Glycogeen is de opslagvorm van glucose, de bron van menselijke energie die wordt verkregen uit koolhydraten die via de voeding worden geconsumeerd. Om het opslagproces te vergemakkelijken, worden glucosemoleculen, een suiker die bestaat uit koolstof-, zuurstof- en waterstofatomen, aan elkaar geregen tot glycogeen, een complex molecuul dat bekend staat als een polysaccharide.
De skeletspieren en de lever zijn de twee belangrijkste opslagplaatsen voor glycogeen. Ongeveer 1% van de spiermassa bestaat uit glycogeen; tussen 8% en 10% van het gewicht van de lever is opgeslagen glycogeen. De skeletspieren slaan twee keer zoveel glycogeen op als de lever.
De afbraak van opgeslagen glycogeen, en het verdere gebruik van glucose, is een proces dat bekend staat als glycogenolyse. Wanneer koolhydraten voor het eerst worden geconsumeerd, creëert het spijsverteringsproces nuttige eenheden glucose, waarvan de aanwezigheid een signaal is voor het lichaam dat wordt geregistreerd bij de alvleesklier, het orgaan dat verantwoordelijk is voor de controle van het glucosegehalte in de bloedbaan. De herkenning van de aanwezigheid van glucose brengt de productie van insuline op gang, een hormoon dat in de alvleesklier wordt aangemaakt voor de regulering van de hoeveelheid glucose die in de bloedbaan aanwezig is. Overtollige glucose wordt vervolgens naar de lever geleid om als glycogeen te worden opgeslagen.
Het lichaam beschikt over een complex reguleringsmechanisme waarbij de lever ertoe wordt aangezet glycogeen in glucosevorm vrij te geven wanneer dat nodig is om de bloedsuikerspiegel in evenwicht te houden. Glycogeen dat in de spieren is opgeslagen, is niet zo flexibel wat betreft de inzet ervan in het lichaam; eenmaal opgeslagen in een spier, kan het glycogeen niet worden gedeeld met of getransporteerd naar andere gebieden die brandstof nodig zouden kunnen hebben. Spierglycogeen moet worden gebruikt op de plaats waar het is opgeslagen.
Eenmaal omgezet in glucose vindt een reeks chemische reacties plaats; de enkele glucosemolecule gaat een interactie aan met fosfaatverbindingen om uiteindelijk twee moleculen adenosinetrifosfaat (ATP) te genereren, de ultieme brandstofbron van het lichaam. In de skeletspieren zijn op elk moment zeer kleine hoeveelheden ATP aanwezig, voldoende voor het opwekken van kracht in omstandigheden waarin het anaërobe alactische energiesysteem nodig zal zijn. Dergelijke gebeurtenissen zijn bijna uitsluitend onmiddellijke activiteiten die minder dan 10 seconden duren. In alle andere omstandigheden moet ATP worden geproduceerd door middel van glycogenolyse.
Vijfenzeventig procent van het glycogeen waarover het lichaam beschikt door koolhydraatconsumptie, in zijn energie-converteerbare glucosevorm, wordt gebruikt om te voorzien in de energiebehoefte van de hersenen en het centrale zenuwstelsel. De balans van de glucosevoorraden is gericht op de vorming van erytrocyten (rode bloedcellen), de ontwikkeling van skeletspieren en de functie van de hartspier.
De relaties die bestaan tussen glycogeen en atletische prestaties zijn duidelijk, en kunnen als volgt worden samengevat:
- Hoe groter het vermogen van het lichaam om glycogeen op te slaan, hoe groter het vermogen om fysieke taken uit te voeren.
- Hoe lager het glycogeenniveau in het lichaam, hoe minder intens de sporter kan presteren of trainen, en hoe minder arbeidstijd de sporter ter beschikking staat.
- De gemiddelde totale opslag van glycogeenreserves gaat bij een volwassen persoon tussen 12 en 14 uur mee; wanneer de volwassen persoon een matige inspanning doet, zoals marathonlopen, is de glycogeenvoorraad na ongeveer twee uur activiteit uitgeput. Tijdens een marathon is “de muur raken”, het gevoel van een uitgesproken verlies van energie en vermoeidheid, deels een functie van glycogeendepletie.
- Wanneer het lichaam zijn glycogeenvoorraden volledig of bijna volledig heeft uitgeput, duurt het ongeveer 24 uur voordat het lichaam zowel voldoende voedsel met de juiste koolhydraatverhouding heeft ingenomen, als de ingenomen koolhydraten heeft omgezet in glycogeen.
Er zijn een aantal mechanismen die door topsporters worden gebruikt om het vermogen van hun lichaam om grotere hoeveelheden glycogeen op te slaan te vergroten. Een van die methoden staat bekend als “carbo loading”, waarbij de atleet grote koolhydraatrijke maaltijden nuttigt als de duurtraining wordt afgebouwd in afwachting van een belangrijke wedstrijd. Dit proces leidt tot een toename van de hoeveelheid glycogeen die in het lichaam is opgeslagen en bevordert zo de prestaties, mits de sporter niet te zwaarder wordt door het afbouwen van de training.
Een omgekeerde methode, die door sommige duursporters wordt toegepast, is het verminderen van de inname van koolhydraten tijdens de training, met een overeenkomstige afname van glycogeen, als stimulans voor het lichaam om maximaal gebruik te maken van de beschikbare vetreserves.
zie ook Koolhydraatvoorraden: Spierglycogeen, leverglycogeen en glucose; Cardiovasculair systeem; Spierglycogeenherstel.