Wydolność fizyczna sportowca uzależniona jest od wielkości zasobów energetycznych nagromadzonych w ustroju. W okresie częstych i długotrwałych treningów należy zwrócić uwagę, aby składniki diety będące źródłem energii były przez organizm szybko trawione, wchłaniane i spalane, a ich nadwyżki skutecznie magazynowane w formie łatwo dostępnych zapasów. Spośród wszystkich składników energetycznych dostarczanych w pokarmie, jedynie węglowodany spełniają powyższe warunki, dlatego ich udział w diecie sportowców jest szczególnie ważny (Szukała 2000).
   Organizm człowieka posiada zdolność magazynowania cukrów, głównie w formie glikogenu. Ich zapasy rozłożone są w organizmie w następujący sposób: około 79% w mięśniach (glikogen mięśniowy), 14% w wątrobie (glikogen wątrobowy), i 7% we krwi (glukoza) (Sherman 1995). Zawartość glikogenu wątrobowego w organizmie człowieka jest zmienna i waha się między 60 – 150g. Najniższe wartości tego składnika obserwuje się na czczo lub po okresie przegłodzenia, natomiast po posiłku, w skład którego wchodzą węglowodany, jego zasoby w wątrobie ulegają zwiększeniu. Na syntezę glikogenu wątrobowego zużywane jest około 10% glukozy zawartej w pożywieniu. Przy niedostatecznym spożyciu pokarmu, glikogen wątrobowy stanowi podstawowe źródło zapasów glukozy dla systemu nerwowego oraz krwinek czerwonych, które nie potrafią korzystać z innych źródeł energii. W normalnych warunkach mózg dorosłego człowieka zużywa ok. 140g glukozy na dobę, a czerwone krwinki ok. 40g/ dobę.

    Zawartość glikogenu w mięśniach waha się w granicach 1-1,5 % masy wilgotnej tkanki, co w przypadku ciała przeciętnego człowieka wynosi ok. 200 – 300 g. Zasoby tego składnika w mięśniach, podobnie jak w wątrobie są zmienne. W organizmie sportowca, przy odpowiednim treningu i żywieniu jego zapasy mogą wzrosnąć do 3% masy mięśni i osiągnąć wartość powyżej 600g (Costlil 1988, Sherman 1995). Ponieważ glikogen mięśniowy jest tylko i wyłącznie źródłem energii dla komórek mięśniowych, wielkość jego zasobów ma szczególne znaczenie podczas wykonywania długich lub intensywnych wysiłków fizycznych. W czasie trwania treningu, zapasy zgromadzonych węglowodanów w mięśniach ulegają zmniejszeniu, co w konsekwencji prowadzi do spadku efektywności pracy. Jeżeli intensywność długotrwałego wysiłku jest stosunkowo duża i dochodzi do znacznego wyczerpania rezerw glikogenu, organizm człowieka napotyka istotne problemy koordynacyjne. Zaburzeniom ulega bowiem praca mózgu, dla którego glukoza jest kluczowym źródłem energii (Asmusen 1971, Maughan 2000). Jeżeli węglowodany byłyby jedynym źródłem energii potrzebnej do wykonania ćwiczeń o średniej intensywności, ich zapasy wystarczyłyby na ok. 2 godziny. Utrzymanie rezerw glikogenu na właściwym poziomie wymaga spożywania odpowiednich ilości węglowodanów przed, w trakcie i po ćwiczeniach (Sherman 1993). Rezerwy węglowodanów zależą od następujących czynników: intensywności wysiłku, czasu trwania obciążenia, rodzaju treningu, ilości i jakości dostarczanych węglowodanów. Szybkość odbudowy zapasów glikogenu mieśniowego decyduje o możliwościach podjęcia kolejnego wysiłku (Ivy 1988). Jak wynika z prowadzonych badań, do całkowitego wyczerpania zasobów węglowodanów w mięśniach dochodzi wówczas, jeżeli wysiłek o średniej lub umiarkowanej intensywności (60-80% VO2max), kontynuowany jest przez okres 2-3 godzin (Coyle 1983). Znaczne obniżenie rezerw glikogenu mięśniowego można zaobserwować także po kilkudziesięciu minutach wysiłku o wysokiej i maksymalnej intensywności (Coggan 1988). Takie uwarunkowania metaboliczne zachodzą między innymi u zawodników gier zespołowych (piłka nożna, siatkówka, koszykówka) co w konsekwencji może prowadzić do osłabienia zdolności wysiłkowych w końcowych minutach gry.

     Tempo odbudowy glikogenu mięśniowego po wyczerpującym wysiłku wynosi około 5% na godzinę, w efekcie czego pełna resynteza tego składnika możliwa jest dopiero po upływie około 20 godzin (Ivy 1988). W przypadku kiedy dieta jest niedoborowa w węglowodany, proces ten może ulec znacznemu wydłużeniu. Z punktu widzenia odnowy biochemicznej ustroju istotna jest nie tylko odpowiednia podaż węglowodanów, ale także ilość oraz szybkość ich podania po wysiłku. Po zakończeniu ciężkiego treningu, glukoza bardzo szybko wnika do komórek mięśniowych. W normalnych warunkach ze 100g spożytej glukozy, jedynie 20% wychwytywane jest przez komórki mięśniowe, natomiast po wytężonej pracy fizycznej mięśnie przechwytują aż 60% tego składnika (Kozłowski 1999). Mechanizm tych zmian jest niejasny, zważywszy, że glukoza wchłaniana z jelit najpierw dociera z krwią żyły wrotnej do wątroby, a po ciężkim wysiłku zasoby glikogenu wątroby są równie wyczerpane. Jak wynika z badań, optymalne spożycie węglowdanów po wysiłku powinno wynosić około 50g, co pozwala uzyskać tempo resyntezy glikogenu ok. 5-6%/godzinę. Niższe dawki węglowodanów okazują się mniej skuteczne. W badaniach eksperymentalnych wykazano, że spożycie 25g węglowodanów w formie roztworu glukozy w 2-godzinnych odstępach po wysiłku powodowało jedynie 2% odbudowę glikogenu (Blom 1987). Synteza glikogenu przebiega najintensywniej w ciągu 5 – 6 godzin po zakończeniu treningu, dlatego w tym czasie korzystnie przyjąć ok. 200g węglowodanów o wysokim indeksie glikemicznym zawartych w różnych produktach i płynach. W późniejszym okresie, kiedy proces glikogenezy przebiega wolniej zaleca się spożywanie produktów o niższym indeksie glikemicznym jak gruboziarniste przetwory zbożowe, kasze, ciemny ryż, owoce, warzywa..(Szukała 2000). Ogólna zawartość weglowodanów w diecie sportowców powinna wahać się na poziomie 600-800g. W przypadków zawodników prowadzących treningi 2-3 krotnie w ciągu dnia, powysiłkowa konsumpcja węglowodanów powinna zawierać przynajmniej 70% cukrów o wysokim wskaźniku glikemicznym (Blom 1987). W okresie do 5 godzin po zakończeniu treningu, sportowcy powinni ograniczać spożywanie tłuszczów, szczególnie pochodzenia zwierzęcego, bowiem zawarte w nich kwasy tłuszczowe nasycone hamują transport glukozy przez błony komórkowe oraz zmniejszają wrażliwość receptorów insulinowych (Szukała 2000) Pokarmy zawierające duże ilości tłuszczu podlegają także długiemu procesowi trawienia i na wiele godzin hamują apetyt, co przekłada się na zmniejszenie spożycia węglowodanów.
     Utrzymanie wysokiego poziomu glikogenu mieśniowego jest szczególnie istotne w okresie bezpośrednio poprzedzającym start w zawodach. W przypadku większości sportowców wysokie zasoby glikogenu w mięśniach można osiągnąć stosując dietę wysokowęglowodanową na 24-36 godz. przed zawodami zmniejszając jednocześnie intensywność treningów. Maksymalne nagromadzenie glikogenu mięśniowego można osiągnąć stosując tzw. strategię „obciążania węglowodanami”(Brewer 1988). Pierwsze wyniki badań świadczące o skuteczności tej metody zostały opublikowane przez fizjologów skandynawskich w latach 60-tych, a pierwszymi jej popularyzatorami byli kilkanaście lat później biegacze maratońscy. Metoda polega na modyfikacji diety i obciążeń treningowych w wyniku czego dochodzi do superkompensacji glikogenu, co pociąga za sobą zwiekszoną zdolność wysiłkową. Strategię obciążania węglowodanami przeprowadza się dwuetapowo. W pierwszej fazie cyklu na 6 dni przed zawodami, sportowiec rozpoczyna stosowanie diety ubogowęglowodanowej, zwiększając jednocześnie długość i intensywność treningu. Faza ta jest następnie kontynuowana przez okres 3 kolejnych dni, co w efekcie prowadzi do bardzo silnego uszczuplenia zasobów glikogenu w mięśniach. W tym okresie konieczne jest ćwiczenie tych mięśni, które wykonują największa pracę podczas zawodów. Następnie, na 72 godz. przed właściwym wysiłkiem przeprowadza się zmianę diety wprowadzając pokarm o wysokiej zawartości węglowodanów i jednocześnie zmniejsza się wielkość obciążeń treningowych. Dzięki temu dochodzi do nagłego wzrostu poziomu glikogenu i zwiększenia jego zasobów w mięśniach znacznie ponad stan wyjściowy (nadkompensacja). Maksymalne nagromadzenie glikogenu mięśniowego przed startem w zawodach ma szczególne znaczenie w przypadku sportowców uprawiających dyscypliny wytrzymałościowe (maratończycy, biegacze narciarscy, kolarze), a także dla zawodników niektórych gier zespołowych, np. piłkarzy.
      Pomimo, że metoda obciążania węglowodanami wydaje się bardzo skuteczna, to jednak dla wielu zawodników może okazać się ona niekorzystna. Gwałtowna zmiana sposobu odżywiania może doprowadzić do wewnętrznego rozbicia i stanu zmęczenia, prowadząc w konsekwencji do niekorzystnych zmian fizjologicznych i psychologicznych. Obecnie uważa się, że stosowanie tak rygorystycznych metod nie jest konieczne w odniesieniu do sportowców prowadzących regularny trening. Zawodnicy wielu dyscyplin są w stanie osiągnąć wysoki poziom glikogenu bez wstępnej, gwałtownej fazy uszczuplania jego zasobów w mięśniach, a jedynie zwiększając spożycie węglowodanów na 2-3 dni przed zawodami przy jednoczesnym zmniejszeniu obciążeń treningowych. W tym czasie dieta sportowca powinna zawierać ok. 8-10g węglowodanów na kg masy ciała a ich głównym źródłem powinny być produkty żywnościowe takie jak; ryż, kasza, makaron, pieczywo, owoce, soki owocowe oraz ziemniaki. Wysoki poziom glikogenu w mięśniach można utrzymać także poprzez stosowanie diety wysokowęglowodanowej przez dłuższy okres czasu. Nie jest to jednak metoda zalecana, gdyż długotrwałe podawanie dużej ilości cukrów może prowadzić do powstania wielu niedoborów pokarmowych, zwłaszcza białek, witamin i minerałów, licznych zaburzeń fizjologicznych oraz nadmiernego zużycia węglowodanów kosztem udziału kwasów tłuszczowych w normalnych procesach przemiany materii.
    Problemem często nurtującym sportowców jest spożycie weglowodanów w okresie bezpośrednio poprzedzającym wysiłek. Korzystny efekt w treningach długotrwałych o średniej intensywności, przynosiło podawanie na 45-60 min przed startem roztworu składającego się z 75-100g mieszanki glukozy i fruktozy lub polimerów glukozy (Bjorkman 1984). Według badaczy procedura ta pozwala zwiększyć wykorzystanie krążącej glukozy oraz ograniczyć pobór wolnych kwasów tłuszczowych.
    Podczas wysiłków długotrwałych o charakterze wytrzymałościowym, niezbędne jest podawanie węglowodanów w trakcie trwania pracy mięśniowej, co pozwala opóźnić proces zmęczenia podczas końcowej fazy wysiłku. Poziom glikogenu mięśniowego ulega znacznemu obniżeniu po upływie 2-3 godzin wysiłku ciągłego z intensywnością 60-80% VO2max. Jak wynika z badań podawanie roztworów węglowodanów pozwala wydłużyc pracę mięśniową o 30-50min (Coyle 1994). Najlepszą formą węglowdanów okazują się wodne roztwory glukozy lub maltodekstryn (Jeukendrup 2004 ; Owen 1986)

    Analizując aspekt spożycia węglowodanów, należy także zwrócić uwagę na jakość tego składnika w diecie. Podstawę w żywieniu sportowców powinny stanowić cukry złożone zawierające skrobię (przetwory zbożowe, kasze, makarony, ziemniaki) oraz owoce i warzywa będące cennym źródłem witamin i minerałów. Są to jednak produkty objętościowe i niekiedy wzdymające, co często ogranicza ich szersze zastosowanie w programach żywienia sportowców.  Wówczas zastosowanie mogą znaleźć cukry proste. Należy jednak pamiętać że zbyt wysoki udział cukrów rafinowanych, w szczególności sacharozy może wpływać niekorzystnie na wyniki sportowe i stan zdrowia zawodników. Dieta zawierająca zbyt wysoką ilość węglowodanów prostych może prowadzić do niedoborów innych składników pokarmowych w organizmie. Nadmiar sacharozy w diecie stwarza także zagrożenie dla zdrowia, zwiększając ryzyko rozwoju próchnicy oraz zaburzeń i chorób metabolicznych. Należy więc dążyć do utrzymania odpowiednich proporcji między zawartością skrobi i sacharozy w racjach pokarmowych. Skrobia powinna stanowić do 64% wszystkich węglowodanów w diecie, a cukier (sacharoza) do 34% (Celejowa 2001).
    Nieprawidłowe zwyczaje żywieniowe sportowców prowadzą często do mniejszego niż należne, spożycia węglowodanów. Stan taki może prowadzić do zakłócenia procesów metabolicznych i zmniejszenia wydolności psychofizycznej zawodnika. Uważa się, iż w podniesieniu spożycia tego składnika można odnaleźć znaczne rezerwy do poprawy wyników sportowych. Normy żywienia dla sportowców uwzględniają podaż tego składnika, średnio na poziomie 55-65% ogółu energii, w zależności od rodzaju wysiłku. Wyższe spożycie węglowodanów zalecane jest w przypadku dyscyplin wytrzymałościowych, niższe w dyscyplinach sportu o charakterze siłowo-szybkościowym (Celejowa 2001, Raczyński 1996, Szukała 2000, Kącikowa 1997).