"الكفاءة الأيضية": صديق أم عدو للأداء؟

أحدث صيحة يُروَّج لها على أنها "سر النجاح" في تدريب التحمل هي التدريب والأكل بهدف أن تصبح "فعّالاً أيضياً". ماذا يعني ذلك بالضبط؟ إن الجمع بين كلمتي الكفاءة والأيض يبدو حلماً لأي رياضي، وخاصة رياضيي التحمل. ففي النهاية، الكفاءة تعني "توفير الطاقة دون هدر أو جهد غير ضروري". لا بد إذن أن يكون هذا هو مفتاح النجاح في أداء التحمل: أن تستمر لأطول فترة ممكنة وتهدر أقل قدر ممكن من الطاقة. للأسف، هذه الصيحة الجديدة مجرد صيحة عابرة! فالتدريب أو التغذية بهدف "الكفاءة الأيضية" لتحسين الأداء له ثمن، ثمن باهظ هو أداؤك نفسه.

تقوم الفكرة الأساسية لـ"الكفاءة الأيضية" على محاولة "تعليم" الجسم حرق المزيد من "الدهون" لفترة أطول من خلال إلغاء تناول الكربوهيدرات أو تقليله بشدة إلى الحد الأدنى. يؤدي ذلك إلى تكيّف الجسم وتحويل "الدهون" لفترة أطول بدلاً من تحويل الكربوهيدرات لإنتاج الطاقة اللازمة للتمرين. تبدو النظرية واعدة إذا كان هدف التدريب هو حرق الدهون، لكن إذا كان الهدف هو تحسين الأداء، فإن تدريب "الكفاءة الأيضية" ليس هو الحل.

يُظهر العلم الأساسي أن جسم الإنسان هو أفضل آلة مصممة على الإطلاق. فلديه أنظمة تغذية راجعة فطرية تغيّر الأيض عندما يكون البقاء ضرورياً أو يكون الوقود شحيحاً. يحدث التكيّف الأيضي عندما يحرق الجسم "الدهون" (الأحماض الدهنية الحرة والأجسام الكيتونية) بسبب عدم توفر مخزون كافٍ من الكربوهيدرات. ويُسمى هذا التكيّف الأيضي في الواقع بالكيتوزية، وهي حالة أيضية يأتي فيها إمداد الطاقة من الأجسام الكيتونية بدلاً من الكربوهيدرات أو الجلوكوز. هذا التكيّف الأيضي مع "الدهون" أو الأجسام الكيتونية يثبّط تحلل الجلوكوز (glycolysis). لا يمكن تفكيك جزيء الدهون عبر تحلل الجلوكوز ما لم يكن هناك جزيء جليكوجين أو جلوكوز. تحلل الجلوكوز عملية أيضية تحوّل جزيئات الجلوكوز أو الجليكوجين إلى بيروفات وأيونات هيدروجين منتجةً ATP. والـ ATP أو أدينوسين ثلاثي الفوسفات هو عملة الطاقة في جسم الإنسان. ومن المسارات الأيضية المرتبطة بتحلل الجلوكوز والعالية الإنتاج للـ ATP سلسلة نقل الإلكترونات (ETC) حيث تحدث الفسفرة التأكسدية. ينتج جزيء جلوكوز واحد 32 جزيئاً من ATP في الفسفرة التأكسدية، وهو ما يمثل نحو 90% من إجمالي إنتاج ATP لدى الإنسان. في حالة الكيتوزية، ومن دون الجليكوجين (الكربوهيدرات المخزّنة) أو الجلوكوز (الكربوهيدرات في الدم)، لا يمكن أن يحدث الأيض الهوائي واللاهوائي بشكل كافٍ، وبالتالي ينخفض إنتاج ATP. والـ ATP هو ما يولّد قوة الإنسان أو مخرجاته الطاقية الحيوية.

الطاقة الحيوية (Bioenergetics) مجال في الكيمياء الحيوية يتناول تدفق الطاقة عبر الأنظمة الحية، بما في ذلك العمليات الخلوية والأيضية لدى الإنسان. ويشمل هذا المجال بشكل خاص إنتاج ATP واستخدامه، إلى جانب علاقات الطاقة مثل الطاقة المتبادَلة والمتاحة لأداء العمل. البشر أنظمة حية تنتج ATP من مصادر عضوية، وأهمها الكربوهيدرات، عبر الفسفرة التأكسدية. وعند مقارنة أيض الأحماض الدهنية الحرة بأيض الجليكوجين من منظور الطاقة الحيوية، نجد أن الأول يطلق طاقة أقل بكثير، لأن كثيراً من الأنسجة لا تستطيع تحويل هذه الأحماض الدهنية لتصنيع ATP. أيض جزيئات الجليكوجين له قيمة طاقية حيوية أعلى من أيض الأجسام الكيتونية. لذا، فإن المعدل الذي يستطيع به الإنسان إنتاج العمل (سرعات الجري) وقدرته على أداء العمل (الجري لفترات معينة) سينخفضان بشكل حاد عند الاعتماد على "الدهون" بدلاً من الكربوهيدرات. ولن ينتج أيض "الدهون" احتراقاً أيضياً بطيئاً أو "كفاءة أيضية" فحسب، بل سيصاحبه أيضاً جري بطيء.

التكلفة الطاقية الحيوية للاعتماد على الدهون بدلاً من الكربوهيدرات تعني أنه لا بد من خفض سرعة العمل. فعندما لا يملك الجسم مخزوناً كافياً من الكربوهيدرات، يضطر إلى اللجوء إلى مصادر طاقة حيوية أدنى (الأحماض الدهنية الحرة) من أجل البقاء. والتدريب في وضع البقاء لا يصنع أداءً سريعاً. ويكشف تحليل آلاف اختبارات الملف الفسيولوجي أنه بعد 2-3 أسابيع فقط من تراجع مخزون الجليكوجين يصبح النظام اللاهوائي أقل كفاءة. وعندما يتوقف النظام اللاهوائي، يصبح من المستحيل فسيولوجياً على الرياضي إنتاج المخرجات الطاقية نفسها. ويرتبط ذلك مباشرة بقدرة الرياضي على أداء السباق نفسه في الزمن نفسه.

إن نظرية أن "الكفاءة الأيضية" تحسّن الأداء لا تتعارض مع القانونين الأول والثاني للديناميكا الحرارية فحسب، بل تتحدى أيضاً مبرهنة كفاءة كارنو (Carnot's Efficiency Theorem).

ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أن الطاقة الناتجة لا يمكن أن تتجاوز الطاقة الداخلة. لذلك تتحدى نظرية "الكفاءة الأيضية" هذا القانون وأنظمة الطاقة الحيوية لدى الإنسان ببساطة لأنها تتطلب أن يكون الناتج أكبر من المُدخَل. من المستحيل أن تصبح أكثر كفاءة عندما يتجاوز الناتج (استهلاك ATP) المُدخَل (تصنيع ATP). تشير الكفاءة إلى مدى جودة عملية تحويل الطاقة أو نقلها بأقل فقد ممكن للطاقة. ويمكن قياس كفاءة الطاقة نوعياً بالنسبة بين الطاقة الناتجة (OUTPUT) والطاقة الداخلة (INPUT). وفي حالة مبادئ "الكفاءة الأيضية"، ستصبح كفاءة النظام البشري أكبر من 100%، وهو أمر مستحيل من الناحيتين الديناميكية الحرارية والطاقية الحيوية.

تنص مبرهنة كفاءة كارنو، المبنية على القانون الثاني للديناميكا الحرارية، على أنه إذا رفعت درجة حرارة الحرارة الداخلة إلى المحرك (أقصى درجة حرارة للنظام)، فسيزداد الفرق بين درجتي حرارة المُدخَل والناتج، وبالتالي تزداد كفاءة المحرك أو قدرته على تحويل الطاقة. وهذا ينطبق أيضاً فقط على الأنظمة التي يُحرق فيها الوقود، وهنا مرة أخرى يخطئ مفهوم "الكفاءة الأيضية"... لا وقود، لا كفاءة.

يشبه نظام الطاقة الحيوية لدى الإنسان النظام الديناميكي الحراري الذي له أيضاً مجموعة مميزة من المتغيرات القابلة للقياس. تقوم نظرية Grady للأداء البشري (Grady Human Performance Theory) على افتراضي بأن أنظمة الطاقة الحيوية والأداء لدى الإنسان (في الفعاليات التي تستمر أكثر من 90 ثانية) لها عاملان رئيسيان يحدّان من المعدل، ويقيّدان المخرجات الطاقية المطلقة أو معدلات السرعة في الأداء. هذان العاملان هما: المعدل الذي يمكن به إنتاج عمل عند أقل من 2 mml من صافي اللاكتات (Bla2)، والقدرة القصوى على إنتاج صافي اللاكتات (Max Bla). ويؤدي كلا العاملين في النهاية إلى ما يُسمى Physiological Range™ (PR). باختصار، كلما زادت السرعة عند Bla2، وزادت Max Bla، وزاد PR، ارتفعت في النهاية معدلات أداء المخرجات الطاقية الحيوية لدى الإنسان في جميع الأنظمة.

يدعم القانونان الأول والثاني للديناميكا الحرارية نظريتي، وهي مشابهة تحديداً لمبرهنة كفاءة كارنو. فكما توجد عوامل تحدّ من كفاءة المحرك (أقصى درجة حرارة والفرق بين أدنى وأقصى درجة حرارة)، فإن افتراضي هو أن العوامل الرئيسية التي تحدّ من الأداء البشري تشبه الآلات ومبرهنة كارنو. وبما أن هناك فقداً للطاقة بين المُدخَل والناتج في جميع الآلات، فإن "الآلة" البشرية تفقد أيضاً طاقة بين المُدخَل والناتج. وعلى غرار مبرهنة كارنو، التي تنطبق فقط على المحركات التي يُحرق فيها الوقود، تنطبق نظرية Grady للأداء البشري على الرياضيين الذين يتوفر لديهم وقود أو ركائز كافية للاستخدام.

اقترح بعض مدربي التحمل فكرة أن انخفاض مخزون الجليكوجين والصيام أثناء التدريب هو الإشارة لحدوث "التكيّف". المشكلة هنا أنهم يأخذون معلومة صغيرة ويبنون عليها افتراضات قصيرة النظر للدعوة إلى الاستغناء عن التغذية أثناء التدريب من أجل تعزيز "التكيّف". إن حرمان جسم الرياضي من جزيئات الجليكوجين الضرورية لتحلل الجلوكوز ونقل الإلكترونات والفسفرة التأكسدية سيحدّ بلا شك من مكاسب الأداء.

هذه الافتراضات المتهاونة ذات الارتباط السلبي بالأداء قد تعرّض الرياضيين لخلل فسيولوجي طويل الأمد وأداء ضعيف. التكيّف الوحيد الذي يحدث عند الاستغناء عن التغذية في جلسات التحمل الطويلة أو الجلسات عالية الشدة (المعروفة أيضاً بجلسات استنزاف الجليكوجين) هو أنك تصبح أكثر اعتماداً على الأحماض الدهنية الحرة كوقود. وتشير بعض الدراسات المبكرة إلى احتمال زيادة كثافة الميتوكوندريا، لكن فقط كآلية للبقاء وليس كتكيّف ذي قيمة طاقية حيوية. إنه تكيّف بالتأكيد، لكنه ليس إيجابياً للأداء ولا حتى للأيض.

يعني مصطلح "الكفاءة الأيضية" أن الأيض لديك يحافظ على الطاقة، لكن للأسف، بالنسبة لمن يحاولون خسارة الدهون، يأتي هذا الحفاظ على الطاقة على شكل تخزين للدهون. قد يبدو الأمر مخالفاً للمنطق، لكن تقييد السعرات الحرارية والكربوهيدرات والاعتماد على الدهون كمصدر رئيسي للوقود سيجعلك أكثر بدانة. ورغم أن نقص التغذية المتعمد قد يكون له بعض الفوائد للتمارين أو مؤيدون بين ممارسي اللياقة الترفيهية، فإن نقص التغذية لدى الرياضيين سيؤدي في 100% من الحالات إلى تراجع الأداء. لا توجد طرق مختصرة في قوانين الطاقة أو في التحسن الطبيعي للأداء الرياضي. إنتاج الطاقة واستخدامها له ثمن، وتقييد استهلاك الكربوهيدرات سيجعل الجسم يتكيّف مع مصدر طاقة حيوية أدنى.