tham khảo một số món sau đây:
- Khoai lang
- Khoai tây
- Chuối
- Dâu tây
- Nho
- Táo
- Xoài
- Yến mạch
- Lúa mạch
- Gạo trắng và gạo lứt
- Bánh mì ngũ cốc nguyên hạt
- Đậu