何世紀もの間、食事からの摂取は、対戦相手に対する人間工学的優位性を求めるアスリートにとって懸念材料となってきました。 それ以来、数え切れないほどの研究が、高タンパク質の摂取が運動能力を高めるという概念に反論してきた。
1950年代のクラウス-ウェーバー試験の結論以来、アメリカ人の心肺機能と健康に対する意識と関心がますます高まってきている。 ノルディックスキー、サイクリング、ランニング、トライアスロン、水泳などの持久系競技が流行し、その結果、より高い強度でより長く競技するために、疲労困憊までの時間を延長する、あるいは血液乳酸蓄積（OBLA）の開始を遅らせる、人間工学的効果をもたらすかもしれない食事操作に、より強い関心が向けられてきたのです。
1939年のChristensenとHansenによる古典的な研究では、高炭水化物食の持久時間への影響と、運動前のグリコーゲンレベルが疲労困憊までの時間に影響を及ぼすことが立証されました。 その後、グリコーゲンの蓄えを失った選手が競技の2〜3日前に高炭水化物食を摂取すると、実は運動前よりもグリコーゲンレベルが高くなることが発見された。 この「超補償」効果は、持久系アスリートが行うカーボローディングの基礎となった。
したがって、運動前の筋肉と肝臓のグリコーゲン濃度は、持久系運動能力において重要な役割を担っている。 激しい運動では、多くの研究で肝臓と筋肉のグリコーゲンが著しく枯渇することが観察されています。 肝臓グリコーゲンが枯渇した時点で疲労困憊となることは興味深い。 逆に、筋グリコーゲンの貯蔵量は著しく低いとはいえ、肝グリコーゲンの85-95%の枯渇に対して、65-85%の枯渇にとどまっています。 このことから、肝臓グリコーゲンがアスリートの疲労困憊までの時間を決定する不可欠な要素であることが容易に理解できるはずです。 グリコーゲンを再補充せずに毎日持久力トレーニングを続けている持久系アスリートは、グリコーゲンの貯蔵量が著しく枯渇している可能性があることになります。 身体は、運動中に使用するために、筋肉と肝臓内に約450～550グラムのグリコーゲンを貯蔵しています。 運動強度が高くなると、グリコーゲンは主に利用される燃料となります。 肝臓のグリコーゲンが枯渇すると、肝臓のグルコース出力が低下し、それに伴い血中グルコース濃度も低下します。 グルコースは神経系の基本的なエネルギー源であるため、血中グルコースが大幅に低下すると、脳へのグルコース不足により、自発的な疲労が生じます。 骨格筋グリコーゲンの消耗が激しいほど、十分な炭水化物が供給されていれば、運動停止時にグリコーゲンを補充するための刺激が強くなるという考え方は、文献に示された証拠によって普遍的に支持されているようです。 筋繊維のタイプも、アスリートにおけるグリコーゲンの補充に関与するもう1つの要因です。これは、筋繊維の酵素能力のためで、赤繊維はより大きな枯渇にさらされるようですが、有意により大きな速度で補充されるようでもあります。 ある研究では、1日あたり550～625gの炭水化物を摂取すると、運動と運動の間の22時間以内に筋グリコーゲン貯蔵量を運動前のレベルまで回復させることができると報告されています。 この研究結果は、3100kcalの炭水化物摂取により24時間以内にグリコーゲンが完全に再合成されたという2番目の研究でも支持された。
また、炭水化物の投与には、運動停止直後の2時間が最適であると思われる。
通常、運動直後の最初の2時間以降、1時間あたり2%のグリコーゲンが再合成される。 2時間ごとに50gの炭水化物を投与すると、1時間あたり5%に上昇したが、さらに炭水化物を投与しても上昇しなかった。 体重1kgあたり0.7gを2時間おきに投与することも、グリコーゲンの再合成速度を最大化させると思われる戦略である。 また、より小さな負荷(15分ごとに28グラム)でも、さらに大きな再補充率を引き起こす可能性があるという証拠もある。
したがって、食事が最適であっても、筋グリコーゲン貯蔵量の回復には少なくとも20時間必要である。 したがって、1日に2回運動するアスリートは、グリコーゲン貯蔵量への依存を軽減するために、作業量を減らして1回の運動を完了させる必要があります。
グリコーゲン再合成と超補償の原理は、陸上競技だけでなく、産業界においても、長時間の運動や、本質的に解糖系となる長時間の持ち上げ作業によってグリコーゲン貯蔵量が常に枯渇している労働者、その持続時間、また静的収縮によって引き起こされる筋原線維虚血にとって大きな実際的意義を持つものです。