Czy trening siłowy spala tłuszcz i odchudza?

Czy trening siłowy spala tłuszcz i odchudza? Wokół tego zagadnienia narosło wiele mitów. Jaki rodzaj aktywności jest najlepszy, aby utracić zbędne kilogramy? Sam trening siłowy ponoć nie wystarczy. Trzeba jeszcze przecież „kręcić cardio” i to koniecznie powyżej 30 minut. Przecież dopiero wtedy organizm zaczyna spalać tłuszcz. Czy rzeczywiście tak jest? Czy może to jeden z mitów powielanych przez bywalców siłowni? Jak to się ma do fizjologii i biochemii naszego organizmu? Zapraszamy do zapoznania się z artykułem.

Trening siłowy

Aby poznać odpowiedź na tytułowe pytanie, należy pochylić się nad fizjologią treningu siłowego. Sprawdźmy zatem, jak wpływa na organizm człowieka.

Metabolizm

To fakt zbadany już niemal 40 lat temu. Ćwiczenia oporowe, do których z pewnością zaliczają się wszelkie ćwiczenia siłowe, wiążą się w głównej mierze z metabolizmem beztlenowym [1]. Organizm do pracy mięśni potrzebuje ATP, które – w zależności od intensywności i czasu trwania wysiłku – czerpie z różnych źródeł. Określa się to mianem kontinuum energetycznego. Ponieważ jedne formy pozyskiwania ATP płynnie przechodzą w drugie.

Gdyby przedstawić to w formie graficznej, trening siłowy znajdowałby się przy początku skali. Oznacza to odtwarzanie ATP głównie na drodze beztlenowej. Jest to konsekwencją dość dużej intensywności oraz krótkiego czasu pracy mięśnia jako takiej. Najczęściej ćwiczenia siłowe przeprowadza się w seriach po kilka lub kilkanaście powtórzeń, z przerwami pomiędzy kolejnymi seriami. Jest to zatem sekwencja: krótki intensywny wysiłek – przerwa – krótki intensywny wysiłek. ATP najefektywniej jest wówczas odtwarzane z rozpadu fosfokreatyny oraz poprzez proces glikolizy – beztlenowego rozkładu glukozy [2].

Adaptacje organizmu

Kolejnym istotnym zagadnieniem są adaptacje organizmu człowieka do treningu siłowego. W wyniku ćwiczeń z różnego rodzaju oporem wzrasta siła i moc mięśni. W dodatku sama tkanka mięśniowa ulega rozbudowie i zwiększa się jej objętość [3].

W ludzkim organizmie po przekroczeniu wieku około 30 lat zaczynają następować zmiany inwolucyjne dotyczące tkanki mięśniowej. Trening oporowy wydaje się doskonałą metodą, aby im zapobiegać. Jak wykazały badania, jest on najlepszą metodą na zachowanie, a nawet wzrost masy mięśniowej. Jednocześnie tracimy tkankę tłuszczową [4,5].

Trening siłowy umożliwia nie tylko zredukowanie tłuszczu, ale także zwiększenie spoczynkowej przemiany materii. Wiadome jest, że tkanka mięśniowa jest bardziej aktywna metabolicznie. Utrzymanie jej wymaga większych nakładów energii niż utrzymanie tkanki tłuszczowej. Dokładnie – 1 kg masy mięśniowej wiąże się ze wzrostem wydatku energetycznego o około 21 kcal na dobę [6]. Wydaje się to niewiele. Jednak w przeliczeniu na kilka dodatkowych kilogramów mięśni i perspektywę np. tygodnia, liczby te robią się znacznie większe.

Wpływ na aktywność poza treningiem

Badania wykazały znaczne różnice w poziomie aktywności fizycznej u osób po redukcji masy ciała, dokonywanej różnymi metodami. Grupa osób, którym wprowadzono jedynie restrykcje kaloryczne, charakteryzowała się znacznie niższym wydatkiem energetycznym związanym z aktywnością fizyczną, niż grupy, którym wprowadzono trening. W związku z tym ich całkowita przemiana materii również była niższa, o około 150 kcal na dobę. Z kolei osoby, które stosowały trening siłowy, wykazały większy wzrost wydatku energetycznego. Nie tylko związanego z zaplanowaną, ale także z niezaplanowaną aktywnością fizyczną (NEAT), w porównaniu do osób, które stosowały ćwiczenia aerobowe [7].

Przede wszystkim jednak trening siłowy jest jednym z wielu rodzajów aktywności fizycznej, jaką możemy wykonywać. Jako aktywność fizyczna zaś sam w sobie wiąże się ze zwiększonym wydatkiem energetycznym w trakcie jego trwania. Wydatek związany z aktywnością natomiast jest głównym czynnikiem, obok restrykcji kalorycznych, umożliwiającym wygenerowanie deficytu kalorycznego [8]. Dzięki deficytowi zaś tracimy tkankę tłuszczową.

Trening siłowy, czyli jaki?

W jaki sposób zatem mamy trenować, aby osiągnąć wszystkie wspomniane wyżej korzyści?

Trening siłowy to nie tylko maszyny na siłowni, umożliwiające ćwiczenia izolowane albo martwy ciąg ze sztangą, który może wielu osobom wydawać się przerażający. Choć to z tego drugiego możemy odnieść największe korzyści, zarówno sylwetkowe, jak i metaboliczne, istnieje też wiele innych opcji trenowania siłowo.

Ćwiczyć można z gumami oporowymi lub z kettlebell – zarówno na siłowni, jak i w domu. Do pewnego stopnia treningiem siłowym można nazwać także ćwiczenia bez obciążenia, takie jak przysiady, pompki, podciąganie. Wówczas zahaczamy o kalistenikę, czyli trening z masą własnego ciała. Możliwości jest zatem bardzo wiele i z pewnością każdy znajdzie taką formę, która będzie mu odpowiadała.

Dlaczego do ćwiczeń potrzebna jest energia? O ATP i skurczu mięśnia

Mięsień jest organem zbudowanym z tkanki, którą tworzy wiele połączonych ze sobą komórek – miocytów. Z kolei w obrębie miocytów można wyróżnić jeszcze mniejsze podjednostki, czyli sarkomery. Są one zbudowane z filamentów miozynowych i aktynowych, które w obrębie sarkomeru ułożone są naprzemiennie. To ich przemieszczanie się względem siebie decyduje o skurczu oraz rozkurczu mięśnia [9].

Powstało kilka teorii, mających na celu wyjaśnienie mechanizmu skurczu mięśnia. Ostatecznie jednak potwierdzono i przyjęto jedną z nich – teorię mostków poprzecznych. Mówi ona o tym, że pomiędzy głowami miozyny oraz filamentami aktyny mogą zaistnieć połączenia. Aby do tego doszło, konieczna jest obecność jonów wapnia Ca²⁺. Przyłączając się do białka troponiny, umożliwiają one przesunięcie białka tropomiozyny, oplatającego filamenty aktynowe. Po przesunięciu tropomiozyny odsłaniają się miejsca aktywne na aktynie, z którym może połączyć się głowa miozyny – następuje utworzenie mostku poprzecznego [9,10].

Jak to się ma do ATP i skurczu? Częściowo rozłożona cząsteczka ATP – w postaci ADP i fosforanu nieorganicznego – jest przyłączona do głowy miozyny w momencie połączenia z aktyną. Aby głowa miozyny mogła się zgiąć i przesunąć filament aktynowy względem siebie, najpierw od kompleksu odłączany jest fosforan, a następnie ADP. W tym momencie zachodzi skrócenie się sarkomeru, czyli skurcz mięśnia.

Z kolei, aby główka miozyny mogła odseparować się od miejsca aktywnego na aktynie i wrócić do swojego pierwotnego położenia, konieczne jest przyłączenie nowej cząsteczki ATP. Ulega ona częściowej hydrolizie do ADP i fosforanu nieorganicznego, a energia uwolniona podczas tego procesu umożliwia powrót główki do wyjściowego położenia [10,11]. ATP jest zatem nieustannie potrzebne do pracy mięśni, gdyż bez niego nie byłoby możliwe rozłączenie się filamentów aktynowych i miozynowych oraz rozkurcz mięśnia.

A skąd nasz organizm bierze ATP? Jak już wspomniano – z różnych źródeł, w zależności od dostępności substratów (węglowodanów i tłuszczu, ewentualnie białek), a także intensywności oraz czasu trwania wysiłku. Podczas treningu siłowego – wysiłku krótkotrwałego i intensywnego – jednak zachodzi to głównie w wyniku glikolizy. Jest to beztlenowy proces rozkładu glukozy, w wyniku którego „na czysto” organizm uzyskuje 2 cząsteczki ATP [12]. Jest to około 15 razy mniej, niż uzyskałby w warunkach tlenowych, przeprowadzając kolejne etapy oddychania komórkowego.

Warto zaznaczyć, że ATP jest potrzebne nie tylko do skurczu mięśnia, ale także do większości procesów biochemicznych, które nieustannie zachodzą w naszym organizmie. Ze względu na to oraz na fakt, że jest ono cząsteczką niestabilną, praktycznie niemożliwe jest magazynowanie ATP. Aby zatem zapewnić nieprzerwaną jego dostawę, konieczna jest stała obecność substratów do jego produkcji – glukozy lub trójglicerydów [10,12].

Fizjologia redukcji tkanki tłuszczowej

Tkanka tłuszczowa pełni w organizmie człowieka rozmaite funkcje. Jedną z nich jest funkcja zapasowa. W postaci trójglicerydów gromadzony jest nadmiar energii, którą dostarczamy wraz z pożywieniem, a nie zużywamy na bieżąco. W momencie, gdy ten bilans się odwróci, to znaczy będziemy spożywać mniej energii, niż jej wydatkować – rozpocznie się mobilizacja trójglicerydów z tkanki tłuszczowej. Takie warunki mogą wystąpić podczas głodu lub aktywności fizycznej. Sprzyja to rozpoczęciu procesu lipolizy [13].

Wówczas enzymy zwane lipazami rozpoczynają proces hydrolizy trójglicerydów do wolnych kwasów tłuszczowych oraz glicerolu. Następnie kwasy tłuszczowe transportowane są wraz z krwią do tkanek, które aktualnie posiadają najwyższe zapotrzebowanie metaboliczne. Umożliwia to także zmniejszenie rozpadu białek oraz oszczędzenie aminokwasów, które wówczas nie są wykorzystywane w procesach glukoneogenezy [13,14]. W mitochondriach komórek docelowych wolne kwasy tłuszczowe ulegają następnie procesom beta-oksydacji. Przekształcane są do acetylokoenzymu A, który następnie jest włączany do cyklu Krebsa [15]. Kwasy tłuszczowe zastępują zatem glukozę w procesie powstawania acetylokoenzymu A.

Warto jednak zwrócić uwagę na fakt, że procesy te zachodzą najbardziej efektywnie w momencie, gdy podejmowany wysiłek fizyczny jest na poziomie umiarkowanej intensywności. Podczas intensywnych ćwiczeń, takich jak trening siłowy, silnie aktywowane są procesy glikolizy, wraz z jednoczesnym zahamowaniem utleniania kwasów tłuszczowych. Wynika z tego zatem, że wolne kwasy tłuszczowe są znacznie istotniejszym źródłem energii podczas podejmowania wysiłków wytrzymałościowych – o niższej intensywności, ale dłuższym czasie trwania [16,17].

Podsumowanie

Zatem – czy trening siłowy spala tłuszcz? I tak, i nie. Aby zaszła mobilizacja trójglicerydów z tkanki tłuszczowej, konieczne jest, aby organizm znalazł się w deficycie kalorycznym. Można go wygenerować na różne sposoby, głównie dietą oraz aktywnością fizyczną. Trening siłowy może być jedną z takich właśnie aktywności, podejmowanych w celu wygenerowania deficytu. Dodatkowo sprzyja on zwiększeniu masy mięśniowej, a co za tym idzie – wzrostowi całkowitej przemiany materii. To również jest korzystne dla nas zjawisko w kontekście redukcji tkanki tłuszczowej.

Jednak podczas trwania samego treningu siłowego, nasz organizm nie będzie wykorzystywał wolnych kwasów tłuszczowych jako źródła energii dla wytworzenia ATP. Ze względu na charakter tego wysiłku, podczas jego wykonywania, dominującym szlakiem wytwarzania ATP będzie glikoliza, a źródłem węglowodany. Czy to oznacza, że trenując na siłowni, nie schudniemy? Absolutnie nie. Schudniemy, o ile tylko pozostaniemy w deficycie kalorycznym.

Bibliografia:

1. Tesch, P.A., Colliander, E.B., Kaiser, P. (1986). Muscle metabolism during intense, heavy-resistance exercise. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 55(4), 362-366.
2. Hargreaves, M., Spriet, L.L. (2020). Skeletal muscle energy metabolism during exercise. Nature Metabolism 2, 817-828.
3. Hughes, D.C., Ellefsen, S., Baar, K. (2018). Adaptations to Endurance and Strength Training. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine 8(6).
4. Westcott, W.L. (2012). Resistance Training is Medicine. Effects of Strength Training on Health. Current Sports Medicine Reports, 11(4), 209-216.
5. Hunter, G.R., Wetzstein, C.J., Fields, D.A., Brown, A., Bamman, M.M. (2000). Resistance training increases total energy expenditure and free-living physical activity in older adults. Journal of Applied Physiology, 89(3), 977-984.
6. Strasser, B., Schobersberger, W. (2011). Evidence for Resistance Training as a Treatment Therapy in Obesity. Journal of Obesity, 2011.
7. Hunter, G.R., Fisher, G., Neumeier, W.H., Carter, S.J., Plaisance, E.P. (2015). Exercise Training and Energy Expenditure following Weight Loss. Medicine & Science in Sports & Exercise 47(9), 1950-1957.
8. Thompson, D., Karpe, F., Lafontan, M., Frayn, K. (2012). Physical Activity and Exercise in the Regulation of Human Adipose Tissue Physiology. Physiological Reviews, 92(1), 157-191.
9. Rassier, D.E. (2017). Sarcomere mechanics in striated muscles: from molecules to sarcomeres to cells. American Journal of Physiology – Cell Physiology 313(2), 134-145.
10. Plattner, H., Verkhatsky, A. (2016). Inseparable tandem: evolution chooses ATP and Ca²⁺ to control life, death and cellular signalling. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biology Sciences, 371(1700).
11. Caruel, M., Truskinovsky, L. (2018). Physics of muscle contraction. Reports on Progress in Physics, 81(3).
12. Bonora, M. i in. (2012). ATP synthesis and storage. Purinergic Signalling, 8(3), 343-357.
13. Braun, K., Oeckl, J., Westermeier, J., Li, Y., Klingenspor, M. (2018). Non-adrenergic control of lipolysis and thermogenesis in adipose tissues. Journal of Experimental Biology, 221.
14. Frühbeck, G., Méndez-Giménez, L., Fernández-Formoso, J., Fernández, S., & Rodríguez, A. (2014). Regulation of adipocyte lipolysis. Nutrition Research Reviews, 27(1), 63-93.
15. Van Hall, G. (2015). The Physiological Regulation of Skeletal Muscle Fatty Acid Supply and Oxidation During Moderate-Intensity Exercise. Sports Medicine, 45(1), 23-32.
16. Wolfe, R.R. (1998). Fat metabolism in exercise. Advances in Experimental Medicine and Biology, 441, 147-156.
17. Horowitz, J.F., Klein, S. (2000). Lipid metabolism during endurance exercise. The American Journal of Clinical Nutrition, 72(2), 558-563.