ДИПЛОМНА ТЕЗА. Назва дисертації. Вплив вуглеводної та білкової дієти на продуктивність у бігу на 5000 метрів. Автор.
ДИПЛОМНА ТЕЗА Назва дисертації Вплив вуглеводної та білкової дієти на продуктивність у бігу на 5000 метрів Автор Фріммель Клеменс Бажаний вчений ступінь магістр наук (Mag. Rer. Nat.) Номер дослідження відповідно до аркуша дослідження: Область дослідження відповідно до аркуша дослідження: Керівник: A474 Дипломне дослідження з харчових наук Ao. Ун-т-проф. Лікар. Paul Haber, Відень, червень 2011 р
II ЗМІСТ ЗМІСТ. II СПИСОК ФІГУР. VI СПИСОК СКОРОЧЕНЬ. VII СПИСОК СТОЛІВ. VIII 1. ВСТУП І ЗАДАННЯ ПИТАННЯ. 9 2. БІРЖ ЕНЕРГОМЕТАЛІВ. 11 2.1. Способи енергопостачання. 11 2.1.1. Анаеробно-алактичний енергетичний обмін. 13 2.1.2. Анаеробно-молочно-енергетичний обмін. 14 2.1.3. Аеробний енергетичний обмін. 16 2.1.4. Аеробно-анаеробний поріг. 17 2.2. Важливість навчання. 18 2.3. Фактори, що впливають на вибір субстрату. 20 2.3.1. Інтенсивність та тривалість вправи. 20 2.3.2. Вік. 23 2.3.3. Стать. 23 3. ВПЛИВ ПИТАННЯ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ В СПОРТІ ВИЩИНИ. 25 3.1. Енергетичні потреби спортсмена. 25 3.2. Вуглеводи у видах спорту на витривалість. 27
III 3.2.1. Потреба у вуглеводах. 28 3.2.2. Яким вуглеводам слід віддати перевагу. 29 3.2.3. Завантаження вуглеводів (KL). 30 3.2.3.1. Моделі KL. 31 3.2.3.2. Вплив креатину на суперкомпенсацію глікогену в м’язах. 34 3.2.4. Прийом вуглеводів перед фізичними вправами. 34 3.2.5. Вживання вуглеводів під час фізичних вправ. 36 3.2.6. Прийом вуглеводів після фізичних вправ. 37 3.3. Білки в спортивних змаганнях на витривалість. 40 3.3.1. Потреби в білках. 41 3.3.2. Якість білків. 44 3.3.3. Обмін білків. 45 3.3.4. Метаболізм BCAA. 46 3.3.5. Вживання білка до, під час та після тренування. 49 3.4. Жири у видах витривалості. 50 3.4.1. Потреба в жирі. 51 3.4.2. Навантаження жиру (FL). 53 3.4.2.1. Короткочасний FL без KL. 53 3.4.2.2. Довготривалий FL без KL. 54 3.4.2.3. Середньостроковий FL з KL. 54 3.4.2.4. Довготривалий FL з KL. 55 3.4.3. Вживання жиру до, під час та після тренування. 55 3.4.4. Вплив L-карнітину на ефективність. 57
IV 3.5. Зволоження в спортивних змаганнях на витривалість. 58 3.5.1. Прийом вуглеводів та електролітів. 60 3.5.2. Вживання рідини до, під час та після тренування. 61 4. МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ. 63 4.1. Дизайн дослідження. 63 4.1.1. Предмети. 63 4.1.2. Класифікація предметів. 65 4.1.3. Курс навчання. 66 4.2. Їжа. 69 4.2.1. Створення планів харчування. 69 4.3. Цілі розслідування. 75 4.4. Аналіз даних. 76 5. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ. 78 5.1. Порівняння результатів групи. 78 5.2. Основні фігури досліджуваних. 81 5.3. Порівняння показників вуглеводів та білкової дієти. 83 5.4. Обговорення та інтерпретація результатів. 85 6. ЗАКЛЮЧНІ РОЗМІРКИ. 87 7. РЕЗЮМЕ. 88 7. АНОТАЦІЯ. 90 8. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ. 92
VI СПИСОК ФІГУР Рис. 1 Кількість АТФ та PCr, доступних для скорочення. 12 Рис. 2 Метаболічні шляхи енергозабезпечення поживних речовин. 12 Рис. 3 Обертання основи та інтенсивність навантаження. 20 Рис. 4 Швидкість окислення жиру в залежності від інтенсивності фізичного навантаження. 21 Рис. 5 Округлене споживання енергії у різних видах спорту. 26 Рис. 6 Помірне завантаження вуглеводів. 32 Рис. 7 Час до виснаження під час їзди на велосипеді для 75% VO 2 макс. 47 Рис. 8 Основні джерела енергії для постачання енергії. 50 Рис. 9 Час виснаження при різному споживанні жиру. 51 Рис. 10 Приклад для контрольного тижня. 66 Рис. 11 Легка атлетика. 67 Рис. 12 Довідка щодо складання меню. 72 Рис. 13 Довідка щодо складання меню. 73
VII СПИСОК СКОРОЧЕНЬ ADP AMP BCAA ІМТ BW CAT CK CPT-1 DGE FL FOX GI Аденозин дифосфат Аденозин монофосфат Розгалужена ланцюг-Амінокислоти Індекс маси тіла Біологічна цінність Карнітин-Ацилтрансфераза Креатин фосфокінімінова кислота Амінокислота Амінокислота Амінокислота Амінокислота Амінокислота Амінокислота Амінокислота Амінохлорид Глікемічний індекс GLUT-4 Транспортер глюкози Тип 4 IMP IMTG KL LU Інозин Монофосфат Внутрішньом’язово Тригліцериди Ефективність заряджання вуглеводів MCT1 Монокарбоксилат Транспортер 1 MLSS PAL PCr P i VLDL VO 2 макс.
VIII СПИСОК ТАБЛИЦ Таблиця 1 Вказівки щодо споживання вуглеводів для спортсменів. 28 Таблиця 2 Фактори, що впливають на ресинтез м’язового глікогену. 38 Таблиця 3 Приблизна потреба у білках. 42 Таблиця. 4 БВ дієтичних білків та їх поєднань. 44 Таблиця 5 Застосування та дозування вуглеводних електролітних напоїв залежно від тривалості та інтенсивності вправ. 60 Таблиця. 6 Дані групи вуглеводів. 64 Таблиця 7 Дані про білкову групу. 64 Таблиця 8 Перелік продуктів, багатих вуглеводами. 71 Таблиця 9 Перелік продуктів, багатих білком або містять його. 71 Таблиця 10 Описова статистика для тесту Колмогорова-Смірнова. 76 Таблиця 11 Результати тесту Колмогорова-Смірнова. 77 Табл. 12 Часи та швидкості руху KGr. 78 Табл. 13 Часи та швидкості PGr. 79 Таблиця 14 Порівняння різниці швидкостей відповідно до плану харчування. Таблиця 80.15 Описова статистика для непарного t-тесту. 81 Табл. 16 t-тест з незалежними випадковими вибірками. 82 Таблиця 17 Описова статистика груп для непарного t-тесту. 83 Табл. 18 t-тест з незалежними випадковими вибірками. 84
10 Для цього було проведено порівняння дієти з високим вмістом вуглеводів та дієти на основі білкової їжі та порівняно відмінності між цими дієтами та ефективністю в умовах інтенсивних фізичних навантажень. Метою цього польового випробування є з'ясувати, чи мають спортсмени-любителі дієту з високим вмістом вуглеводів, тобто повні запаси глікогену, переваги порівняно з тими, хто дієти з низьким вмістом вуглеводів або на основі білків, в контексті високоінтенсивних вправ на витривалість тривалістю близько 25 хвилин. Потрібно уточнити: чи є харчові заходи, які мають сенс для спортсмена-рекреатора для покращення витривалості, і якщо так, то які? Основною метою цієї роботи є зарядження запасів глікогену в м’язах, так зване вуглеводне навантаження, оскільки з точки зору спортивної науки це один із заходів, що підвищують результативність у витривалості. Крім того, обговорюється енергозабезпечення білків та ліпідів та характеризується його важливість щодо показників витривалості.
12 Рисунок 1: Кількість АТФ та PCr, доступних для скорочення. Фіг.1: показує приклад для розрахунку загальної кількості накопичуваних енергетично багатих фосфатів (особини з масою тіла 70 кг і масою м’язів 30 кг) [Edwards et al., 1982, від SMEKAL, 2004]. Кількість креатинфосфату, що міститься в м’язах, покриває лише енергію, необхідну для короткочасних навантажень. Через кілька секунд запаси PCr гинуть, після чого вуглеводи, жири і, в меншій мірі, білки використовуються для ресинтезу АТФ [HOLLMANN and STRÜDER, 2009]. Рисунок 2: Шляхи метаболізму поживних речовин, що забезпечують енергію [WEINECK, 2004].
20 У порівнянні з нетренованими людьми, більше енергії можна отримати за рахунок окислення жирних кислот, що виділяються з жирової тканини [KNECHTLE and BIRCHER, 2006]. 2.3. Фактори, що впливають на вибір субстрату 2.3.1 Інтенсивність та тривалість впливу У разі тривалого впливу організм забирає свою енергію від окислення жирів та вуглеводів. Якщо навантаження відбувається протягом тривалого періоду часу з низькою інтенсивністю, енергія жирів домінує. З іншого боку, якщо інтенсивність вправ зростає, більше вуглеводів окислюється [KNECHTLE and BIRCHER, 2005]. Вуглеводи мають менше енергії на одиницю ваги, ніж жири, але вони мають вищу енергетичну швидкість потоку. Це означає, що кількість енергії, необхідної за одиницю часу, може виділятися під час великої інтенсивності фізичних вправ за допомогою аеробного гліколізу, але не з однаковою швидкістю через розщеплення жирних кислот. Активність карнітинпальмітоїлтрансферази -1 (CPT-1) як обмежувального фактора розпаду жирних кислот обговорюється [PRINZHAUSEN et al., 2010]. Малюнок 3: Оборотність основи та інтенсивність напружень [COYLE, 1995].
21 Рис. 3 демонструє внесок чотирьох основних енергетичних субстратів у витрату енергії через 30 хвилин впливу при 25, 65 та 85% від VO 2 max [COYLE, 1995]. Зі збільшенням інтенсивності вправ споживання IMTG зменшується, тоді як споживання м’язового глікогену різко зростає. Споживання калорій зростає зі збільшенням інтенсивності вправ. Перш за все, збільшення споживання калорій при інтенсивному стресі покривається підвищеним розщепленням внутрішньом’язових енергетичних субстратів. Причиною цього є те, що в результаті мембранного транспорту існує структурне обмеження транспортування жирів і вуглеводів з крові в м’язові волокна [KNECHTLE and BIRCHER, 2005]. Вуглеводи та жири надходять з мікросудинної системи в м’язові клітини при помірній інтенсивності роботи (тобто при 40 50% від VO 2 max). Якщо інтенсивність роботи зростає, внутрішньоклітинні енергетичні субстрати повинні окислюватися. У спортсменів, які тренуються на витривалість, є більші запаси внутрішньом’язової енергії [HOPPELER, 1999]. Рисунок 4: Швидкість окислення жиру в залежності від інтенсивності фізичних вправ [ACHTEN і JEUKENDRUP, 2003]
24 Відмінності, як у стані спокою, так і під час фізичного навантаження, для кращого транспортування жирних кислот у скелетний м’яз, а також для кращого β-окислення та синтезу IMTG, ймовірно, є генетичними. Зокрема, були виявлені гендерні відмінності у експресії генів, що беруть участь у транскрипційній регуляції ліпідного обміну. У жінок було виявлено більш високий вміст білка в ферментах β-окислення, що відповідає за розпад середньо- та довголанцюгових жирних кислот [MAHER et al., 2010]. Результати швейцарської дослідницької групи показали, що при 3-годинних фізичних вправах при 50% VO 2 max середнє окислення жиру залишалося незмінним, тоді як окислення вуглеводів було значно вищим у чоловіків, ніж у жінок [ZEHNDER et al., 2005].
28 3.2.1. Потреба у вуглеводах В основному погоджується, що енергія, що споживається спортивними заняттями, бажано отримувати від відповідного споживання вуглеводів. Тому спортсменам рекомендується вміст вуглеводів 60-65% від загального споживання енергії [BERG et al., 2008]. Існують також рекомендації, наведені в грамах на кілограм маси тіла [BERG et al., 2008; МАННХАРТ і КОЛОМБАНІ, 2001]. Однак потреба у вуглеводах у спортсменів суттєво відрізняється від потреби спортсменів (3,5 г/кг маси тіла/добу) і становить 57 г/кг маси тіла/добу під час звичайних етапів тренувань [CARLSOHN and MAYER, 2010]. Для спортсменів на витривалість рекомендується споживання вуглеводів 7-10 г/кг КМ/добу при більших навантаженнях [BURKE et al., 2001]. Запаси глікогену можна поповнити протягом доби при достатньому споживанні вуглеводів (7-10 г/кг КМ/добу) [JEUKENDRUP, 2003]. Таблиця 1: Рекомендації щодо споживання вуглеводів для спортсменів [BURKE et al., 2001, MANNHART and COLOMBANI, 2001].
32 Крім того, кожен грам глікогену пов'язує від 3 до 5 грамів води, що, в свою чергу, може призвести до збільшення ваги на 2-3% [JEUKENDRUP, 2003]. Крім того, багато спортсменів вважають тренування у фазі спорожнення надзвичайно напруженим як психічно, так і фізично [SCHURR, 2004]. Помірна стратегія завантаження вуглецю трохи коротша за класичний варіант і починається за 3-4 дні до змагань [JEUKENDRUP, 2003]. За цього режиму споживання вуглеводів поступово збільшується за 3 дні до вправи на витривалість з 8 до 10 г/кг КМ і паралельно зменшується обсяг тренувань [SCHEK, 2003]. Малюнок 6: Помірне завантаження вуглеводів [SCHURR, 2004]. Поміркована форма має перевагу перед традиційною формою, оскільки вона відчуває набагато менший психологічний стрес [SCHEK, 2003]. Цей метод також більше підходить для підготовки до змагань, ніж класичний, оскільки він не викликає жодних симптомів втоми, пов’язаних з тренуванням. При помірному КЛ можна досягти концентрацій глікогену в м’язах, які майже такі ж високі, як і при класичному варіанті [JEUKENDRUP, 2003]. За допомогою цього методу також концентрацію глікогену в м’язах можна подвоїти порівняно з початковим значенням [SCHURR, 2004].