Door de eeuwen heen is de inname van voeding een bron van zorg geweest voor atleten die op zoek waren naar een ergogene voorsprong op hun tegenstanders.
Pas in 1866 werd aangetoond dat er geen of nauwelijks gebruik werd gemaakt van eiwitten als brandstof tijdens de inspanning. Sinds die tijd hebben ontelbare studies het idee weerlegd dat een hoge eiwitinname de atletische prestaties zal verbeteren.
Sinds de conclusie van de Kraus-Weber Tests in de jaren 1950, is er een steeds groter bewustzijn en bezorgdheid voor cardiopulmonaire fitheid en gezondheid bij Amerikanen. Duursporten zoals noords skiën, fietsen, hardlopen, triatlons en zwemmen zijn in zwang geraakt, en als gevolg daarvan is er meer aandacht besteed aan dieetmanipulaties die een ergogeen effect kunnen hebben, waardoor de tijd tot uitputting wordt verlengd, of het begin van bloedlactaataccumulatie (OBLA) wordt vertraagd in een poging om langer aan een hogere intensiteit te strijden.
In de klassieke studie van Christensen en Hansen uit 1939 werd het effect van een koolhydraatrijk dieet op de uithoudingstijd vastgesteld, en dat het glycogeenniveau vóór de inspanning van invloed was op de tijd tot uitputting. Vervolgens ontdekte men dat wanneer een atleet, nadat hij zijn glycogeenreserves had uitgeput, gedurende twee tot drie dagen vóór een atletiekwedstrijd een koolhydraatrijk dieet volgde, het glycogeenniveau in feite hoger was dan vóór de inspanning. Dit “supercompensatie”-effect werd de basis voor het laden met koolhydraten door duursporters.
Daaruit volgt dat de concentratie van spier- en leverglycogeen vóór de inspanning een belangrijke rol speelt bij het uithoudingsvermogen. Bij uitputtende inspanning is in veel studies een aanzienlijke depletie van zowel lever- als spierglycogeen vastgesteld. Het is interessant om te zien dat het punt van uitputting lijkt te liggen bij de uitputting van het leverglycogeen. Omgekeerd zijn de spierglycogeenreserves, hoewel aanzienlijk lager, slechts 65-85% uitgeput, tegenover de 85-95% uitputting die bij leverglycogeen wordt waargenomen. Dit zou duidelijk moeten maken dat leverglycogeen een bepalende factor is voor de tijd die een atleet nodig heeft om uitgeput te raken. Hieruit volgt dat duursporters die dagelijks duurtraining doen zonder glycogeen aan te vullen, hun glycogeenreserves ernstig kunnen uitputten.
Glycogeen, het belangrijkste koolhydraatreservoir in het lichaam, bestaat uit lange-keten polymeren van glucosemoleculen. Het lichaam slaat ongeveer 450-550 gram glycogeen op in de spieren en de lever voor gebruik tijdens de inspanning. Bij hogere trainingsintensiteit wordt glycogeen de belangrijkste brandstof die wordt gebruikt. Uitputting van het leverglycogeen heeft tot gevolg dat de leverglucoseproductie daalt en dat de bloedglucoseconcentraties dienovereenkomstig dalen. Omdat glucose de belangrijkste energiebron voor het zenuwstelsel is, leidt een aanzienlijke daling van de bloedglucose tot uitputting door een tekort aan glucose voor de hersenen. Het blijkt dat het bewijsmateriaal in de literatuur universeel het concept ondersteunt dat hoe groter de depletie van skeletspierglycogeen is, hoe sterker de stimulans is om de voorraden aan te vullen bij het beëindigen van de training, op voorwaarde dat voldoende koolhydraten worden geleverd.
Hoewel het meeste bewijsmateriaal dat over glycogeen wordt gepresenteerd betrekking heeft op langdurige aerobe training, zijn er aanwijzingen dat de trainingsmodus een rol kan spelen bij de glycogeenaanvulling, waarbij excentrische training aanzienlijk langere herstelperioden vertoont, tot wel vier dagen na de training. Spiervezeltype is een andere factor die een rol speelt bij de aanvulling van glycogeen bij sporters, als gevolg van de enzymatische capaciteit van de spiervezel, waarbij rode vezels een grotere depletie lijken te ondergaan, maar ook in een significant hoger tempo worden aangevuld.
Hoewel vroege literatuur leek aan te geven dat het tijdsverloop van glycogeenaanvulling na door inspanning veroorzaakte depletie 48 uur of meer bedroeg, hebben meer recente gegevens deze gedachte tegengesproken. Eén onderzoek meldde dat een koolhydraatinname van in totaal 550-625 gram per dag de glycogeenvoorraden in de spieren binnen 22 uur tussen trainingssessies bleek te herstellen tot het niveau van vóór de training. De bevindingen van deze studie werden ondersteund door een tweede studie waarin een koolhydraatinname van 3100 kcal resulteerde in een volledige resynthese van glycogeen binnen 24 uur.
Er blijkt ook een optimaal venster van twee uur te zijn onmiddellijk na het beëindigen van de training voor het toedienen van koolhydraten. Eenvoudige koolhydraten lijken tijdens deze aanvullingsperiode de voorkeur te hebben.
Normaal wordt 2% van het glycogeen per uur opnieuw gesynthetiseerd na de eerste 2 uur onmiddellijk na de inspanning. Bij toediening van 50 gram koolhydraten om de 2 uur, steeg de snelheid tot 5% per uur, maar steeg niet wanneer extra koolhydraten werden toegediend. Toediening van 0,7 gram per kg lichaamsgewicht om de twee uur is een andere strategie die de snelheid van de glycogeenresynthese lijkt te maximaliseren. Er zijn ook aanwijzingen dat een nog kleinere belasting (28 gram om de 15 minuten) een nog hogere suppletiesnelheid kan veroorzaken.
Er is dus minstens 20 uur nodig om de glycogeenvoorraden in de spieren te herstellen, zelfs wanneer het dieet optimaal is. Atleten die twee keer per dag trainen, moeten dus één training met een lagere belasting afwerken om de glycogeenreserves te ontlasten.
Het principe van glycogeenresynthese en supercompensatie heeft grote praktische implicaties, niet alleen in de atletiek, maar ook in de industrie voor werknemers die voortdurend te kampen hebben met uitputting van glycogeenvoorraden als gevolg van langdurige inspanningen, of langdurige hijstaken die glycolytisch van aard zouden zijn; vanwege de duur, en ook de myofibrillaire ischemie die wordt veroorzaakt door statische contracties.
