Взаємозв’язок між їжею та енергетичним продуктом

Ця стаття по-особливому розглядає енергетичні речовини, що використовуються організмом в зусиллях, спосіб їх використання організмом, резерви, які створюються, зберігаються та їх енергетична ефективність. Він також підкреслює вплив обсягу та інтенсивності тренувань на вибір енергетичного субстрату, що використовується для виробництва енергії, необхідної для підтримки зусиль. Перше природне питання полягає в тому, звідки береться енергія, яка підтримує зусилля організму бігти?

Загалом, під час виборів людський організм виробляє механічну енергію, яка насправді є результатом трансформації хімічної енергії, що міститься в різних енергетичних субстратах (вуглеводи, білки та ліпіди) через внутрішню частину АТФ ( аденозинтрифосфорна кислота - єдине джерело енергії, яке м’язова клітина розпізнає і може використовувати як джерело енергії). Ефективність цього перетворення залежить від виду діяльності, яку виконує тіло, та середовища, в якому виконується дія. У випадку бігу енергоефективність становить близько 25%, а це означає, що людський організм у випадку бігу використовує лише чверть хімічної енергії, виробленої для просування, решта втрачається у вигляді тепла.

Одиницею виміру, яка кількісно визначає хімічну енергію їжі, є калорія або джоуль (одна калорія = 4,2 джоуля). Слід зазначити, що дуже складно безпосередньо виміряти хімічну енергію, що виробляється під час пробігу, але побічно дуже точну оцінку можна зробити, вимірявши кількість виділеного тепла. Під час бігу споживання енергії становить приблизно 1 ккал/кг/км, тож 70 кг людина витратить 70 ккал на пробіг 1 км. Чим важче спортсмен, тим більше енергії він споживатиме. Це співвідношення споживання - вага - відстань також має надзвичайно важливе значення, споживання енергії не залежить від швидкості подорожі, це залежить виключно від відстані. З точки зору споживання енергії, біг 1 год зі швидкістю 10 км/год - це те саме, що біг 30 км зі швидкістю 20 км/год.

Як показано вище, м’язова клітина використовує виключно АТФ як джерело енергії для досягнення м’язового скорочення. Запаси тіла надзвичайно низькі, так що організм людини під час зусиль постійно займається регенерацією запасу АТФ з метою продовження зусиль. Таким чином, вся діяльність з виробництва енергії, необхідної для підтримки бігу, зводиться до більш швидкого або повільного відновлення запасу АТФ шляхом перетворення субстратів (вуглеводів, ліпідів, білків) в молекули АТФ.

Енергетичні субстрати

Енергетичний субстрат - це речовина, яку організм використовує для отримання необхідної енергії. Енергетичні субстрати походять із сучасного раціону, перетвореного в процесі травлення на три категорії продуктів:

З точки зору молекулярної будови ми виділяємо два типи вуглеводів:

Прості вуглеводи, категорія, яка включає всі вуглеводи, молекулярна структура яких подібна до глюкозащо є еталонним вуглеводом для цієї категорії вуглеводів. Ця категорія включає більшість вуглеводів, назва яких має закінчення - озон, сахароза, фруктоза, лактоза і які надають яскраво виражений солодкий смак продуктам, що їх містять.
Складні вуглеводи, категорія, яка включає вуглеводи, молекулярна структура яких подібна до крохмальщо є еталонним вуглеводом для цієї категорії. Крохмаль міститься в зернових (пшениця, ячмінь, кукурудза, рис) та овочах та (горох, квасоля, сочевиця чи картопля)

З точки зору зберігання вуглеводів, після прийому їжі як прості, так і складні вуглеводи трансформуються (деградують) “людською рослиною” до стадії глюкоза, ключовий продукт в організмі, оскільки він є єдиним паливом для нейронів. Після прийому всередину та метаболізму продуктів із значним відсотком вуглеводів (вуглеводів) у складі рівень глюкози в крові досягне максимального рівня. Повертається регуляція глюкози в крові інсулін (гормон, який виконує роль регуляції рівня глюкози в крові. Надлишок цього гормону перетвориться на тригліцериди - основний компонент жиру)

У короткому аналізі ми спокушаємось думати, що лише прості вуглеводи, що швидко розкладаються, сприяють відкладенню жиру, звідси і фраза прості вуглеводи - швидкі вуглеводи, складні вуглеводи - повільні вуглеводи, які ми часто зустрічаємо у звичайній лексиці. З цієї причини класифікація вуглеводів повинна проводитися відповідно до глікемічного індексу (GI - індекс, що вимірює максимальне значення глікемії відповідно до часу, що минув після прийому, їжа розміщується за шкалою від 0, води, до 100, глюкози. дві крайні сирі, необроблені страви розподіляються в порядку зменшення)

Однак все не так просто, щоб правильно оцінити, що таке вміст глюкози в продукті, ви повинні взяти до уваги як кількість вуглеводів (зазначених на етикетці поживності якого продукту на ринку), так і глікемічний індекс продукту, простий розрахунок, отримання набагато більш реального значення того, що означає вміст вуглеводів у даному продукті (глікемічне навантаження) І ось чому, давайте візьмемо приклад,

кавун має IG = 72 і містить 5гр вуглеводів на 100гр продукту, в цьому випадку глікемічне навантаження становитиме 72х5/100 = 3.6
сухе печиво має I/G/= 55 і містить 75гр вуглеводів на 100гр продукту, в цьому випадку глікемічне навантаження становить 55х75/100 = 41

Щоб кількісно зрівняти два продукти у наведеному вище прикладі, нам слід з’їсти 1,1 кг кавуна, щоб мати однакове глікемічне навантаження зі 100 гр печива.

Як висновок, чим менша глікемічна навантаження їжі, тим більша тенденція організму до її зберігання у вигляді глікогену, а не у формі тригліцеридів (жиру).

Що стосується запасів глікогену та їх використання в зусиллях:

глікоген являє собою ланцюг молекул глюкози, що зберігається в м’язах і печінці. Печінка має запас близько 100 грамів глікогену, а м’язи - близько 300-400 грам глікогену. Ці значення відповідають сидячій людині, для спортсменів ці значення можуть подвоїтися.

Під час зусилля глікоген розщеплюється на молекули глюкози в процесі гліколізу (етимологічно гліколіз означає розпад, розпад), який використовується для ресинтезу АТФ, необхідного для скорочення м’язових волокон. Схематично явище має наступну послідовність: на першій фазі навантаження скорочення м’язів виконується з використанням глікогену, що зберігається в потрібному м’язі, якщо зусилля тривають із однаковими параметрами інтенсивності, організм буде використовувати запаси глікогену в печінки, погіршить їх до рівня глюкози і транспортуватиме до м’язів. Знаючи, що 1 г глюкози виділяє кількість енергії, що дорівнює 4 Ккал, загальні запаси (м’язи 400 гр, печінка 100 гр) досить обмежені (приблизно 1600 - 2000 Ккал.) У таких ситуаціях лише глікоген має обмежену здатність підтримка довгострокових зусиль

Приклад, у випадку спортсмена 70 кг, енергія, необхідна для бігу в марафонській гонці, розраховується як 70 кг (вага бігуна x 42 (км для бігу) = близько 3000 ккал (згідно з правилом, яке вже було зазначено, що споживання енергії становить 1 ккал/кг тіла/Km) енергія, яку, як ми бачили вище, організм не має можливості забезпечити, використовуючи в якості субстрату, за винятком глікогену. Глікоген є переважним паливом у випадку бігу високої інтенсивності або у випадку зміни ритму, характерного для більш тривалих пробіжок, оскільки час реакція на вимоги виробництва коротка, а ступінь деградації дуже висока.

Пам’ятайте, з великим залученням до тренувань - глікоген є єдиним паливом, здатним задовольнити швидке зростання енергетичних потреб. Отже, метою тренувань є збереження запасів глікогену в організмі спортсмена, які, як ми вже бачили, обмежені. Що станеться, якщо глікоген вичерпається? Добре ми побачимо далі, яке рішення приймає тіло, щоб впоратися із зусиллями.

Найважливіший енергетичний субстрат з точки зору кількості енергії, яку він може забезпечити організму. Що стосується походження, ліпіди можуть бути тваринного походження (жирне м’ясо, риба, масло, молочне) та рослинного походження (олії всіх видів, олійні рослини). Майже всі поглинені ліпіди знаходяться у формі тригліцеридів (три молекули вільних жирних кислот, приєднаних до однієї молекули гліцерину) і зберігаються в жировій тканині.

Вживання ліпідів під час фізичних вправ.

Під час зусилля ліполіз тригліцеридів (розпад трьох молекул жирних кислот молекулою гліцерину) дозволяє вільним жирним кислотам потрапляти в кров і таким чином досягати м’язової клітини, де вони будуть окислюватися в мітохондріях (клітинна електростанція). Енергоефективність ліпідів набагато вища, ніж вуглеводів, 1 г ліпідів забезпечує 9 Ккал (порівняно з 4 Ккал, що забезпечується 1 г вуглеводів). Крім вуглеводів, організм має набагато більший запас, ніж вуглеводів, це становить близько 15 і 25% маси тіла, що теоретично дає запас близько 100 000 Ккал (порівняно з 1600 - 2000 Ккал, як можуть забезпечити вуглеводи)

При поверхневому аналізі можна вважати, що ліпіди є ідеальним паливом для енергетичної підтримки фізичних зусиль, але все не зовсім так. З точки зору енергоефективності (9 ккал/гр для ліпідів порівняно з 4 ккал/гр для вуглеводів) і особливо з точки зору запасів, що зберігаються організмом, звичайно, ліпіди є ідеальним паливом, але мають основний недолік, який обмежує їх використання як джерела енергії, їх деградація відбувається лише в присутності O2, стан, який значно уповільнює процес подачі енергії, необхідної для зусиль. Отже, швидкість деградації ліпідів набагато повільніша, ніж вуглеводів, і в результаті вивільнення енергії стає набагато повільнішим. Це пояснює, чому участь ліпідів як джерела енергії зменшується із збільшенням інтенсивності бігу. У той же час слід підкреслити, що розподіл енергетичних субстратів, у разі безперервного пробігу 30 ', не є ідентичним такому у випадку тренування з інтервалами 3x10' при однакових швидкостях. Постійне розрідження потребуватиме набагато більшої підтримки ліпідів, ніж інтервальний біг, ця ситуація пов’язана з більшим часом руху ліпідного субстрату.

Вплив тренування на використання ліпідного субстрату.

Тренування з низькою інтенсивністю дозволяють переважно використовувати запаси жиру, тим самим зберігаючи запаси глікогену. Навпаки, якщо тренування проводиться виключно на низькій інтенсивності, бігун з часом втратить здатність швидко бігати (це досить поширене у випадку бігунів, які віддають перевагу тренуванню, тривалих бігів з інтенсивністю 65-75% VMA в за рахунок навчання, "порога", тренінгу для розвитку VMA або фрагментованого тренінгу з інтенсивністю від 85 до 120% VMA)

3. Білки

Білки - це енергетичний субстрат, який людський організм використовує лише в екстремальних ситуаціях, коли інші два субстрати вичерпуються або їх використання блокується. Білки в основному тваринного походження, вони містяться в м'ясі, яйцях, молочних продуктах, а також в овочах, грибах, наприклад. У звичайному харчуванні білки забезпечують приблизно 10-15% споживання енергії, але їх основна роль полягає у побудові та відновленні клітин м’язової тканини, а не як джерела енергії для організму.

Під час зусиль білки можуть представляти споживання енергії близько 10%, але це лише в тому випадку, якщо інші енергетичні опори вичерпані, дуже рідкісна ситуація, і це лише при дуже тривалих зусиллях. Слід зазначити, що у спорті роль білкового субстрату полягає в підтримці м’язової системи, а не пального. Що стосується енергетичної ефективності, білки мають значення, подібне до значення вуглеводів, 1 г білка забезпечує 4 ккал.