ДИПЛОМНА ТЕЗА. Заглавие на дисертацията. Влияние на въглехидратната и протеиновата диета върху производителността при бягане на 5000 метра. Автор.
ДИПЛОМНА ТЕЗА Заглавие на дипломната работа Влияние на въглехидратната и протеиновата диета върху ефективността при бягане 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 Диплом по хранителни науки Ao. Унив.-проф. Д-р Paul Haber Виена, юни 2011 г.
II СЪДЪРЖАНИЕ СЪДЪРЖАНИЕ. II СПИСЪК НА ФИГУРИТЕ. VI СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА. VII СПИСЪК НА МАСИ. VIII 1. ВЪВЕДЕНИЕ И ЗАДАВАНЕ НА ВЪПРОСА. 9 2. ОБМЕН НА ЕНЕРГИЙНИ МЕТАЛИ. 11 2.1. Начини за доставка на енергия. 11 2.1.1. Анаеробно-алактичен енергиен метаболизъм. 13 2.1.2. Анаеробно-млечен енергиен метаболизъм. 14 2.1.3. Аеробен енергиен метаболизъм. 2.1.4. Аеробно-анаеробен праг. 17 2.2. Значение на обучението. 18 2.3. Фактори, влияещи върху избора на субстрат. 20 2.3.1. Интензивност и продължителност на упражненията. 20 2.3.2. Възраст. 23 2.3.3. Пол. 23 3. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ХРАНЕНЕТО НА ЕФЕКТИВНОСТТА В СПОРТА ЗА УСТОЙЧИВОСТ. 25 3.1. Енергийни изисквания на спортиста. 25 3.2. Въглехидрати в спортовете за издръжливост. 27
III 3.2.1. Изискване за въглехидрати. 28 3.2.2. Кои въглехидрати трябва да се предпочитат. 29 3.2.3. Зареждане с въглехидрати (KL). 30 3.2.3.1. Модели на KL. 31 3.2.3.2. Влияние на креатина върху суперкомпенсацията на мускулен гликоген. 34 3.2.4. Прием на въглехидрати преди тренировка. 34 3.2.5. Прием на въглехидрати по време на тренировка. 36 3.2.6. Прием на въглехидрати след тренировка. 37 3.3. Протеини в спортовете за издръжливост. 40 3.3.1. Нужди от протеин. 41 3.3.2. Качество на протеините. 3.3.3.3. Протеинов метаболизъм. 45 3.3.4. BCAA метаболизъм. 46 3.3.5. Прием на протеини преди, по време и след тренировка. 49 3.4. Мазнини в спортовете за издръжливост. 50 3.4.1. Изискване за мазнини. 51 3.4.2. Натоварване на мазнини (FL). 53 3.4.2.1. Краткосрочен FL без KL. 53 3.4.2.2. Дългосрочно FL без KL. 54 3.4.2.3. Средносрочен FL с KL. 54 3.4.2.4. Дългосрочен FL с KL. 55 3.4.3. Прием на мазнини преди, по време и след тренировка. 55 3.4.4. Влияние на L-карнитина върху ефективността. 57
IV 3.5. Хидратация в спортовете за издръжливост. 58 3.5.1. Прием на въглехидрати и електролити. 60 3.5.2. Прием на течности преди, по време и след тренировка. 61 4. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ. 63 4.1. Дизайнът на проучването. 63 4.1.1. Субекти. 63 4.1.2. Класификация на предметите. 65 4.1.3. Курсът на обучение. 66 4.2. Храна. 69 4.2.1. Създаване на хранителни планове. 69 4.3. Цели на разследването. 75 4.4. Анализ на данни. 76 5. РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЯ. 78 5.1. Сравнение на резултатите от групата. 78 5.2. Основни фигури на темите. 81 5.3. Сравнение на производителността въглехидрати срещу Протеинова диета. 83 5.4. Дискусия и интерпретация на резултатите. 85 6. ЗАКЛЮЧИТЕЛНИ СЪОБРАЖЕНИЯ. 87 7. РЕЗЮМЕ. 88 7. РЕЗЮМЕ. 90 8. СПИСЪК НА ЛИТЕРАТУРАТА. 92
VI СПИСЪК НА ФИГУРИТЕ Фиг. 1 Количество ATP и PCr, което е на разположение за свиване. 12 Фиг. 2 Метаболитни пътища на хранителни вещества, доставящи енергия. 12 Фиг. 3 Оборот на основата и интензивност на натоварване. 20 Фиг. 4 Скорост на окисление на мазнините спрямо Интензивност на упражненията. 21 Фиг. 5 Закръглена консумация на енергия в различни спортове. 26 Фиг. 6 Умерено натоварване с въглехидрати. 32 Фиг. 7 Време до изтощение при колоездене за 75% от VO 2 макс. 47 Фиг. 8 Основни енергийни източници в енергоснабдяването. 50 Фиг. 9 Време на изтощение при различен прием на мазнини. 51 Фиг. 10 Пример за тестова седмица. 66 Фиг. 11 Лека атлетика. 67 Фиг. 12 Помощ за състава на менюто. 72 Фиг. 13 Помощ за състава на менюто. 73
VII СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА ADP AMP BCAA BMI BW CAT CK CPT-1 DGE FL FOX GI Аденозин дифосфат Аденозин монофосфат Разклонени-Верига-Аминокиселини Индекс на телесна маса Биологична стойност Карнитин-Ацилтрансфераза Креатин фосфокиминатил Хранително хранене Палманитатритазит Хранително хранене Палманитатритазит Хранително хранене Палманитхрантитазит Хранително хранене Палманитхрантитазит Хранително хранене Палманитатрит Гликемичен индекс GLUT-4 Глюкозен транспортер тип 4 IMP IMTG KL LU Инозин монофосфат Интрамускулни триглицериди Натоварване с въглехидрати Разход на енергия MCT1 Монокарбоксилатен транспортер 1 MLSS PAL PCr P i VLDL VO 2 макс.
VIII СПИСЪК НА ТАБЛИЦИТЕ Таблица 1 Насоки за прием на въглехидрати за спортисти. 28 Табл. 2 Фактори, които оказват влияние върху ресинтеза на мускулен гликоген. 38 Таблица 3 Приблизителна нужда от протеин. 42 Табл. 4 BW хранителни протеини и хранителни комбинации. 44 Раздел 5 Употреба и дозировка на въглехидратни електролитни напитки в зависимост от продължителността и интензивността на тренировката. 60 Tab.6 Данни за въглехидратни групи. 64 Таблица 7 Данни за белтъчната група. 64 Раздел 8 Списък на храни, богати на въглехидрати. 71 Раздел 9 Списък на храни, богати на или съдържащи протеини. 71 Табл. 10 Описателна статистика за теста на Колмогоров-Смирнов. 76 Табл. 11 Резултати от теста на Колмогоров-Смирнов. 77 Раздел 12 Времена и скорости на KGr. 78 Раздел 13 Времена и скорости на PGr. 79 Табл. 14 Сравнение на разликите в скоростта според хранителния план. Раздел 80 15 Описателна статистика за несдвоения t-тест. 81 Tab.16 t-тест с независими случайни проби. 82 Раздел 17 Описателна групова статистика за несдвоения t-тест. 83 Табл. 18 t-тест с независими случайни проби. 84
10 За тази цел беше направено сравнение на високо въглехидратната диета с тази на протеинова диета и бяха сравнени разликите между тези диети и ефективността в контекста на интензивното 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 Фигура 1: Количество ATP и PCr, налични 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 В сравнение с нетренираните хора, повече енергия може да се получи чрез окисляване на мастните киселини, отделящи се от мастната тъкан [KNECHTLE and BIRCHER, 2006]. 2.3. Фактори, влияещи върху избора на субстрат 2.3.1 Интензивност и продължителност на експозицията В случай на продължителна експозиция тялото черпи енергията си от окисляването на мазнините и въглехидратите. 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 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 40 50% 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 Разликите, както в покой, така и при физическо натоварване, за по-добрия транспорт на мастните 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 3.2.1. Изисквания към въглехидратите До голяма степен е договорено енергията, консумирана от спортни занимания, за предпочитане да идва от приема на въглехидрати. Поради това на спортистите се препоръчва да имат съдържание на въглехидрати от 60-65% от общия 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 Освен това всеки грам гликоген свързва 3 до 5 грама вода, което от своя страна може да доведе до наддаване на тегло от 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].