ДИПЛОМНА ТЕЗА. Заглавие на дисертацията. Влияние на въглехидратната и протеиновата диета върху производителността при бягане на 5000 метра. Автор.
1 ДИПЛОМНА ТЕЗА Заглавие на дипломната работа Влияние на въглехидратната и протеиновата диета върху ефективността в бягането на 5000 метра Автор Frimmel Clemens Желана академична степен Магистър (Mag. Rer. Nat.) Код на обучение съгласно учебния лист: Област на изследване според учебния лист: Ръководител: A474 Диплома по хранителни науки Ao. Унив.-проф. Д-р Paul Haber Виена, юни 2011 г.
2 II СЪДЪРЖАНИЕ СЪДЪРЖАНИЕ. II СПИСЪК НА ФИГУРИТЕ. VI СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА. VII СПИСЪК НА МАСИ. VIII 1. ВЪВЕДЕНИЕ И ЗАДАВАНЕ НА ВЪПРОСИТЕ НА ЕНЕРГИЙНИ ВЕЩЕСТВА Пътища на енергийно снабдяване Анаеробно-млечен енергиен метаболизъм Анаеробно-млечен енергиен метаболизъм Аеробен енергиен метаболизъм Аеробно-анаеробен праг Значение на тренировката Влиятелни фактори при избора на субстрат Интензивност и продължителност на натоварването Възраст Пол Влияние на диетата на спортиста в спортовете за издръжливост. 27
3 III Изисквания към въглехидратите Кои въглехидрати трябва да се предпочитат? Модели на натоварване с въглехидрати (KL) на влиянието на креатина върху мускулната гликогенова суперкомпенсация Прием на въглехидрати преди тренировка Прием на въглехидрати по време на тренировка Протеини в спортове за издръжливост Протеинови нужди Качество на протеини Метаболизъм на протеини Метаболизъм на BCAA Протеини преди, по време и след тренировка Мазнини по време на Спорт за издръжливост Изискване на мазнини Натоварване на мазнини (FL) Краткосрочно FL без KL Дългосрочно FL без KL Средносрочно FL с KL Дългосрочно FL с KL Прием на мазнини преди, по време и след тренировка Влияние на L-карнитина върху работата. 57
4 IV 3.5. Прием на течности в спортове за издръжливост Прием на въглехидрати и електролити Прием на течности преди, по време и след тренировка МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ Дизайнът на изследването Субекти Класификация на предметите Курс на изследването Хранене Създаване на хранителни планове Цели на изследването Анализ на данните РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЯ Сравнение на резултатите от групата Ключови фигури на изследваните Сравнение на резултатите Въглехидрати спрямо Дискусия на протеинова диета и тълкуване на резултатите ЗАКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЮМЕ РЕЗЮМЕ. 92
6 VI СПИСЪК НА ФИГУРИТЕ Фиг. 1 Количество АТФ и PCr, налични за контракцията Фиг. 2 Метаболитни пътища на хранителни вещества, доставящи енергия Фиг. 3 Оборот на субстрата и интензивност на упражненията Фиг. 4 Степени на окисление на мазнините спрямо Интензивност на упражненията Фиг. 5 Закръглена консумация на енергия в различни спортове Фиг. 6 Умерено натоварване с въглехидрати Фиг. 7 Време до изтощение при колоездене при 75% от VO 2 max. Фиг. 8 Основни източници на енергия в енергоснабдяването Фиг. 9 Време на изтощение при различен прием на мазнини Фиг. 10 Пример за тестова седмица Фиг. 11 Атлетическа писта Фиг. 12 Помощ за състава на менюто Фиг. 13 Помощ за състава на менюто. 73
7 VII СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА ADP AMP BCAA BMI BW CAT CK CPT-1 DGE FL FOX GI Аденозин дифосфат Аденозин монофосфат Разклонени-Верига-Аминокиселини Тело-Маса-Индекс Биологична стойност Карнитин-ацилтрансфераза Креатин фосфокиназа натоварване кармитин-фомитинит-фуминит-кармит-карминит-кармит Окисление на мастни киселини Гликемичен индекс GLUT-4 Глюкозен транспортер Тип 4 IMP IMTG KL LU Инозин Монофосфат Интрамускулни триглицериди Въглехидрати Ефективност на зареждане MCT1 Монокарбоксилатен транспортер 1 MLSS PAL PCr P i VLDL VO 2 макс. Поглъщане на кислород
8 VIII СПИСЪК НА ТАБЛИТЕ Табл. 1 Насоки за прием на въглехидрати за спортисти Табл. 2 Фактори, които оказват влияние върху ресинтезата на мускулен гликоген Таблица. 3 Очаквани нужди от протеини. Таблица. 4 BW от хранителни протеини и хранителни комбинации. Таблица. Таблица 6 и интензивност 6 Данни за групата въглехидрати Таблица 7 Данни за групата протеини Таблица 8 Списък на храни, богати на въглехидрати Таблица 9 Списък на храни, богати на протеини или съдържащи храни Таблица 10 Описателна статистика за теста на Колмогоров-Смирнов Таблица 11 Резултати от Тестове на Колмогоров-Смирнов 12 Размери и скорости на раздела KGr. 13 Времена и скорости на PGr Таблица 14 Сравнение на разликите в скоростите според раздела за хранене Таблица 15 Описателна статистика за раздвоения t-тест Tab. 16 T-тест за независими проби Tab 17 Описателна групова статистика за несдвоения t-тест Раздел 18 t-тест на независими проби. 84
10 10 За тази цел беше направено сравнение на диета с високо съдържание на въглехидрати и тази на диета на протеинова основа и бяха сравнени разликите между тези диети и ефективността в контекста на интензивно физическо натоварване. Целта на този полеви тест е да се установи дали спортистите аматьори с високо въглехидратна диета, т.е. пълни запаси от гликоген, имат предимство в сравнение с тези с диета с ниско съдържание на въглехидрати или протеини в контекста на упражнения за издръжливост с висока интензивност с продължителност около 25 минути. Това, което трябва да се изясни, е: Има ли хранителни мерки, които имат смисъл за спортист-рекреатор да подобри представянето на издръжливост и ако да, кои? Фокусът на тази работа е зареждането на мускулните запаси от гликоген, така нареченото натоварване с въглехидрати, тъй като от гледна точка на спортната наука това е една от мерките за повишаване на производителността в спорта за издръжливост. Освен това се обсъжда енергийното снабдяване с протеини и липиди и се характеризира неговото значение по отношение на издръжливостта.
12 12 Фигура 1: Количество ATP и PCr, което е на разположение за свиване. Фигура 1: показва пример за изчисляване на общото количество за съхранение на богати на енергия фосфати (индивиди с телесна маса 70 kg и мускулна маса 30 kg) [Edwards et al., 1982, от SMEKAL, 2004]. Количествата креатин фосфат, присъстващи в мускулите, покриват само енергийните нужди за краткосрочни натоварвания. След няколко секунди запасите от PCr умират, след което въглехидратите, мазнините и в по-малка степен протеините се използват за ресинтеза на АТФ [HOLLMANN and STRÜDER, 2009]. Фигура 2: Метаболитни пътища на хранителни вещества, доставящи енергия [WEINECK, 2004].
20 20 В сравнение с нетренираните хора, повече енергия може да се получи чрез окисляване на мастните киселини, освободени от мастната тъкан [KNECHTLE и BIRCHER, 2006] Фактори, влияещи върху избора на субстрат Мазнини и въглехидрати. Ако натоварването се извършва за по-дълъг период от време с ниска интензивност, доминирането на енергия от мазнини доминира. От друга страна, ако интензивността на упражненията се увеличи, повече въглехидрати се окисляват [KNECHTLE и BIRCHER, 2005]. Въглехидратите имат по-малко енергия на единица тегло, отколкото мазнините, но имат по-висок енергиен дебит. Това означава, че количеството енергия, необходимо за единица време, може да се освободи по време на висока интензивност на упражненията чрез аеробна гликолиза, но не със същата скорост чрез разграждането на мастните киселини. Обсъжда се активността на карнитин палмитоилтрансфераза -1 (CPT-1) като ограничаващ фактор при разграждането на мастните киселини [PRINZHAUSEN et al., 2010]. Фигура 3: Оборот на субстрата и интензивност на напрежението [COYLE, 1995].
21 21 Фиг. 3 показва приноса на четирите основни енергийни субстрата към енергийните разходи след 30 минути експозиция при 25, 65 и 85% от VO 2 max [COYLE, 1995]. С увеличаване на интензивността на упражненията, консумацията на IMTG намалява, докато консумацията на мускулен гликоген се увеличава рязко. Консумацията на калории се увеличава с увеличаване на интензивността на упражненията. На първо място, увеличената консумация на калории по време на интензивни упражнения се покрива от увеличеното разграждане на интрамускулните енергийни субстрати. Причината за това е, че в резултат на мембранния транспорт има структурно ограничение на транспорта на мазнини и въглехидрати от кръвния поток в мускулните влакна [KNECHTLE и BIRCHER, 2005]. Въглехидратите и мазнините попадат от микроваскуларната система в мускулните клетки при умерена интензивност на работа (т.е. при% от VO 2 max). Ако интензивността на работа се увеличи, вътреклетъчните енергийни субстрати трябва да бъдат окислени. При тренираните за издръжливост спортисти има по-големи интрамускулни енергийни запаси [HOPPELER, 1999]. Фигура 4: Степента на окисление на мазнините срещу Интензивност на упражненията [ACHTEN и JEUKENDRUP, 2003]
24 24 Разликите, както в покой, така и при физическо натоварване, за по-добрия транспорт на мастни киселини в скелетната мускулатура, както и за по-доброто β-окисление и синтеза на IMTG вероятно ще бъдат генетични. Това е така, защото са открити различия между половете в експресията на гени, участващи в транскрипционната регулация на липидния метаболизъм. При жените е установено по-високо съдържание на протеин в β-окислителните ензими, което е отговорно за разграждането на средните и дълговерижните мастни киселини [MAHER et al., 2010]. Резултатите от швейцарска изследователска група показват, че при 3-часово упражнение при 50% от VO 2 max средното окисление на мазнини остава същото, докато въглехидратното окисление е значително по-високо при мъжете, отколкото при жените [ZEHNDER et al., 2005].
28 Изисквания към въглехидратите До голяма степен е договорено енергията, консумирана от спортни дейности, за предпочитане да идва от съответния прием на въглехидрати. Поради това на спортистите се препоръчва да имат процент на въглехидрати в общия си енергиен прием [BERG et al., 2008]. Съществуват и препоръки, които се дават в грамове на килограм телесно тегло [BERG et al., 2008; MANNHART and COLOMBANI, 2001]. Нуждите от въглехидрати на спортистите обаче се различават значително от тези на неспортистите (3,5 g/kg телесно тегло/ден) и възлизат на 57 g/kg телесно тегло/ден по време на нормалните тренировъчни фази [CARLSOHN и MAYER, 2010]. За спортисти с издръжливост се препоръчва прием на въглехидрати от 7-10 g/kg KM/ден за по-големи натоварвания [BURKE et al., 2001]. Запасите от гликоген могат да се попълнят в рамките на един ден с достатъчен прием на въглехидрати (7-10 g/kg KM/ден) [JEUKENDRUP, 2003]. Таблица 1: Насоки за прием на въглехидрати за спортисти [BURKE et al., 2001, от MANNHART и COLOMBANI, 2001].
32 32 В допълнение, всеки грам гликоген свързва 3 до 5 грама вода, което от своя страна може да доведе до увеличаване на теглото с 2 до 3% [JEUKENDRUP, 2003]. В допълнение, много спортисти смятат, че тренировките във фазата на изпразване са изключително стресиращи както психически, така и физически [SCHURR, 2004]. Стратегията за умерено натоварване с въглерод е малко по-кратка от класическия вариант и започва 3 до 4 дни преди състезанието [JEUKENDRUP, 2003]. При този режим приемът на въглехидрати постепенно се увеличава през 3-те дни преди упражнението за издръжливост от 8 на 10 g/kg KM и паралелно намалява количеството тренировка [SCHEK, 2003]. Фигура 6: Умерено натоварване с въглехидрати [SCHURR, 2004]. Умерената форма има предимството пред традиционната, че се смята, че е далеч по-малко психологически стресираща [SCHEK, 2003]. Този метод също е по-подходящ за подготовка за състезания от класическия, тъй като не предизвиква никакви симптоми, свързани с тренировка на умора. С умерения KL може да се постигнат концентрации на мускулен гликоген, които са почти толкова високи, колкото при класическия вариант [JEUKENDRUP, 2003]. С този метод също концентрацията на мускулен гликоген може да бъде удвоена в сравнение с първоначалната стойност [SCHURR, 2004].
g/h) доказано подобрява издръжливостта. Приемът на въглехидрати обаче трябва да се извърши малко след началото на упражнението. Записите, правени на всеки 15 до 20 минути, са най-ефективни. Приемът на същото количество въглехидрати обаче след 2 часа упражнения няма същия ефект. Дали едно и също количество въглехидрати се консумира в течна или твърда форма, изглежда не играе роля [RODRIGUEZ et al., 2009]. Храната или напитките с висок или среден GI са за предпочитане пред тези с нисък GI, тъй като глюкозата може да попадне от тънките черва в кръвта по-бързо [SCHEK, 2003].
43 43 Приемът на протеин, който надвишава 2 g/kg BM/d, обикновено не се препоръчва за спортисти. Бъбреците могат да бъдат претоварени, тъй като това може да доведе до натрупване на урина в сяра и азотсъдържащи вещества. Отделянето им впоследствие може да доведе до увеличени загуби на вода [ELMADFA и LEITZMANN, 2004]. Екскрецията на калций с урината също се увеличава. Освен това може да има и дисбаланс на аминокиселини, намален ендогенен синтез на глутамин и повишено съдържание на амоняк в кръвта. Подозира се, че хиперамонемията нарушава производителността [MANNHART и COLOMBANI, 2001].