Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТAН САМАРКАНДСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ А. НАВОИЙ

ФАКУЛЪТЕТА ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЪТУРЫ

УДК 796.01:612

Выпускная бакалаврская работа

на тему:“ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И ЭРГОГЕНИЧЕСКОЙ ДИЕТЕТИКИ В СПОРТЕ”

ДЖАББАРОВ. Б.К

САМАРКАНД -2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ДАННЫХ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Принципы и особенности базового питания спортсменов

1.2 Эргогеническая диететика в процессе подготовки спортсменов

1.3 Энергетический обмен

1.4 Потребление кислорода и кислородный долг

1.5 Основной обмен

1.6 Добавочный расход энергии

1.7 Коэффициент полезного действия

ГЛАВА 2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Ресинтез АТФ при мышечной работе

2.2 “Кислородн?й каскад'' и эффективность транспорта кислорода к работающим мышцам

ВВЕДЕНИЕ

а) Актуалъностъ изучаемого вопроса:

Резервы основных метаболитов, воды и кислорода в организме человека весьма ограниченны , поэтому для поддержания высокого уровня работоспособности , требуемой скорости и объема адаптационных изменений в процессе тренировки необходимо постоянно восполнят метаболические резервы по мере их расходования . Решение этой задачи достигается в процессе питания , обеспечивающего поступление в организм извне всех необходимых веществ для нормального протекания метаболических реакций составляющих основу больщенство жизненных функций , процессов роста и здоровья человека (5.19)

У спортсменов потребности в основних пищевых веществах (нутриентах ) заметно отличаются от потребностей в этих веществах лиц , не занимающихся физическими упражнениями и спортом. Это связанно прежде всего с тем , что энергетические затраты при занятиях большинством видов спорта превышают затраты энергии у лиц , ведущих умеренно активный образ жизни , в 3-6 раз . Размеры суточных затрат энергии у лиц , не занимающихся спортом , варьируют в пределах от 1500 до 3000 ккал , в то время как у спортсменов в дни напряженных тренировок и соревнований они , как правило достигают 5000-6000 ккал , а в некоторых случаях (турнирные игры , лыжные гонки , марафонский бег и.т.п.) превышают 10 000 - 11 000 ккал сутки. Естественно , что такие высокие затраты энергии должны быт обеспечены необходимым составом и количеством потребляемых пищевых продуктов а так же особым построением режима специализированного питания спортсменов

Основная проблема в питании спортсменов заключается в том , что при традиционных режимах приема пищи (завтрак , обед , полдник , ужин) потребить необходимое количество продуктов питания для покрытия суточного расхода энергии в дни напряженных тренировок и соревнований не представляется возможным. Поэтому довольна часто спортсмены испытывают дефицит отдельных нутриентов, затруднения в осуществлении отдельных видов энергетических превращений или в увеличении общего уровня энергопродукции. В Этих случаях возникает повышенный риск развития утомления при работе и снижения резистетности организма к воздействию организма

б) Научно- теоритическое значеное работы:

Иследования вопросов энергетического обмена у спортсменов по прежному представляют огромный интерес , так как этот вопрос считается фундаментальной основой всей системы подготовки и предподготовки будущего спортсмена. Исходя из этого, необходимо особо отметить биоенергетику клеточного метоболизма, ее оссобенности в системе физических упражненый, тренировки и энергетической адаптации организма спортсменов в процессе спортивного отбора.

Оссобое место в этих процессах с учотом эргогеническим реакции, такие как обмен углеводов, жиров, белков и микроэлементов, которые считаются энергозаменшаюшими компонентами в организме.

По этом причинам цитогенические процессы, совещающие в организме в организме человека при воздействии физических нагрузок зависит от возраста, пола специализации спортсмена и его физических возможности нормы питания, которые по прежному вызивает большой интерес иследователей.

В спортивной диетологии принято выделять две основным направления:

в) цель и задачи исследования :

Целью настоящим работы является изучение физиологических основ рационального питания и эргогенической диететики в спорте. Исходя из этого в задачу наших наблюдений входят разработка следующих вопросов:

1- Выявить общие принципы и особенности базового питания у спортсменов;

2- Изучить эргогеническую диететику в процессе подготовки спортсменов;

3- Определить методы определения расхода энергии;

4- Выявить потребления кислорода и кислородного долга;

5- Определить энергетическое обеспечения организма при мышечной работе.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ДАННЫХ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Принципы и особенности базового питания спортсменов

Назначение базового питания спортсменов заключается в том, чтобы удовлетворить потребности организма в основных нутриентах, восполнить энергетические затраты в дни напряженных тренировок и соревнований и обеспечить восстановление после перенесенных нагрузок. Базовое питание спортсменов должно строиться с соблюдением некоторых основных принципов, к которым следует отнести требование адекватности, полноценности, сбалансированности, насыщенности индивидуализации в потреблении пищевых продуктов. [11,17,23].

а). Согласно принципу адекватности количественный и качественный составы продуктов питания должны соответствовать особенностям жизненного уклада и специфике применяемых при подготовке спортсмена тренировочных и соревновательных нагрузок. С учетом этого требования к питанию спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах упражнений, будут заметно отличаться от требований к питанию спортсменов, специализирующихся в упражнениях, требующих значительного проявления выносливости. В организации базового питания для спортсменов в скоростносиловых видах спорта основной акцент делается на потреблении продуктов с высоким содержанием белка и незаменимых аминокислот, в то время как для спортсменов, повышающих выносливость, более важно потребление продуктов, богатых углеводами, витаминами и минералами.

б). Принцип полноценности базового питания спортсменов предполагает наличие в потребляемых продуктах всех основных нутриентов в достаточных количествах для поддержания высокого уровня обмена веществ в организме.

Как уже отмечалось, выполнение спортивных упражнений связано со значительными расходами энергии, поэтому рацион базового питания спортсменов должен включать в себя все необходимые вещества, служащие источниками энергии в организме и обеспечивающие протекание биоэнергетических процессов во время мышечной работы с высокой скоростью.

Прежде всего это относится к углеводам, содержание которых в пищевом рационе спортсменов составляет обычно 60-70% от общего количества энергии, поставляемой в организме с пищей. Суточное потребление углеводов с пищей должно составлять от 500 до 1000 г (в среднем около 10 г на 1 кг веса тела). В этой суточной дозе должны быть представлены как простые сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза), так и сложные полимерные формы углеводов (крахмал, клетчатка). Их соотношение в потребляемых пищевых продуктах изменяется в зависимости от характера предстоящей мышечной работы. В пище принимаемой перед выполнением интенсивной, но относительно кратковременной работы, должны быть в большей степени представлены простые сахара (глюкоза, фруктоза) в легкоусвояемой форме (фруктовые соки, напитки, желе). В пищевом рационе, предшествующем выполнению длительной работы переменной или умеренной интенсивности, наряду с простыми сахарами должны быть также и сложные полимерные формы углеводов. Введение углеводных продуктов при приеме пищи не может рассматриваться как лучший способ удовлетворения потребностей организма в углеводах. Разовое употребление большого количества углеводов создает высокую «сахарную» нагрузку на поджелудочную железу, где вырабатывается инсулин, необходимый для усвоения углеводов в тканях. При этом большая часть углеводов, поступающих в организм в процессе пищеварения направляется на создание внутриклеточных запасов углеводов в форме гликогена, а часть, из-за их высокой концентрации в крови, выводится из организма через почки. При такой ситуации, если мышечная нагрузка будет приходиться на период времени, далеко отстоящий от приема пищи (через 3-4 ч), наиболее «нагружаемые» органы и ткани могут испытывать относительную гипогликемию (снижение концентрации сахара) из-за невозможности быстрой мобилизации углеводов из внутриклеточных депо. Поэтому спортсменам, выполняющим интенсивные тренировочные и соревновательные нагрузки, рекомендуется наряду с приемом углеводов за завтраком, обедом и ужином распределять большую часть их суточной дозы на промежуточные приемы пиши в виде фруктов и фруктовых соков, специально приготовленных углеводных напитков, чая, кофе, шоколада, печенья и т.п.

Второй по значимости источник энергии в организме - это жиры. На их долю приходится от 20 до 30% общего количества потребляемой энергии. Жиры используются не только как субстрат энергетических превращений - они являются необходимым элементом при построении клеточных мембран, а также некоторых гормонов и ферментов, катализирующих ключевые реакции обмена веществ в организме. Жиры состоят из глицерина и жирных кислот. При мобилизации их из внутриклеточных жировых депо (процесс липолиза) они расщепляются на составные части. Глицерин обменивается по пути превращения углеводов, образующиеся жирные кислоты подвергаются окислению в митохондриях клеток, куда они переносятся при посредстве карнитина. Жирные кислоты, входящие в состав молекул жиров, различаются по насыщенности внутримолекулярных связей. Жиры животного происхождения отличаются высоким содержанием насыщенных жирных кислот и используются в основном для энергетических целей. Растительные жиры в большом количестве содержат непредельные жирные кислоты, которые используются для построения клеточных мембран и выполнения каталитических функций. В пище, потребляемой спортсменам, должны в большом количестве содержаться непредельные жирные кислоты, легко включаемые в процессы «рабочего» обмена веществ и необходимые для поддержания структурной целостности клеточных мембран. На долю насыщенных жирных кислот приходится обычно не более 10% общего количества калорий, получаемых от сгорания жиров в организме. Использование жиров как энергетического материала особенно важно в тех видах спорта, где предельная длительность выполняемых упражнений превышает 1,5 ч (велосипедные и лыжные гонки, бег на сверхдлинные дистанции, длительные пешие переходы, восхождения на горы и т.п.), а также в условиях низкой температуры окружающей среды, когда жиры используются в целях терморегуляции. Следует, однако, учитывать, что для полноценного использования жиров в качестве энергетического материала в тканях должно поддерживаться высокое напряжение кислорода. Любые нарушения адекватного снабжения тканей кислородом приводят к накоплению недоокисленных продуктов жирового обмена клеточных тел, с которым связано развитие хронического утомления при длительной работе. Пища спортсменов должна содержать необходимое количество легкоусвояемых жиров молочного и растительного происхождения, в ней должны содержаться незаменимые жирные кислоты - линолевая и линоленовая. Удовлетворить потребность жирах вполне возможно, употребляя натуральные продукты. Однако в питании спортсменов часто применяются специальные пищевые смеси, содержащие легкоусвояемые жиры растительного и животного происхождения, а также жирные кислоты и активаторы жирового обмена в тканях. [3,6,8,11,16,19].

На долю белков в пищевом рационе спортсменов обычно приходится не более 10-15% энергии, получаемой из пиши. Но основное назначение белков не сводится к удовлетворению энергетических потребностей. Белки - это основной строительный материал нашего организма, необходимый для роста и поддержания структурной целостности активно функционирующих органов и тканей. Белки также необходимы для построения пищеварительных ферментов, они участвуют в образовании антител в системе иммунной защиты организма. Белки - это полимерные соединения, состоящие из аминокислот. 24 аминокислоты, из которых построены белки нашего организма, делятся на две группы: заменимые и незаменимые аминокислоты. С пищей организм спортсменов должен получать весь набор незаменимых аминокислот, так как их недостаточность приводит к ослаблению функций организма и развитию болезненных состояний. Чтобы обеспечить поступление аминокислот в необходимых количествах и оптимальных соотношениях, пища должны быть разнообразной и содержать белки как животного, так и растительного происхождения. Суточная потребность в белках у спортсменов составляет около 1,5 г белка на 1 кг веса тела. Однако следует отметить, что из-за различий в метаболической активности и функциях отдельных аминокислот обеспечить их оптимальное соотношение в пище бывает затруднительно. Кроме того, само по себе содержание какой-либо аминокислоты в пище еще не означает, что после процесса пищеварения, всасывания у усвоения в тканях достигаемая концентрация этой аминокислоты будет достаточной для удовлетворения метаболических потребностей организма. В силу этих причин в питании спортсменов и лиц тяжелого физического труда широко применяются различные аминокислотные препараты и смеси, в которых соблюдены оптимальные соотношения всех необходимых аминокислот.

Для спортсменов использование в рационе повседневного питания аминокислотных смесей особенно важно потому, что образование специфических структурных и ферментных белков обуславливает достигаемый тренировочный эффект нагрузки, что напрямую связано с приростом показателей спортивной работоспособности. Усиление белкового синтеза в период отдыха после завершенной мышечной работы связано с активацией соответствующих генов за счет действия специфических активаторов (анаболизаторов), образующихся в процессе «рабочего» обмена веществ. В качестве таких активаторов действуют отдельные аминокислоты и пептиды, образующиеся при распаде функционирующих белков, продукты внутриклеточного энергетического обмена - аденозинмонофосфорная и инозиновая кислоты, свободный креатин, а также гормоны стероидной природы (тестостерон, гормон роста и т.п.). при отсутствии стимуляции генной активности со стороны анаболизаторов трудно добиться существенного увеличения синтеза белков и закрепления вызванного нагрузкой тренировочного эффекта. [20,23].

Исходя из этих фактов, можно утверждать, что для повышения эффективности тренировки и питании спортсменов должны быть использованы разнообразные белковые продукты как растительного, так и животного происхождения, а также специально подобранные аминокислотные смеси вместе с анаболическими активаторами негормональной природы.

Наряду с основными нутриентами - углеводами, жирами и белками в питании спортсменов необходимо предусмотреть своевременное и достаточное восполнение потребности в витаминах и микроэлементах, которые используются в активных ферментных комплексах и обеспечивают поддержание активных свойств биологических мембран. У спортсменов из-за значительного усиления обмена веществ при физических нагрузках потребность в витаминах и микроэлементах также увеличена. В табл. 1 указана потребность в основных витаминах для представителей скоростно-силовых видов спорта и видов спорта со значительным проявлением выносливости.

Таблица 1 Потребность в основных витаминах у представителей различных видов спорта (в мг)

Основным источником витаминов и микроэлементов служат свежие овощи и фрукты. Особенно полезны для спортсменов свежеприготовленные соки. Существует большое количество рецептов приготовления соковых смесей, необходимых для удовлетворения потребности в витаминах и микроэлементах. Особый интерес в этом отношении представляет также введение в рацион питания спортсменов специальных продуктов растительного и животного происхождения, получивших название адаптогенов. Эти пищевые добавки существенно улучшают функции иммунной зашиты организма и расширяют пределы адаптационных возможностей спортсмена.

в). Принцип сбалансированности в базовом питании спортсменов означает, что содержание основных нутриентов и их структурных компонентов в потребляемых продуктах питания должно находиться в строго определенных соотношениях. Эффективные дозы для отдельных нутриентов определяются на основе зависимости «доза - эффект » (рис. 1). Однако оптимальная доза данного нутриента, обычно обозначаемая как норма, и сам характер кривой зависимости «доза - эффект» могут заметно изменяться в присутствии иного нутриента. Так, например, увеличение дозы витамина С в продуктах базового питания спортсменов неизбежно требует увеличения потребления витаминов В6,В12, цинка, фолиевой кислоты и холина. [2,4,5,16,24,25].

Выделенная на графике область оптимальной дозы на графике область оптимальной дозы потребляемых нутриентов соответсвует физиологической норме. Снижение потребления нутриентов в области субмаксималной дозы ведет к снижению функциональной активности. Области предельной констраций нутриентов характерны для ситуаций с повышенным риском развития патолагических состояний (сильноеистощение или отравленние высоками дозамы нутриента). Вне этой области развываются состояния, близкие к потере жизнеспособности.

Рис.1. Зависимость уровня функциональной активности от количества потребляемых нутриентов.

Количестао потребляемых нутриентов

Нутриенты- состовные элементы пищи, основные из которых - углеводы, жиры, белки, витамины и микроэлементы.

Установление оптимальных доз каждого ингредиента в суточном рационе спортсмена с учетом их множественных взаимодействий требует проведения очень трудоемких и длительных исследований. Из-за отсутствия точных данных с сбалансированном употреблении большинства нутриентов в практике спортивного питания приходится обращаться к рекомендуемым нормам потребления основных продуктов питания. Эти нормы устанавливаются на основе согласованного мнения ведущих специалистов с учетом имеющихся результатов экспериментальных исследований, и они регулярно пересматриваются по мере накопления новых знаний. Рекомендуемые нормы потребления незаменимых аминокислот в базовом питании спортсменов приведены в табл. 2.

Отклонение от рекомендуемых норм в организации базового питания спортсменов приводит к нарушению физиологических функций и снижению работоспособности. Эта ситуация отмечается как в случае развития дефицитных состояний, так и при употреблении мега-доз в отношении отдельных нутриентов. Например, превышение количества витаминов А и К, а также селениума и хрома и железа всего в 5-6 раз может привести к возникновению функциональных состояний, характерных для токсических воздействий. При обнаруживающемся дефиците витамина Е понижается содержание цинка в организме, поскольку оба эти нутриента используются как антиоксиданты, которые гасят перекисное окисление липидов. При дефиците витамина Е большие количества цинка метаболизируются в процессе антиоксидантной защиты, чтобы купировать недостачу данного витамина.

Таблица 2. Рекомендуемые норы потребления незаменимых аминокислот в базовом питании спортсменов.

При выборе оптимальных доз для отдельных нутриентов следует также учитывать возможность появления множественных цепочных взаимодействий. Так дефицит витамина В2 нарушает метаболизм витамина В12, который в свою очередь, ведет к нарушению метаболизма фолиевой кислоты. Нарушения в обмене фолиевой кислоты сопровождаются нарушениями в метаболизме витамина С, в результате чего ухудшается абсорбция железа в организме. Снижение абсорбции железа приводит к усилению абсорбции меди, при этом нарушается обмен цинка в организме. Такая ситуация типична при поиске и разработке сбалансированных рационов базового питания.

г). Принцип насыщенности означает, что в продуктах базового питания спортсменов должны присутствовать в достаточных количествах все незаменимые (эссенциальные) нутриенты. Этот принцип на практике реализуется в основном применением БАПД.

д). при организации базового питания спортсменов необходимо учитывать биохимическую индивидуальность человека. Все мы в силу генетической предрасположенности в строении и функциях нашего тела, а главное в силу характера и скорости происходящих в нашем организме метаболических реакций заметно различаемся в выборе продуктов питания. Для поддержания нормального обмена веществ каждый из нас должен потреблять продукты питания сообразно своему индивидуальному складу, привычкам и установившемуся образу жизни. Выбор спортивной специализации и характер применяемых физических нагрузок также сказываются на индивидуальном режиме питания. Экспериментально установлено, что индивидуальные различия в потреблении витамина С могут достигать у спортсменов 10-кратной величины. У многих спортсменов потребление витамина С в продуктах базового питания в количестве более 5000 мг еще не сопровождается экскрещией этого витамина с мочой, что свидетельствовало бы о насыщении им организма. В то же время у других спортсменов потребление 1000 мг витамина С уже сопровождается его выраженной экскрецией с мочой. Оптимальное построение базового питания спортсменов в соответствии с их биохимической индивидуальностью возможно только при постоянном контакте тренера и врача со специалистом по спортивной диетологии.

1.2 Эргогеническая диететика в процессе подготовки спортсменов

При оценке эргогенических эффектов от используемых диетических средств следует учитывать, на каких биоэнергетических свойствах более всего проявляются эти эффекты: носят ли они преимущественно алактатный анаэробный или гликолитический анаэробный характер, а также в каком параметре этих биоэнергетических свойств более всего выявляются эффекты диетарных воздействий: в параметрах мощности, емкости или эффективности анаэробного и аэробного преобразования энергии. Некоторые из нутриентов обладают узконаправленным воздействием: их эффекты проявляются преимущественно только в одном из перечисленных выше биоэнергетических свойств, в то время как другие нутриенты обладают множественным спектром эргогенического воздействия: их эффекты проявляются одновременно в нескольких биоэнергетических свойствах и параметрах. Так, например, применение гормонального препарата эритропоэтина в форме пищевых добавок сказывается прежде всего на параметрах аэробной способности организма и никоим образом не затрагивает сферы анаэробного обмена. В то же время введение в форме пищевых добавок креатина увеличивает алактатную анаэробную мощность и емкость, улучшает аэробную эффективность, а также увеличивает буферную емкость, т.е. способствует улучшению параметров гликолитической анаэробной способности.

Адаптационные изменения в организме, развивающиеся под влиянием применяемых тренировочных нагрузок и дополнительных эргогенических средств, различаются по присущим им темпоральным характеристикам. По характеру возбуждаемых в организме адаптационных перестроек тренировочные эффекты разделяются на срочные, отставленные и кумулятивные. В этом отношении все применяемые пищевые продукты эргогенического воздействия должны быть строго дифференцированы по их темпоральным характеристикам. Нутриенты, оказывающие выраженное влияние на срочный тренировочный эффект, как правило, не оказывают сколько-нибудь заметного действия в отношении отставленного и кумулятивного эффектов. И, напротив, нутриенты с выраженным кумулятивным воздействием, как правило, никак не проявляют себя в отношении срочной адаптации к физическим нагрузкам. Например, применение в пищевых добавках креатинфосфата и препаратов антигипоксического действия (типа олифена) проявляют свое эргогеническое действие только в показателях срочного тренировочного эффекта. Использование в качестве БАПД препаратов креатина и аминокислотных смесей более всего сказывается на кумулятивном тренировочном эффекте. Поэтому ожидать мгновенного действия этих препаратов на показатели мышечной силы и алактатной анаэробной мощности вряд ли оправданно, та как действие этих пищевых добавок обнаруживается только по прошествии достаточно длительного периода времени (обычно не менее 3-4 недель).

В зависимости от присущей им биохимической природы нутриенты с выраженным эргогеническим действием могут быть разделены на следующие группы:

- субстраты (основные нутриенты),

- активаторы и ингибиторы обмена веществ (витамины и микроэлементы),

- анаболизаторы (эндогенные и экзогенные),

- адаптогены (субстанции, повышающие адаптационные возможности организма),

- антиоксиданты и антигипоксанты.

В качестве субстратов (исходных продуктов для происходящих метаболических процессов), обладающих выраженными эргогеническими свойствами, обычно используются легкоусвояемые формы углеводов (глюкоза, фруктоза, мальтодекстрины), некоторые продукты жирового обмена (омега-3 жирные кислоты, триглецериды), отдельные аминокислоты и смеси аминокислот, а также предшественники в синтезе АТФ (инозин, денин) и креатинфосфата (креатинмоногидрат).

Одной из наиболее эффективных форм использования углеводов в эргогенических целях является метод углеводного насыщения. Практические приложения этого метода базируются на двух экспериментально установленных фактах:

1. Работоспособность человека в длительных упражнениях с высокой интенсивностью напрямую зависит от исходного содержания гликогена в работающим мышцах.

2. При обильном углеводном питании содержание гликогена в работающих мышцах после истощающих нагрузок не только восстанавливается до исходного уровня, но и в определенный период отдыха после работы значительно превышает этот уровень (феномен суперкомпенсации).

На основе этих экспериментальных фактов разработаны и апробированы в практике подготовки спортсменов высокой квалификации несколько различных вариантов процедуры углеводного насыщения. В классическом методе углеводного насыщения, предложенном шведскими физиологами (метод Остранда), за неделю до ответственных стартов, но не раньше чем за 3-4 дня до начала соревнований, спортсмен подвергается длительным «выжигающим» нагрузкам на фоне уменьшенного содержания углеводов в пище (не более 10% общих суточных затрат энергии), при котором происходит резкое понижение содержание гликогена в наиболее нагружаемых мышцах. За 3-4 дня до ответственного старта назначается диета с высоким содержанием жиров. При таком режиме питания накануне соревнований достигается выраженная суперкомпенсация содержания гликогена в работающих мышцах, что, как правило, сопровождается высокой работоспособностью в длительных упражнениях аэробного характера.

В другом варианте метода углеводного насыщения (метод Шерман-Костилля) за каждой «выжигающей» нагрузок следует период обильного углеводного питания (60-70% от суточных затрат энергии, или около 600 г углеводов за день). Объем «выжигающей» нагрузки постепенно уменьшается, пока не достигает нулевой накануне дня соревнований.

В описываемых вариантах метода углеводного насыщения не предусматривается проведение строго количественного контроля за ходом процесса восполнения внутримышечных гликогенных ресурсов во время проведения такой процедуры. Точное отслеживание быстро изменяющегося процесса обмена углеводов при физических нагрузках обеспечивает метод программированного углеводного насыщения, применяемый в клинических условиях с использованием специальной аппаратуры (аппарат «Биостатор», выполняющий функции искусственной поджелудочной железы). После перенесенной «выжигающей» нагрузки спортсмен помещается в клинику, глее путем артериальной и венозной катеризации его подключают к аппаратуру «Биостатор». Программа операций на этом аппарате предусматривает постоянный отбор проб крови для анализа содержания углеводов и определения концентрации основных гормонов, регулирующих углеводный обмен в организме (инсулина, адреналина, глюкагона). На основе результатов проводимых биохимических определений аппарат производит введение в кровь простых сахаров и необходимых количеств гормонов. Под таким направленным воздействием полное восстановление внутримышечных запасов гликогена происходит в течение 2-3 ч, т.е. в 3-6 раз быстрее, чем при естественном ходе процесса глюконеогенеза. Недостатком метода программированного углеводного насыщения является высокая стоимость аппаратурного и медицинского обеспечения, используемого в этих целях. [17,23].

Наряду с введением простых углеводов хороший эффект в отношении восполнения углеводных запасов организма оказывает также употребление в пищу полимерных форм углеводов: мальтодекстрина, полилактата, наряду с прямым воздействием на процессе глюкогеогенеза оказывает также эргогенический эффект из-за своих буферных свойств путем связывания свободных ионов водорода и стабилизации pH в жидкостных средах организма при работе.

К продуктам углеводной природы, обладающим эргогеническими свойствами, следует отнести и трехатомный спирт - глицерин. Веление глицерина в состав спортивных напитков уменьшает потери воды при выполнении интенсивных упражнений и предотвращает дегидратацию организма, приводящую к резкому падению работоспособности.

Эргогенический эффект от повышенного (до 60-80% от суточных затрат энергии) употребления жиров (омега-3 жирные кислоты, триглицериды) более всего проявляется при выполнении длительных упражнений аэробного характера и частного в силовых упражнениях с преодолением значительного веса. Диета с высоким содержанием жиров (от 25 до 45 г), применяемая за 1-4 ч до страта на соревнованиях, способствует большему использованию жиров и более экономному расходованию углеводов во время нагрузки. Усиленному окислению жиров, так же, как и аминокислот с разветвленной цепью, способствует предварительное введение L картинина (в дозе 2-5 г), участвующего в транспорте жирных кислот через митохондриальную мембрану. Увеличению мобилизации жирных кислот из жировых депо при выполнении напряженной мышечной работы способствует употребление в пищевых продуктах кофеина в дозе от 3 до 15 мг на 1 кг веса тела (в чашке кофе содержится 100-150 мг кофеина, чашке чая - от 20 до 50 мг, в стакане напитка кока-кола - 35-55мг). Следует учитывать, что (по определению МОК) употребление кофеина в больших количествах (больше 800 мг) рассматривается как допинг.

Эргогенические эффекты от употребления в процессе питания спортсменов повышенных количеств белковых продуктов (более 1,5 г на 1 кг веса тела) лишь в малой степени объясняются участием белков в эргогеническом обмене, а в большей мере - с участием белков и аминокислот в анаболическом обмене, связанном с обновлением белковых структур тела, увеличением мышечной массы, повышением силы и мощности.

Как известно, во время усиленной мышечной работы происходит распад активно функционирующих белковых структур. Продукты белкового метаболизма (отдельные аминокислоты, пептиды, пептоны) так же, как и некоторые продукты энергетического обмена (АМФ, аденин, инозин, креатин и т.п), образующиеся во время мышечной работы, выступают в роли эндогенных анаболизаторов, инициирующих генную активность и приводящих к ускорению процессов протеиносинтеза. Поэтому в период отдыха после завершения работы происходит усиление синтеза тех белков, которые в наибольшей степени нагружались при работе. Такое усиление анаболических процессов, стимулированное работой, составляет биохимическую основу формирующегося тренировочного эффекта нагрузки. Для того чтобы применяемые физические нагрузки способствовали приросту спортивных результатов и стимулировали развитие адаптационных изменений в организме спортсменов, в соответствии с этими нагрузками должны употребляться анаболические стимуляторы и легкоусвояемые белковые продукты, содержащие все незаменимые аминокислоты. Решить эту задачу только посредством употребления рыночных продуктов практически не представляется возможным: для этого пришлось бы ежедневно потреблять до 6-7 кг свежего парного мяса. Проще и , безусловно, более эффективно можно разрешить эту проблему применением специальных пищевых добавок, содержащих в концентрированном виде смесь необходимых аминокислот и эндогенных анаболизаторов, например креатина. Пищевая промышленность разных стран предлагает для спортсменов широкий ассортимент специальных пищевых добавок и аминокислотных смесей. Их регулярное употребление в процессе тренировок и соревнований обеспечивает организм спортсменов всеми необходимыми пищевыми компонентами и потенцирует тренировочный эффект нагрузок [24].

Весьма похожая ситуация в специализированном питании спортсменов наблюдается и в отношении применения повышенных доз витаминов и микроэлементов. Потребность в этих нутриентах у спортсменов, как уже отмечалось ранее, заметно отличается от потребности в них у лиц, не занимающихся спортом. Удовлетворение потребности в этих пищевых компонентах за счет рыночных связано с необходимостью закупок в больших количествах широкого ассортимента овощей, зелени и фруктов при отсутствии возможности строго проконтролировать содержание витаминов и микроэлементов в этих продуктах. Естественным выходом из создавшейся ситуации будет употребление витаминов и микроэлементов в форме БАПД.

Для достижения выраженного эргогенического эффекта от употребления витаминов необходимо соблюдать их определенное соотношение в БАПД, избегая отрицательного взаимодействия витаминов группы А (жирорастворимых) и витаминов группы В (водорастворимых). Витамины из последней упомянутой группы, в основном стимулирующие анаболические превращения в организме, целесообразнее будет употреблять перед отходом ко сну. Как показывает опыт применения витаминных добавок в питании спортсменов, наиболее выраженных эргогенических эффект обычно достигается при употреблении препаратов витамина С, обладающего высокими антиокислительными свойствами, и витамина Е (токоферола), действующего в качестве модулятора аминооксидантной и иммунологической защиты организма. Эффективные дозы для достижения выраженного эргогенического эффекта от употребления этих витаминов составляют от 0,5 до 2,0 г в день для витамина С и до 400 мг в день, или около 1200-1600 IU, для витамина Е.

Весьма эффективным для достижения эргогенического эффекта является применение в составе БАПД препаратов адаптогенного действия. Основным источником адаптогенов служат природные материалы, получаемые от животных и растений, обитающих в таежных лесах, на высокогорных лугах и в глубинах восточных морей. К продуктам с адаптогенными свойствами относят экстракты и сухие женьшеня, аралии манчжурской, радиолы розовой, элеутерококка, пантов марала и северного оленя и т.п. введение адаптогенов в состав продуктов специализированного питания спортсменов заметно улучшает их физическую работоспособность и ускоряет протекание восстановленных процессов после перенесенных нагрузок.

1.3 Энергетический обмен

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Живые организмы потребляют из окружающей среды энергию, преобразуют одну форму энергии в другую, а затем возвращают в среду эквивалентное количество энергии в форме, наименее пригодной для них. Энергия, возвращаемая клеткой в окружающую среду, обычно выделяется в форме тепла, которое является окончательным результатом всех превращений энергии в механическую, а также возникает в результате трения. Часть механической энергии также превращается в тепло.

а) Энергетический баланс организма

Энергия затрачиваемая при выполнении актов жизнедеятельности, - результат расщепления аденозинтрифосфата (АТФ) и превращения химической энергии этого соединения в какую-либо другую форму энергии (механическую, тепловую, электрическую, осмотическую). Ограниченное количество этого вещества в клетках организма делает необходимым ресинтез АТФ по мере его расходования. Для ресинтеза АТФ должно расщепляться какое-либо другое богатое энергией вещество и освобождать необходимую энергию.

Чем интенсивнее деятельность клеток, тем больше необходимо тратить и ресинтезировать АТФ. Ресинтез АТФ осуществляется либо анаэробно, т.е. без участия кислорода, либо аэробно, т.е. за счет окислительных процессов. Энергия, освобождаемая в окислительных процессах, находит применение непосредственно для ресинтеза АТФ, а также для ресинтеза креатинфосфата и гликогена, расщепленных при анаэробном ресинтезе АТФ. Для этого нужны энергетические затраты в эквивалентных количествах с теми, которые освобождались в анаэробных процессах. Таким образом, все энергетические процессы в конечном счете находят выражение в количестве энергии, освобождаемой в окислительных процессах. Общий запрос всех тканей тела в кислороде составляет кислородный запрос организма, характеризирующий общую интенсивность его жизнедеятельности. Удовлетворение кислородного запроса требует снабжения тканей кислородом а также субстратами окисления (глюкозой, гликогеном, свободными жирными кислотами, глицерином и безазотистыми остатками аминокислот). Соотношение количества энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом. При избыточном питании, превышающем действительные расходы энергии, происходит накопление энергетических запасов (в основном - увеличение массы жировой ткани). В условиях недостаточного питания запасы жира, а также углеводов уменьшаются, человек теряет в весе.

б) Методы определения расхода энергии.

Для определения энергетических затрат можно использовать три способа: 1) расчет уменьшения энергетических ресурсов организма; 2) определение величины кислородного запроса; 3) измерение продукции тепла.

Точное определение первого параметра - уменьшения энергетических ресурсов - очень осложнено и почти невозможно у людей. Современные методы взятия проб из тканей (биопсия) позволяют установить изменения количества богатых энергией веществ и мышцах и в редких случаях - в печени, но всего этого недостаточно, чтобы точно определить общий расход энергии всего организма. Изменение такого большого резервуара энергии, как жировая ткань, можно установить только в течение нескольких дней и недель. Практически остаются два основных метода определения расхода энергии - по кислородному запросу или по продукции тепла. [4,11,24].

в) Прямая калориметрия

Метод определения расхода энергии по измерению продукции тепла называется «прямой калориметрией». Она производится в специальных герметически закрытых калориметрических камерах (рис. 11.13). камера термически изолирована от внешней среды. В ней находится радиаторы, через которые с постоянной скоростью течет вода. Температура воды определяется при ее входе в камеру, а также при выходе из нее. Тепло, выделяемое человеком или животным, находящимся в камере, нагревает эту воду. Зная количество воды, протекающей через камеру, и степень ее нагревания, можно определить количество энергии, отдаваемой теплом человека. Установки для прямой калориметрии доведены до большой точности. Недостатком метода является то, что его можно использовать только в лабораторных условиях и при ограниченном количестве видов деятельности. Кроме того, для получения достоверных данных период исследования должен длиться несколько часов. Поэтому данный метод не позволяет вести динамическое изучение энергетических затрат за менее продолжительные отрезки времени.

г) Непрямая калориметрия

Непрямая, или респираторная, калориметрия основана на определении расхода энергии по кислородному запросу. Исходным моментом этого метода является тот факт, что каждому израсходованному литру О2 соответствует эквивалентное количество освобождаемой энергии. Оно определяется величиной калорического эквивалента кислорода (КЕК). Калорическим эквивалентом кислорода называется количество энергии, освобождаемое при использовании 1 л кислорода для полного окисления какого-либо субстрата. Он зависит окисляемого субстрата (табл. 3).

Таким образом, для оценки энергетических расходов по потреблению О2 необходимо определить, что используется в окисленных процессах в качестве субстратов. В подавляющем большинстве случаев субстратами окисления служат углеводы и жиры в определенном соотношении. Доля белков в энергетическом балансе - около 5-12% , но и в этом случае окисляется безазотный остаток аминокислот или он предварительно превращается в глюкозу. Соотношение между используемыми в процессе окисления углеводами и жирами оценивается по дыхательному коэффициенту (ДК). ДК - это отношение объема выделяемой углекислоты (VCO2) к объему поглощаемого кислорода (VO2) за определенный промежуток времени:

Таблица 3. Энергетическая эффективность и калорический эквивалент О2 при окислении различных субстратов

При окислении глюкозы на каждую молекулу потребленного кислорода образуется одна молекула углекислого газа (ДК = 1,0), а при окислении жира образуется меньше углекислого газа, чем затрачивается кислорода (ДК = 0,7). Если одновременно окисляются углеводы и жиры, то величина дыхательного коэффициента колеблется от 0,7 до 1,0 соответственно процентному соотношению окисляемых углеводов и жиров. Калорический эквивалент кислорода приобретает промежуточные значения между 4,69 и 5,05 (табл. 3). питание спортсмен эргогенический диететика

Таблица 4. Процентное соотношение количества энергии, получаемое за счет окисления углеводов и жиров, и величины калорического эквивалента О2 при разных дыхательных коэффициентах

При высокоинтенсивной мышечной работе величина дыхательного коэффициента может быть выше 1,0. это связано с необходимостью привлечения анаэробных процессов к реситезу АТФ в дополнение а аэробным процессам. Нейтрализация недоокисленных продуктов анаэробных процессов (в основном молочной кислоты) обусловливает освобождение СО2 из бикарбонатной буферной системы. Вследствие этого дыхательный коэффициент нарастает больше, чем это обусловливается процессом окисления. Поэтому если величина дыхательного коэффициента выше 1,0, то для вычисления расхода энергии пользуются калорическим эквивалентом кислорода, соответствующим дыхательному коэффициенту 1,0.

Практическое применение непрямой калориметрии. Классическим способом применения является метод Дугласа-Холдена. этот метод заключается в заборе выдыхаемого воздуха в большие резиновые (или полиэтиленовые) мешки Дугласа. Исследуемый дышит через загубник, взятый в рот, или через резиновую маску, недетую на лицо. В загубнике и маске имеются клапаны, устроенные так, что исследуемый свободно вдыхает атмосферный воздух, а выдыхает через соответствующую трубку в мешок Дугласа. Затем измеряют объем воздуха в мешке и анализируют его состав. Процентное содержание О2 и СО2 в выдыхаемом воздухе в прошлом определяли в основном с помощью химического газоанализатора Холдена. сегодня пользуются автоматическими газоанализаторами. Умножая процент утилизации кислорода (%О2 во вдыхаемой воздухе - %О2 в выдыхаемом воздухе) на вентиляцию легких, можем получить величину потребления кислорода. Умножая последнюю величину на калорической эквивалент кислорода, соответствующий найденной величине ДК (см. табл. 4), получим расход энергии в ккал. [1,13,17].

1.4 Потребление кислорода и кислородный долг

Термин потребление кислорода обозначает количество О2, поглощенное организмом в течение определенного отрезка времени (обычно в течение 1 мин). В покое и при умеренной мышечной деятельности, т.е. когда ресинтез АТФ основывается только на аэробных процессах, потребление О2 соответствует запросу организма.

По мере увеличения интенсивность деятельности (например, при повышении мощности работы) для обеспечения достаточно эффективного ресинтеза АТФ включаются анаэробные процессы. Это обусловлено тем, что за счет окислительных процессов (точнее, за счет окислительного фосфорилирования) при напряженной мышечной деятельности не может быть обеспечена достаточная с достаточная скорость ресинтеза АТФ. С этим связана необходимость активации более быстрых анаэробных процессов. С этим связана необходимость активации более быстрых анаэробных процессов. В связи использованием анаэробных процессов после окончания работы возникает необходимость поддерживать потребление О2 в течение определенного отрезка времени на повышенном уровне, чтобы за счет энергии окисления реситезировать затраченные количества креатинфосфата и устранить молочную кислоту. Термин «кислородный долг» был предложен английским ученым А. Хиллом для обозначения количества кислорода, которое необходимо дополнительно потребить после окончания работы, чтобы покрыть расходы анаэробных энергетических процессов (рис. 2).

Рис. 2 кислородный запрос при работе, таким образом, состоит из суммы потребления О2 во время работы и кислородного долга.

Необходимость в использовании анаэробных процессов возникает почти всегда в начале мышечной работы, так как расходование АТФ увеличивается быстрее, чем развертывается окислительное фосфорилирование. Поэтому ресинтез АТФ в самом начале мышечной работы обеспечивается за счет анаэробных процессов. Это приводит к кислородному дефициту в начале работы, который необходимо покрыть за счет дополнительного усиления окислительных процессов после окончания работы или во время самой работы (рис. 3). Последнее возможно при длительной работе умеренной мощности.

Устойчивое состояние. Этот термин был первоначально применен А.Хиллом для обозначения устойчивого уровня потребления кислорода при мышечной работе. Выделяются истинное и кажущееся устойчивое состояние. В первом случае потребление кислорода соответствует его запросу. Кислородный долг образуется только при кислородном дефиците, возникающем начале работы. Кажущееся устойчивое состояние имеет место при интенсивных упражнениях. При этом потребление кислорода поддерживается на постоянном предельно возможном уровне. Хотя при этом потребление О2 находится на уровне максимального потребления кислорода или близком к нему, оно не может полностью удовлетворить кислородный запрос, и часть энергии необходимой для осуществления мышечной работы, производится счет анаэробных процессов.

Рис "3 Появление кислородного дефицита в начале работь, и его «опыта» после кратковременной работы (а) и во время длительной работы (б) умеренной мошности

1.5 Основной обмен

Энергетические затраты в организме можно разделить на две группы - основной обмен и добавочные расходы энергии. Первую группу составляют энергетические затраты, связанные с поддерживанием необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов, с деятельностью постоянно работающих органов и систем (дыхательной мускулатуры, сердца, почек, печени, мозга) и с поддержанием минимального уровня мышечного тонуса. Соответствующие энергетические затраты обозначаются как основной расход энергии, или основной обмен. Наибольший вклад в величину основного обмена вносят скелетные мышцы (20-30%), печень и органы пищеварения (20-30%).

Исследованием основного обмена проводится: 1) в состоянии мышечного покоя (положение лежа с расслабленной мускулатурой), избегая раздражений, вызывающих эмоциональные реакции; 2) спустя достаточное время после предшествующих физических, умственных и эмоциональных нагрузок, обеспечивающих полное восстановление и устранение следовых явлений; 30 натощак, т.е. через 12-16 ч после последнего приема пищи, непосредственно после спокойного ночного сна; 4) при комфортной температуре (18-20о), не вызывающей ощущения холода и дрожи, а также перегревания тела.

Основной обмен определяется в состоянии бодрствования. Во время сна уровень окислительных процессов и, следовательно, энергетических затрат на 8-10% ниже, чем у бодрствующего человека, в связи с полным расслаблением мускулатуры.

При определении основного обмена с помощью непрямой калориметрии за величину калорического эквивалента кислорода применяется 4,825 - величина, соответствующая дыхательному коэффициенту, равному 0,82. Установлено, что в условиях основного обмена в окислительных процессах углеводы и жиры используются в соотношении, которому соответствует эта величина дыхательного коэффициента.

Величина основного обмена зависит от массы тела. Поэтому ее выражают в пересчете на 1 кг веса тела или на 1 м2 поверхности тела. Приблизительная величина основного обмена у взрослых - 1 ккал за один на каждый килограмм веса тела.

1.6 Добавочный расход энергии

Другую группу энергетических затрат составляют расходы на выполнение любых актов жизнедеятельности. В итоге образуется добавочный (к основному) расход энергии.

Заметный рост расхода энергии отмечается через час после приема пищи и достигает своего максимума спустя 3 ч. Затем повышенный уровень энергетических затрат поддерживается еще в течение нескольких часов. Такое влияние приема пищи на расход энергии получило название специфически-динамического действия пищи. Оно наиболее значительно при белкой пище: энергетические затраты увеличиваются на 30 %, а при питании жирами и углеводами - на 4-15%. Обычно смешанная пища повышает расход энергии на 150-200 ккал.