Kautta vuosisatojen ravinnon saanti on ollut huolenaiheena urheilijoille, jotka ovat etsineet ergogeenistä etumatkaa vastustajiin nähden.
Vasta vuonna 1866 osoitettiin, että proteiinin käyttö polttoaineena harjoituksen aikana on vähäistä, jos sitä ylipäätään käytetään. Siitä lähtien lukemattomat tutkimukset ovat kumonneet käsityksen siitä, että runsas proteiinin saanti parantaisi urheilusuoritusta.
Kraus-Weber-kokeiden päätyttyä 1950-luvulla amerikkalaisten tietoisuus ja huoli kardiopulmonaalisesta kunnosta ja terveydestä on lisääntynyt jatkuvasti. Kestävyystyyppiset lajit, kuten hiihto, pyöräily, juoksu, triathlon ja uinti, ovat tulleet muotiin, ja sen seurauksena on kiinnitetty entistä enemmän huomiota ravitsemuksellisiin manipulaatioihin, joilla voi olla ergogeeninen vaikutus ja jotka siten pidentävät uupumukseen kuluvaa aikaa tai lykkäävät veren laktaattikertymän (OBLA) alkamista, kun yritetään kilpailla korkeammalla intensiteetillä ja pidempään.
Klassinen tutkimus, jonka Christensen ja Hansen tekivät vuonna 1939, osoitti, että runsashiilihydraattisella ruokavaliolla oli vaikutusta kestävyysaikaan ja että harjoitusta edeltävä glykogeenitaso vaikutti uupumukseen kuluvaan aikaan. Myöhemmin havaittiin, että jos urheilija glykogeenivarastojen tyhjennyttyä söi runsaasti hiilihydraatteja sisältävää ruokavaliota kahden tai kolmen päivän ajan ennen urheilutapahtumaa, glykogeenitasot olivat itse asiassa korkeammat kuin ennen harjoitusta. Tästä ”superkompensaatiovaikutuksesta” tuli perusta kestävyysurheilijoiden suorittamalle hiilihydraattikuormitukselle.
Näin ollen lihaksen ja maksan glykogeenipitoisuudella ennen harjoitusta on tärkeä merkitys kestävyysliikuntakapasiteetin kannalta. Rasittavassa rasituksessa monissa tutkimuksissa on havaittu sekä maksan että lihaksen glykogeenin merkittävää ehtymistä. On mielenkiintoista havaita, että uupumuspiste näyttää tapahtuvan maksan glykogeenin ehtyessä. Sitä vastoin lihasten glykogeenivarastot, vaikka ne ovatkin huomattavasti pienemmät, ovat vain 65-85 prosenttia tyhjentyneet, kun taas maksan glykogeeni on tyhjentynyt 85-95 prosenttia. Tämän pitäisi tehdä selväksi, että maksan glykogeeni on olennainen määräävä tekijä urheilijan uupumukseen kuluvassa ajassa. Tästä seuraa, että kestävyysurheilijat, jotka jatkavat päivittäistä kestävyysharjoittelua ilman glykogeenin täydennystä, voivat tyhjentää glykogeenivarastonsa vakavasti.
Glykogeeni, elimistön tärkein hiilihydraattivarasto, koostuu pitkäketjuisista glukoosimolekyylien polymeereistä. Elimistö varastoi noin 450-550 grammaa glykogeeniä lihakseen ja maksaan käytettäväksi liikunnan aikana. Suuremmilla harjoitusintensiteeteillä glykogeenista tulee pääasiallinen käytetty polttoaine. Maksan glykogeenin ehtyminen johtaa maksan glukoosintuoton ja vastaavasti veren glukoosipitoisuuden pienenemiseen. Koska glukoosi on hermoston perustavanlaatuinen energialähde, veren glukoosipitoisuuden huomattava lasku johtaa aivojen glukoosin puutteesta johtuvaan tahdonalaiseen uupumiseen. Näyttää siltä, että kirjallisuudessa esitetyt todisteet tukevat yleisesti käsitystä, jonka mukaan mitä enemmän luurankolihaksen glykogeeni tyhjenee, sitä voimakkaampi on ärsyke täydentää varastoja liikunnan lopettamisen jälkeen edellyttäen, että saatavilla on riittävästi hiilihydraatteja.
Vaikka suurin osa glykogeenistä esitetyistä todisteista liittyy pitkäkestoiseen aerobiseen harjoitteluun, on näyttöä siitä, että harjoittelumuodolla voi olla merkitystä glykogeenin täydentymisessä, sillä eksentrisen harjoittelun palautumisaika on huomattavan paljon pidempi, jopa neljä vuorokautta harjoittelun jälkeen. Lihassyiden tyyppi on toinen tekijä, joka vaikuttaa urheilijoiden glykogeenin palautumiseen, mikä johtuu lihassyiden entsymaattisesta kapasiteetista, ja punaiset kuidut näyttävät kärsivän suuremmasta tyhjenemisestä, mutta ne myös täydentyvät huomattavasti nopeammin.
Vaikka varhaisempi kirjallisuus näytti osoittavan, että glykogeenin palautuminen liikunnan aiheuttaman tyhjentymisen jälkeen kestää 48 tuntia tai kauemmin, uudemmat tutkimustulokset osoittavat, että tämä käsitys on kyseenalaistettu. Eräässä tutkimuksessa raportoitiin, että hiilihydraattien saannin, joka oli yhteensä jopa 550-625 grammaa päivässä, havaittiin palauttavan lihasten glykogeenivarastot harjoitusta edeltävälle tasolle harjoituskertojen välisten 22 tunnin aikana. Tämän tutkimuksen tulokset saivat tukea toisesta tutkimuksesta, jossa 3100 kcal:n hiilihydraattien saanti johti glykogeenin täydelliseen uudelleensynteesiin 24 tunnin kuluessa.
Hiilihydraattien antamiselle näyttäisi myös olevan kahden tunnin optimaalinen aika välittömästi harjoituksen lopettamisen jälkeen. Yksinkertaiset hiilihydraatit näyttävät olevan suositeltavin korvaava aine tämän täydennysjakson aikana.
Normaalisti 2 % glykogeenista resyntetisoituu tunnissa ensimmäisen kahden tunnin jälkeen välittömästi harjoituksen jälkeen. Kun annettiin 50 grammaa hiilihydraattia 2 tunnin välein, nopeus nousi 5 %:iin tunnissa, mutta ei noussut, kun annettiin lisähiilihydraattia. Toinen strategia, joka näyttää maksimoivan glykogeenin uudelleensynteesin nopeuden, on 0,7 grammaa ruumiinpainokiloa kohti kahden tunnin välein tapahtuva antaminen. On myös jonkin verran näyttöä siitä, että pienemmätkin kuormitukset (28 grammaa 15 minuutin välein) voivat saada aikaan vielä suuremman täydentymisnopeuden.
Näin ollen lihasten glykogeenivarastojen palautumiseen tarvitaan vähintään 20 tuntia, vaikka ruokavalio olisi optimaalinen. Kaksi kertaa päivässä harjoittelevien urheilijoiden olisi siis suoritettava yksi harjoitus pienemmällä työmäärällä, jotta glykogeenivarastojen käyttö vähenisi.
Glykogeenin resynteesin ja superkompensaation periaatteella on suuri käytännön merkitys paitsi yleisurheilussa myös teollisuudessa työntekijöille, joiden glykogeenivarastot tyhjenevät jatkuvasti pitkäkestoisen rasituksen tai pitkäkestoisten nostotehtävien vuoksi, jotka ovat luonteeltaan glykolyyttisiä; keston ja myös staattisten supistusten aiheuttaman myofibrillaarisen iskemian vuoksi.
