ЕНЕРГІЙНЕ ВІДНОВЛЕННЯ М`ЯЗІВ - ПИТАННЯ ІНТЕНСИВНОСТІ І ТРИВАЛОСТІ; РІЙНИЙ білок
У спокої енергетичні потреби м’язів в основному покриваються вуглеводами та жирами. Білки служать м’язам насамперед як будівельні матеріали. Вони виконують лише підпорядковану роль як джерело енергії. Однак під час занять спортом, залежно від навантаження, відбувається зміна постачання енергії, і м’язи по-різному отримують доступ до доступних джерел енергії. Чому це так і що це означає для вашого спортивного харчування, ви можете дізнатися тут.
Макроелементи: Різна кількість енергії
Ми справді працюємо з м’язами - бігаємо, стрибаємо і піднімаємо важкі речі. Наше тіло може забезпечувати м’язи енергією завдяки трьом енергетично багатим макроелементам (вуглеводи, жири та білки). Калорійність харчової речовини показує, скільки енергії організм може отримати від неї. Калорійність дається в кілокалоріях або, що є більш науково точним, в кілоджоулях [1,5,11]. Оскільки ми розмовно говоримо про "калорії", наразі ми будемо дотримуватися одиниці ккал.
вуглеводи: Вуглеводи забезпечують енергію у вигляді глюкози і мають теплотворну здатність 4 ккал/г. Вуглеводи зберігаються у вигляді м’язового глікогену (приблизно від 300 до 500 г) та у вигляді глікогену в печінці (приблизно 100 г). Залежно від маси тіла, рівня тренувань та режиму харчування власні запаси зберігання організму змінюються [5].
Жири: Жири забезпечують енергію у вигляді жирних кислот. Жири (тригліцериди) забезпечують найбільшу енергію з усіх макроелементів з 9 ккал/г. Вони також є найбільшим запасом енергії в організмі і зберігаються в жировій тканині (приблизно 15000 г) та в м’язах (приблизно 300 г). Точна частка жиру в загальній масі тіла людини, однак, залежить від віку, статі, статури та способу життя [5].
Білки: Білки забезпечують енергію у вигляді амінокислот і (як вуглеводи) мають калорійність 4 ккал/г. Проте білки в основному є будівельними матеріалами і навряд чи відіграють роль у нормальному енергетичному обміні. Крім усього іншого, вони необхідні для розвитку та підтримки клітин, ферментів та імунних речовин [8,11].
Аденозинтрифосфат (АТФ): енергетична валюта м’яза
Енергія стає доступною для організму завдяки процесам перетворення (згоряння) поживних речовин. Для цього він хімічно перетворюється на енергоносій, щоб використовувати його клітинами. Найважливішим джерелом енергії є аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ є енергетичною валютою для більшості енергоємних процесів у людини, а також прямим джерелом енергії для м’язових волокон. АТФ складається з аденозину, поєднання аденина та рибози та трьох фосфатних груп. Запас АТФ у м’язовому волокні дуже обмежений. Організм повинен постійно створювати новий АТФ, щоб мати змогу забезпечувати енергією всі процеси [8,10,11].
Постачання енергії: інтенсивність та тривалість
Організм використовує різні методи для створення АТФ з вуглеводів, жирів та білків. Інтенсивність та тривалість спортивної діяльності в першу чергу визначають, які енергетичні запаси організм використовує для горіння.
Високоінтенсивні навантаження: енергія на десять секунд максимальної продуктивності
У разі прямого стресу, такого як спринт, який триває приблизно до 10 секунд, накопичений АТФ і, побічно, багатий енергією креатинфосфат (КРП) доступні в якості носіїв енергії для постачання енергії. Оскільки м’язи не можуть адекватно забезпечуватися киснем під час цих дуже коротких, але дуже інтенсивних навантажень, енергія повинна забезпечуватися без кисню (анаеробно). АТФ розщеплюється в м’язі і безпосередньо доступний для м’язів протягом приблизно двох секунд.
KrP служить для негайної регенерації використаного АТФ, інакше він буде використаний через дві секунди. Але сам KrP також витрачається приблизно через вісім секунд. Тому організм повинен вдаватися до перетворення енергетично багатих поживних речовин (вуглеводів, жирів та білків), щоб утворити новий АТФ [5,8] під час стресів, що тривають довше десяти секунд.
Інтенсивні навантаження: енергія максимум на дві хвилини
Якщо ми пройдемо довгий спринт понад 400 м, це вимагає дуже швидкого вивільнення енергії, яке, однак, має тривати певний час. Зберігання ATP і KrP вже недостатньо. Тут також м’яз змушений забезпечувати енергією без присутності кисню (анаеробно). Енергія походить майже виключно від забезпечення глюкозою (анаеробний гліколіз) [2,10].
Для коротких та інтенсивних навантажень дуже швидко потрібна велика кількість енергії. Анаеробний гліколіз забезпечує м’яз великою кількістю енергії за короткий час. Однак ця форма енергопостачання має і недоліки. Оскільки через брак кисню горіння відбувається неповно і неефективно. Якщо горіння неповне, молекула глюкози забезпечує лише один-два молі АТФ. Це лише близько п’яти відсотків енергії, яку отримують при повному згорянні з киснем [13]. Коли молекула глюкози повністю спалена, загальна кількість виділеної енергії дуже велика при 27 молях АТФ. Однак цей процес вимагає кисню і займає набагато більше часу (аеробний гліколіз).
Крім того, швидке звільнення енергії від анаеробного гліколізу призводить до утворення молочної кислоти (лактату). Організму доводиться знову розщеплювати лактат, інакше відбувається надмірне закислення. Крім того, лактат метаболізується лише з достатньою кількістю кисню. Якщо напруга дуже інтенсивна і триває, доступно занадто мало кисню для розщеплення лактату. Утворення лактату перевищує розпад лактату, і м’язи стають занадто кислими (ацидоз з концентрацією лактату вище 15 ммоль/л). Ацидоз у м’язі пригнічує ферменти в м’язі, які відповідають за скорочення м’язових волокон (скорочення м’язів). М’язова втома і втрата працездатності неминуче виникають [1,3,8].
Безперервні навантаження: енергія для довготривалої роботи
Під час бігу, їзди на велосипеді або бігових лиж середньої або низької інтенсивності вироблення енергії з вуглеводів та жирів за допомогою кисню (аеробне енергозабезпечення) є необхідною умовою більш тривалої роботи [8].
Аеробний гліколіз: повне згоряння глюкози
З киснем організм здатний повністю спалювати вуглеводи у вигляді глюкози (аеробний гліколіз). Спалювання поживних речовин, що вимагає кисню, також називають окисленням [4]. Глюкоза для виробництва енергії в основному надходить із запасів глікогену в м’язах. Якщо цей магазин порожній, організм використовує більше глікогену з печінки [8]. Залежно від дієти та рівня тренувань, запаси глікогену вичерпуються приблизно через дві години без надходження поживних речовин під час фізичних вправ, тому поповнення має бути забезпечене вчасно під час змагань. Добре навчені спортсмени на витривалість зберігають запаси глікогену, забираючи більшу частину своєї енергії з жирних кислот раніше [5,6,8]. Крім того, вони постійно постачають нові вуглеводи (наприклад, у вигляді гелю або батончика).
Ліполіз: жири згоряють у вогні вуглеводів
Організм може дуже добре зберігати жири. Жирові запаси забезпечують майже необмежену енергію для занять спортом на витривалість. На відміну від спалювання глюкози, спалювання жирних кислот (ліполіз) можливе лише за допомогою кисню (аеробне). Жири забезпечують удвічі більше енергії, ніж вуглеводи, але їх дуже важко мобілізувати для виробництва енергії.
Оскільки для спалювання жиру необхідний активаційний фермент, що розщеплює глюкозу, жири завжди спалюються паралельно глюкозі. Звідси девіз: Жири згорають у вогні вуглеводів.
Одна з причин, чому кількість накопиченого глікогену, як правило, є фактором, що обмежує продуктивність під час тривалих фізичних вправ [2,6,7,8,9,12].
Наявність кисню: Він є визначальним у м’язах
Незважаючи на те, що жири мобілізуються приблизно через 30 хвилин фізичних вправ, переважно інтенсивність фізичних вправ і, отже, наявність кисню в м’язах визначає частку вуглеводів та спалювання жиру. При менш інтенсивній діяльності ці макроелементи використовуються приблизно в рівних пропорціях. Якщо вправа стає більш інтенсивним, занадто мало кисню потрапляє в кров через дихання і, отже, в м’язи. Частка жирів у енергопостачанні зменшується, а частка вуглеводів збільшується [8].
Глюконеогенез: енергія при постійних фізичних навантаженнях
Без енергопостачання під час фізичних вправ запаси глікогену повністю спорожняються через дві години. Якщо навантаження триває довше, печінка здатна створювати нову глюкозу з (а) збережених амінокислот (з білків), (б) лактату (в результаті анаеробного згоряння) та (в) гліцерину (в результаті розпаду жирних кислот). Це нове утворення відоме як глюконеогенез (або слово “глюконеогенез”). Однак ці процеси відбуваються дуже повільно і в свою чергу потребують кисню [3,8].
Отже, якщо ви хочете виступати довго і дуже інтенсивно, вам слід почати споживати вуглеводи за 90 хвилин, щоб зберегти запаси глікогену.
Ви бачите, що м’яз використовує різні джерела енергії залежно від типу, інтенсивності та тривалості вашої фізичної активності. Знаючи енергетичний метаболізм м’язів, ви можете контролювати свій раціон і тренування, щоб оптимально забезпечити своє тіло поживними речовинами та досягти своїх спортивних цілей.
[1] Де Марес, Х. Фізіологія вправ. Sportverlag Strauss, Кельн, 9-е видання 2003 року.
[2] Фінк, Х.Х., Мікескі, А.Є. Спортивне харчування: практичне застосування. Джонс і Бартлетт Навчання, Берлінгтон, 4-е видання 2015 року.
[3] Jeukendrup, A., Gleeson, M. Спортивне харчування: вступ до виробництва та ефективності енергії. Кінетика людини, Стеннінглі, 2-е видання 2010 р.
[4] Кірш, К. Фізіологія вправ. Підручник з фізіології. Георг Тіме Верлаг, Штутгарт, 1994 рік.
[5] Лампрехт, М., Холасек, С., Конрад, М., Зеєбауер, В., Хіллер-Баумгартнер, Д. Підручник спортивного харчування: Науково обґрунтований збірник питань харчування у спорті. Clax Verlag, Грац, 1-е видання 2017 року.
[6] Нойман, Г., Пфюцнер, А., Бербалк, А. Оптимізоване тренування витривалості. Meyer & Meyer Verlag, Аахен, 6-е перероблене видання, 2011 рік
[7] Newsholme, E.A., Blomstrand, E., McAndrew, N. Біохімічні причини втоми. У: Шепард, Р.Дж., Астранд, П.О. Витривалість у спорті: публікація МОК у співпраці з FIMS. Deutscher Ärzte Verlag, Кельн, 1993.
[8] Рашка, К. та Руф, С. Спорт та харчування: науково обґрунтовані рекомендації та плани харчування для практики. Thieme Verlag, Штутгарт, 1-е видання 2012 р.
[9] Рост, Р. Підручник спортивної медицини. Deutscher Ärzte Verlag, Кельн, 2001.
[10] Щек, А. Вуглеводи в раціоні спортсмена на витривалість. Харчування Умшау 44 (12): 434-440, 2013.
[11] Вайнек, Дж. Оптимальне тренування: Основи фізіології продуктивності з особливим урахуванням тренувань для дітей та молоді. Шпітта Верлаг, Балінген, 16-е видання 2010 року.
[12] Widhalm, K. Харчова медицина. Deutscher Ärzte-Verlag, Кельн, 3-е перероблене видання, 2009 р.