Новое в системе спортивной подготовки велосипедистов-шоссейников: отечественный и зарубежный опыт

Вышеуказанный максимальный показатель ТРИМП очевидно представляет собой предельную величину дневного расхода энергии у человека, поскольку до сих пор еще ни разу не было зарегистрировано физиологической нагрузки на уровне 600 ТРИМП в течение двух последовательных дней, несмотря на проведение 2 или более последовательных ВГЭ во время каждой велогонки Тур де Франс. Принимая во внимание, что физиологическая нагрузка во время легкоатлетического марафона составляет ~300 TRIMP,21 высокие показатели ТРИМП во время Тур де Франс, то есть ?500 ТРИМП в течение нескольких последовательных этапов и средние показатели от 350 до 400 ТРИПМ/день на протяжении всего 3-недельного времени проведения гонки, свидетельствуют о том, что ТУР де Франс является сложнейшей в мире гонкой на сверхвыносливость. Можно предположить, что предельные величины физиологической нагрузки (~600 ТРИМП/день и суммарный показатель ~7100 ТРИМП) должны регулироваться на уровне «центрального контролирующего органа» организма в целях предотвращения опасных нарушений его функционирования, таких как истощение гормональных запасов. Действительно, в течение третьей недели проведения гонки Вуэльта Испании было зарегистрировано снижение содержания тестостерона, кортизола, лютеинизирующего гормона и мелатонина. При этом между гонками Тур де Франс и Вуэльта Испании не было выявлено индивидуальных различий ни в общей физиологической нагрузке (ТРИМП), ни в суммарной недельной нагрузке (~2000 ТРИМП/неделю). Кроме того, каждый велосипедист сохраняет присущий ему паттерн ежедневного накопления ТРИМП во время проведения 3-недельных гонок на протяжении многих лет, что позволяет предположить существование максимального предела способности человеческого организма переносить напряженные физические нагрузки. Этот предел может быть «предопределен», то есть организм каждого велогонщика, очевидно, обладает способностью регулирования дневного расхода энергии, основанной как на его предшествующем опыте (участие в предыдущих 3-недельных гонках) и сенсорной обратной связи. При продолжительных ЗВ (40-60 км) физиологическая нагрузка составляет от ~120 до 180 ТРИМП. Как и показатели времени, затрачиваемого в каждой зоне, внутренняя нагрузка в основном зависит от той функции, которую велогонщик выполняет в своей команде. Так, во время ЗВ общая физиологическая нагрузка (ТРИМП) и процент ТРИМП, соответствующий работе в 3-ей зоне интенсивности (> ТРК или > 90% МПК), выше у велосипедистов, полностью выкладывающихся во время соревнований (то есть у претендентов на победу), чем у тех, у которых отсутствует мотивация к победе. Причем эта разница сохраняется даже во время длительных командных ЗВ.

Питание и гидратация во время велогонки Тур де Франс. При проведении более ранних гонок Тур де Франс велогонщики должны были обладать полной самодостаточностью во всех аспектах, включая устранение механических неисправностей, питание и гидратацию. Примером строгости соблюдения первого условия может послужить тот факт, что в 1913 году Юджин Кристоф был наказан обидными 3 штрафными минутами за то, что прибег к помощи 7-летнего мальчика, после того как провел почти 5 часов в тщетных поисках кузнеца и вынужден был сам заняться ремонтом вилки своего велосипеда, и при этом ему понадобилась пара лишних рук для поддержания огня. Что касается питания и гидратации, велогонщики часто были вынуждены питаться в придорожных барах и пить воду из фонтанов. В то время они не подозревали о влиянии потребления углеводов на сохранение предшествующего физической нагрузке уровня гликогена, окисления жира и работоспособности, поэтому они часто страдали от гипогликемии, вызванной чрезмерным физическим напряжением. В настоящее время потребление углеводов на этапах гонки все еще остается на низком уровне (в среднем 25 г/ч), что ниже уровня, необходимого для достижения максимальной скорости окисления углеводов во время физической нагрузки (30-60 г/ч). Тем не менее, дневное потребление калорий участниками гонки является достаточно высоким (23-25 МДж/день), чтобы компенсировать огромный расход энергии. Потребление углеводов велогонщиками в количестве >12-13 г/кг/день, очевидно, является достаточным для восполнения запасов гликогена в течение 18 часов - периода между концом одного и началом другого этапа, проводимого на следующий день (примерно от 5 вечера до полудня). Особенно важную роль играет потребление углеводов (1,1 г/кг) в течение первых 6 часов после завершения этапа гонки. Углеводная диета должна также включать потребление белка (0,35 г/кг) для повышения ресинтеза гликогена в первые часы восстановления. Достойным внимания аспектом проблемы питания служит высокий уровень потребления белка (3 г/кг/день), наблюдаемый во время проведения супервеломарафонов. В среднем, во время 3-недельных гонок (напр., Вуэльта Испании) дневное потребление энергии составляет ~840 г углеводов, ~200 г белка и ~158 г жира. В настоящее время уровень гидратации варьирует от 3,3 л/день43 до 6,7 л/день в зависимости от количества углеводов, потребляемых в жидкой форме (спортивные напитки).

Гематологические переменные и допинг крови. С самого начала проведения гонок Тур де Франс спортсменами применялись различные способы и средства повышения работоспособности. В течение первых десятилетий велогонщики применяли смесь вина со стрихнином, пропитанные эфиром носовые платки или втираемый в десны хлороформ для облегчения боли и ослабления ощущения усталости. В 1967 году проведение Тур де Франс омрачилось смертью британского велосипедиста Тома Симпсона на склоне горы Мон-Венту, причиной которой послужило потребление смеси спирта и амфетаминов в чрезвычайно жарких погодных условиях. Вероятно, наиболее нашумевший случай допингового злоупотребления во время гонок Тур де Франс произошел в 1998 году, когда был задержан автомобиль команды велосипедистов «Фестина», в котором были обнаружены запасы рекомбинантного эритропоэтина и других допинговых веществ, что привело не только к исключению команды, но едва не послужило причиной прекращения самой гонки.

Применение рекомбинантного эритропоэтина вызывает повышение концентрации гемоглобина в крови (Гб), МПК и работоспособности. Несмотря на его довольно давнее использование и попытки Международного союза велосипедистов установить 50% гематокрита (ГКТ) в качестве предельно допустимого уровня для участия в соревнованиях, рекомбинантный эритропоэтин невозможно было обнаружить вплоть до 2000 года. В настоящее время у некоторых велосипедистов выявляют превышение данного предела, что служит основанием для их исключения из числа участников Тур де Франс. Научные исследования позволяют предположить, что нормальный уровень ГКТ составляет 43,0% ± 0,02% (пределы от 39 до 48%), как сообщалось в публикации Saris et al, которые проанализировали 353 проб во время Тур де Франс с 1980 по 1985 год и перед появлением на рынке рекомбинантного эритропоэтина. При проведении более поздних исследований было отмечено некоторое увеличение показателей ГТК и Гб у 177 велогонщиков - в начале Тур де Франс 2011 года они составили, соответственно, 43,5 - 46,9% и 14,6 - 15,0 г/дл. Morkeberg et al проводили анализы проб крови и мочи на кровяной допинг, стероиды, аутогемотрансфузию и рекомбинантный эритропоэтин в одной из команд велосипедистов в течение всего гоночного сезона. Проанализировав 661 пробу, взятую во время тренировок, перед соревнованиями (за 1-3 дня до гонок) и во время периодов проведения соревнований, включая 3 супервеломарафона и чемпионат мира, авторы обнаружили, что уровни ГКТ и Гб снизились от 45% и 15,2 г/дл в декабре 2006 года до 40,7% и 14,0 г/дл в сентябре 2007 года. Затем к ноябрю 2007 года эти показатели «восстановились» до 44,7% и 15,3 г/дл. Во время Тур де Франс наблюдалось снижение уровня Гб на 11,5% (пределы: 7,0-20,6%), что служит отражением гематологической адаптации к условиям гонки. Парадоксально, что участники этой гонки демонстрировали рост ГКТ и ГБ во время периода сокращения тренировочной нагрузки перед Тур де Франс, что вызвало затруднения в выяснении, чем именно был вызван вышеуказанный эффект - применением допинга или изменениями в результате сокращения нагрузок. В январе 2008 года Международный союз велосипедистов и Всемирное антидопинговое агентство ввели применение биологического паспорта спортсмена как метода контроля гематологических изменений с учетом многолетних индивидуальных показателей. В настоящее время этот метод позволяет осуществлять интенсивный контроль 850 велосипедистов (напр., в 2008-2009 г. было проанализировано ~20 000 проб) и является более точным по сравнению с предыдущими методами.

Заключение и перспективы на будущее. Выполняя первоначально роль рекламной акции для увеличения продажи газет, Тур де Франс со временем превратилась в одно из крупнейших спортивных событий мирового уровня, отличающееся высочайшим уровнем сложности. В настоящее время велогонка Тур де Франс продолжает свою многолетнюю историю, богатую проявлениями высокого героизма, энтузиазма и яростного соперничества. И хотя спортивная наука и гонка Тур де Франс возникли практически одновременно, только в середине 1980-х годов началась эпоха их тесного сотрудничества. Мы надеемся, что с развитием науки и техники, сделавшим возможным непосредственное измерение выходной мощности, проведение непрерывного мониторинга данного параметра у велогонщиков позволит нам значительно расширить наши знания о возможностях и потенциальных ограничениях выносливости человека. Однако подобные честолюбивые стремления требуют координации деятельности ученых, спортсменов и их тренеров, в то время как до сих пор лишь малое количество команд принимают участие в выполнении подобных совместных проектов. И, наконец, углубление знаний о молекулярно-биологических основах выносливости будет способствовать выявлению зависимости между высокими физиологическими требованиями и частотой проявления различных метаболических заболеваний.

6. Пищевое поведение велосипедистов во время 24-часовой командной эстафетной гонки

Исторические предпосылки. Требующие сверхвыносливости соревнования определяются как соревнования на выносливость продолжительностью более 6 часов . Традиционно в велосипедных гонках на сверхвыносливость принимали участие индивидуальные спортсмены, решившие бросить вызов пределам человеческой выносливости. Однако возросшая популярность этих соревнований в течение последних лет способствовала возникновению их различных форматов, одним из которых является эстафетная гонка с участием команд из четверых велосипедистов. По сравнению с индивидуальными заездами, во время которых спортсмены выполняют непрерывную физическую нагрузку (> 6 часов) со средней интенсивностью на уровне ~60% максимального потребления кислорода (МПК), командные эстафетные гонки предусматривают перемежаемое периодами отдыха поэтапное выполнение физических нагрузок, средняя интенсивность которых составляет 75% МПК.

Стратегия питания, применяемая во время заездов на сверхвыносливость, является одним из важнейших факторов, требующих тщательного планирования перед проведением гонки. Такие ее параметры, как количество и источники потребления энергии, восполнение жидкости, а также потребление стимулирующих средств, например, кофеина, оказывают непосредственное влияние на спортивную результативность, демонстрируемую во время гонок на выносливость. В ряде проводимых ранее исследований оценивались потребность в питании и пищевое поведение велосипедистов во время индивидуальных заездов в зависимости от энергетических потребностей организма. Однако до сих пор было получено очень мало информации об энергетических потребностях спортсменов, соревнующихся в командных эстафетах. Насколько нам известно, только одно исследование было посвящено оценке энергетических затрат и питания велосипедистов во время 24-часовой командной эстафеты . Вызывает удивление тот факт, что в результате данного исследования было обнаружено, что спортсмены восполняли с пищей только 45% их расчетного объема энергозатрат во время гонки. Эти данные согласуются с результатами, полученными в ходе исследований индивидуальных гонщиков, несмотря на то, что во время эстафетных заездов у велосипедистов было достаточно времени на восстановление сил между отдельными этапами физических нагрузок.

Существуют многочисленные свидетельства того, что во время длительных спортивных соревнований в основе восполнения энергетических затрат должно лежать потребление прежде всего богатых углеводами пищевых продуктов в связи с ограниченными запасами гликогена в организме . Этот факт играет даже еще более важную роль при проведении соревнований, требующих прерывистых высокоинтенсивных нагрузок, таких как командные эстафетные гонки на сверхвыносливость, во время которых спортсмены выполняют несколько этапов физических нагрузок повышенной интенсивности, перемежающихся периодами на восстановление. В случае отсутствия углеводов или их присутствия в ограниченном количестве интенсивность нагрузки может снизиться до уровня, когда энергетические потребности начнут удовлетворяться за счет окисления жиров. Недавно проводимые в лабораторных условиях исследования продемонстрировали, что для ограничения истощения мышечного гликогена и оптимизации процесса окисления углеводов во время продолжительных физических нагрузок требуется потребление углеводов в количестве ~1,5 г/мин.

Другими важными проблемами, возникающими во время проведения гонок на сверхвыносливость, являются восполнение жидкости и потребление кофеина. Например, известно, что потребление напитков, содержащих электролиты и углеводы в концентрации 6-8%, обеспечивает более высокий уровень работоспособности по сравнению с потреблением простой воды. Потребление кофеина также связывается с повышением выносливости при выполнении физических нагрузок. Было выявлено, что его дозы в пределах от 1,5 до 3,5 мг/кг способствуют повышению работоспособности при выполнении лабораторных испытаний на время. В основе механизмов, объясняющих положительный эффект от потребления кофеина, лежат ускорение утилизации свободных жирных кислот в плазме крови и снижение окисления мышечного гликогена, а также благоприятные изменения в функционировании центральной нервной системы. Однако существует недостаточное количество данных о способах гидратации и уровнях потребления кофеина, которых должны придерживаться спортсмены во время командных эстафетных гонок на сверхвыносливость.

Таким образом, в ходе проведения настоящего исследования преследовались следующие основные цели: 1) характеристика потребления энергии с пищей у велосипедистов, принимающих участие в 24-часовой командной эстафетной гонке на сверхвыносливость, 2) сравнение данного уровня потребления с существующими рекомендациями для длительных спортивных соревнований и 3) анализ соответствия между потреблением пищи и переменными, определяющими результативность гонки, такими как преодолеваемая спортсменами дистанция и средняя скорость. Нами была выдвинута гипотеза, что пищевое поведение спортсменов, соревнующихся в 24-часовой велосипедной гонке на сверхвыносливость, не соответствует существующим рекомендациям по питанию спортсменов во время длительных спортивных соревнований, что служит причиной высокого дефицита энергии. При этом некоторые факторы, такие как подавление аппетита и желудочно-кишечные расстройства, могут вызывать снижение потребления пищи во время длительных соревнований. Кроме того, эти нарушения могут оказывать влияние на работоспособность спортсменов, что приводит к снижению результативности, показываемой во время гонки. Получение информации в этой области необходимо для расширения ограниченного объема знаний о пищевом поведении атлетов во время такого рода соревнований, а также для использования специалистами-диетологами в целях разработки адекватной стратегии питания для данной группы спортсменов.

Методы. Схема проведения исследования. В данной статье описывается основанное на результатах наблюдений научное исследование, проводимое в реальных условиях 24-часовой велосипедной гонки в Барселоне, Испания. Эта гонка стартовала в 19.00 и предусматривала преодоление максимально возможного расстояния в течение 24-часового периода. Соревнование проводилось на замкнутом велотреке с длиной круга 3790 м и высотой 60 м. В районе велотрека для обеих команд были установлены специальные боксы, где они принимали пищу, и возле которых происходила передача эстафеты. По завершении каждого круга регистрировались время и средняя скорость каждого велосипедиста. Выбор стратегии ведения гонки был предоставлен на усмотрение участвующих в заезде команд, которые определяли порядок и продолжительность этапов эстафеты. Средняя температура в течение всего времени заезда составила ~27,5°C (пределы: 24,6 - 31,0), относительная влажность воздуха - ~53,9% (пределы: 33,0 - 72,0), средняя скорость ветра ~1,7 м/с (пределы: 0,6 - 3,0).

Исследуемые субъекты. В настоящем исследовании принимали участие на добровольной основе восемь опытных велосипедистов-любителей мужского пола (6 велосипедистов и 2 триатлониста) (см. табл. 1).). Члены исследовательской группы связались с участниками исследования по телефону за две-три недели до проведения экспериментального заезда. Для всех исследуемых спортсменов данный заезд стал первым опытом участия в командной велосипедной гонке на сверхвыносливость. Все они имели в среднем 12,9 ± 8,8 лет опыта участия в соревнованиях на выносливость, и объем их еженедельных велосипедных тренировок составлял от 15 до 30 часов, ежегодный объем - от 800 до 1000 часов. Все участники исследования являлись членами Федераций по велосипедному спорту или триатлону, и с начала исследования у них не было выявлено каких-либо заболеваний или травм, могущих повлиять на результаты исследования. Все исследуемые субъекты прошли медосмотр и дали письменное согласие на участие в исследовании. План проведения исследования и состав участников были утверждены Этическим комитетом Спортивного совета Каталонии.

Предварительное тестирование. За одну неделю до соревнования все участники исследования явились в физиологическую лабораторию для выполнения теста на МПК с постепенным увеличением нагрузки в контролируемых условиях окружающей среды (температура: 22 ± 1°C, относительная влажность: 40-60%, барометрическое давление: 760 - 770 мм рт.ст.). Их попросили воздержаться от потребления кофеина, алкоголя и тяжелых физических нагрузок в течение дня перед проведением испытаний и поесть за два часа перед прибытием в лабораторию. Тест с постепенным увеличением нагрузки выполнялся на велоэргометре с электронной системой торможения (Excalibur Sport, Lode, Нидерланды), модифицированном посредством пристегивания педалей.

Таблица - Физические и физиологические характеристики исследуемых субъектов

Subjects - исследуемые субъекты, Age (years) - возраст (лет), Height (cm) - рост (см), Body mass (kg) - масса тела (кг), BMI (kg·m2) - индекс массы тела (кг/м2), Body fat (%) - содержание жира в организме (%),VO2peak (mL·kg-1·min-1) - пиковое потребление кислорода (мл/кг/мин), HRmax (bpm) - ЧССмакс - максимальная частота сердечных сокращений (уд/мин), VT (% HRmax) - вентиляционный порог (% от ЧССмакс), RCP (% HRmax) - точка респираторной компенсации (% от ЧССмакс), Wpeak (W·kg-1) - пиковая мощность (ватт/кг)

Протокол выполнения теста предусматривал исходную нагрузку 25 ватт, которая увеличивалась на 25 ватт каждую минуту вплоть до достижения состояния изнеможения. Частота педалирования выбиралась каждым велосипедистом индивидуально в пределах 70-100 оборотов в минуту (об/мин). Во время теста выполнялись измерения потребления кислорода (ПК), минутной вентиляции легких (МВЛ), выделения углекислого газа (VCO2) и отношения дыхательного обмена (отношения CO2/O2) в ходе дыхательного цикла с применением компьютеризированного газового анализатора (Cosmed Quark PFT-Ergo, Италия). Перед каждым тестом измерялись параметры окружающей среды, и выполнялась калибровка газовых анализаторов и измерителя скорости воздушного потока при дыхании с применением высокоточных калибровочных газов (16,00 ± 0,01% O2 и 5,00 ± 0,01% CO2, Scott Medical Products, США). Данные по дыханию усреднялись для показателей, измеряемых с интервалами в 30 сек, в целях определения МПК, для регистрации которого отбирался его наивысший средний показатель. Вентиляционный порог (ВП) и точка респираторной компенсации (ТРК) измерялись тремя независимыми экспертами в соответствии с методами, предложенными Wasserman et al. Кроме того, выполнялась постоянная регистрация частоты сердечных сокращений с применением портативного монитора сердечного ритма (Polar RS800 SD, Финляндия). Данные по ЧСС, измеряемые с интервалами в 10 сек, усреднялись, и определялась максимальная частота сердечных сокращений, то есть частота сердечных сокращений, измеряемая в момент достижения состояния изнеможения.

Данные по питанию. После выполнения теста все участники исследования получали инструкции по режиму питания, основанному на соблюдении высокоуглеводной диеты в течение трех дней до соревнования в целях оптимизации процесса восполнения гликогена в мышцах. Однако во время соревнования не устанавливалось никаких ограничений в пищевых рационах, выбор которых осуществлялся самими спортсменами. Более того, во время гонки исследуемые субъекты не получали никаких прямых инструкций от членов исследовательской группы. Семь специально обученных исследователей были распределены между боксами команд, взвешивая и регистрируя все пищевые продукты и напитки, потребляемые каждым участником исследования во время периодов восстановления между этапами гонки. Для взвешивания продовольственных продуктов мы применяли 2 цифровых весов (Soehnle 8020, Испания) с точностью до 1 г при весе до 1 кг и до 2 г при весе от 1 до 2 кг. Во время гонки было запрещено давать спортсменам пищу или напитки в любой точке велотрека кроме предназначенных для этой цели боксов. Члены исследовательской группы взвешивали и регистрировали все пищевые продукты и напитки, потребляемые велосипедистами перед каждой передачей эстафеты (сменой). Сразу же после каждой передачи эстафеты исследователи снова взвешивали и регистрировали пищевые продукты и напитки. Полученная разница в весе рассматривалась как количество продовольствия и жидкости, потребленное велосипедистами в процессе выполнения физической нагрузки. Тип пищевых продуктов и жидкостей, входящих в состав потребляемых велосипедистами специализированных спортивных продуктов, таких как питательные батончики и гели, регистрировались в соответствии со сведениями, указанными на ярлыках продуктов. Информация по готовым к употреблению продуктам, таким как макаронные изделия, рис или сэндвичи, после выяснения формы приготовления предоставлялась непосредственно велосипедистам. При применении специальной компьютерной программы был проведен анализ полученных данных по питанию спортсменов с целью определения состава питательных веществ. Для обеспечения более точных данных по преобразованию энергии и потреблению питательных веществ нами была использована база данных по пищевой продукции страны, в которой проводилось исследование (CESNID 1.0, Университет г. Барселоны, Испания). Информация по составу питательных веществ в продовольственных продуктах, не включенных в компьютерную программу, была получена от их производителей. Мы отдельно рассматривали потребление энергии из твердых продуктов и жидких пищевых продуктов (последние классифицировались как продукты, не требующие разжевывания).

Взвешивание участников исследования проводилось за 30 минут до начала гонки, после каждого этапа эстафеты и сразу после окончания соревнования. Исследуемые субъекты взвешивались всегда в одежде, обуви и велосипедных шлемах в целях упрощения процесса сбора данных во время выполнения заезда. Взвешивание проводилось с применением откалиброванных весов, помещаемых на ровную твердую поверхность.

Объем физической нагрузки и затраты энергии. В течение всего соревнования выполнялся непрерывный мониторинг частоты сердечных сокращений с применением портативных мониторов сердечного ритма (Polar RS800 SD, Финляндия). Позднее все данные по частоте сердечных сокращений усреднялись при соблюдении 10-секундных интервалов. Для установления стандартных показателей частоты сердечных сокращений нами были идентифицированы три зоны физической нагрузки на основе показателей вентиляционного порога (ВП) и точки респираторной компенсации (ТРК): зона I - ниже ВП; зона II - между ВП и ТРК; и зона III - выше ТРК. Кроме того, для оценки общей рабочей нагрузки, выполняемой исследуемыми субъектами, нами применялся метод расчета тренировочного импульса (ТРИМП), разработанный Foster et al. При расчете ТРИМП выполнялась его оценка в баллах для каждой зоны частоты сердечных сокращений путем умножения общей продолжительности нахождения в этой зоне на номер зоны, например, 1 минута в зоне I соответствовала баллу 1 ТРИМП (1 Ч 1), 1 мин в зоне II - баллу 2 ТРИМП (1 Ч 2) и 1 мин в зоне III - баллу 3 ТРИМП (1 Ч 3). Общий балл оценки ТРИМП получался посредством суммирования результатов для всех трех зон [(мин в зоне I ЧСС [< ВП] Ч 1) + (мин в зоне II ЧСС [> ВП - < ТРК] Ч2) + (мин в зоне III ЧСС [> ТРК] Ч 3)].

Для оценки затрат энергии во время гонки для каждого индивида определялось линейное соотношение между ЧСС и ПК, которое применялось для расчета затрат кислорода во время рабочих нагрузок (r2 = 0,988 ± 0,005). Было предложено два индивидуализированных уравнения: 1) Уравнение линейной регрессии для времени гонки, которое было выведено на основе данных, полученных при выполнении теста с постепенным увеличением нагрузки. При этом мы использовали энергетический эквивалент кислорода, характеризующий среднюю интенсивность нагрузки во время гонки (т.е. небелковый энергетический эквивалент, соответствующий средней частоте сердечных сокращений во время рабочей нагрузки). Этот показатель составил в среднем 0,02 МДж /ЖК (жидкий кислород) (4,970 ± 0,048 ккал/ЖК), что соответствует отношению респираторного обмена 0,941 ± 0,057. 2) Одноэкспоненциальное уравнение, наиболее соответствующее соотношению между ПК и ЧСС, которое измерялось в течение восстановительного периода во время выполнения теста на велоэргометре (r2 = 0,912 ± 0,015). При этом использовался энергетический эквивалент, равный 0,02 МДж/ЖК (4,825 ккал/ЖК) для отношения респираторного обмена 0,8. Логическим обоснованием применения данного подхода послужил тот факт, что спортсмены выполняли этапы физической нагрузки, во время которых предположительно присутствовало линейное соотношение между ЧСС и ПК и которые перемежались периодами на отдых и восстановление, когда соотношение между ЧСС и ПК приобретало нелинейный характер.

Статистические анализы. Полученные данные представляют собой индивидуальные показатели и средние значения ± СО. Для определения связи между энергетическим балансом и изменением массы тела и интенсивности физических нагрузок во время заезда применялся непараметрический критерий Уилкоксона. Кроме того, была выполнена оценка разницы в данных по питанию спортсменов между первым (1900 ч - 0700 ч) и вторым (0700 ч - 1900 ч) 12-часовым периодом. Применение теста ранговой корреляции Спирмена продемонстрировало, что основные характеризующие процесс питания переменные (т.е. энергия, углеводы, белки, жиры, жидкость, натрий и кофеин) проявляли корреляцию со скоростью и расстоянием, выраженными в виде абсолютных (т.е. измеряемые в км или км/ч) и относительных (т.е. % сокращения расстояния и скорости) величин. Кроме того, был выявлена связь между потреблением жидкости и натрия и потерей веса. Применение непараметрических методов обуславливалось отсутствием идеального нормального распределения всех параметров. Для всех статистических анализов применялся уровень значимости P < 0,05. Анализ данных выполнялся с помощью статистической программы SPSS для Windows, версия 15.0 (SPSS, Inc, Chicago, Ill).

Результаты. Результативность выполнения заезда. Основные переменные, контролируемые во время гонки, обобщены в таблице 2. Все участники исследования полностью завершили гонку, хотя два спортсмена (под номерами 4 и 8 в таблицах 1-4) сообщили о присутствии у них желудочно-кишечных расстройств в течение последних часов заезда. Все велосипедисты выполнили по 6 физических нагрузок во время этапов эстафеты за исключением двух велосипедистов, участвовавших в семи этапах (под номерами 2 и 5 в таблицах 2-5). Средняя интенсивность значительно снизилась как у велосипедистов, выполнивших шесть рабочих нагрузок (1-ая рабочая нагрузка: 91 ± 3% максимальной частоты сердечных сокращений [ЧССмакс]; 6-ая рабочая нагрузка: 86 ± 4% ЧССмакс; P = 0,004), так и у спортсменов, выполнивших 7 рабочих нагрузок (1-ая рабочая нагрузка: 90 ± 5% of ЧССмакс; 7-ая рабочая нагрузка: 83 ± 9% of ЧССмакс; P = 0,002) (рис. 1). Средняя суммарная высота подъема во время гонки составила 3168 ± 636 м. Общее время отдыха между этапами выполнения рабочей нагрузки было равно 173,2 ± 15,6 мин.

Таблица - Результативность во время заезда

a: процент от максимальной частоты сердечных сокращений; b: время, затрачиваемое в каждой зоне интенсивности физической нагрузки в течение гонки (зона I: ниже вентиляционного порога; зона II: между вентиляционным порогом и точкой респираторной компенсации; зона III: выше точки респираторной компенсации); ТРИМП: тренировочный импульс.

Рисунок - Изменения интенсивности рабочей нагрузки, выражаемые в % от максимальной частоты сердечных сокращений (ЧССмакс) во время заезда. *Статистическая разница (P < 0,05) в средней интенсивности нагрузки между первым и шестым и седьмым этапами эстафеты

Пищевые продукты и богатые углеводами жидкости служили основным источником энергии, потребляемой во время заезда (табл.3). Спортсмены потребляли углеводы в количестве 395 ± 193 г (5,4 ± 2,6 г/кг массы тела; 42 ± 10%, соответственно) и 549 ± 141 г (7,7 ± 2,1 г/кг массы тела; 58 ± 10%, соответственно) в течение первого (1900 - 0700 ч) и второго (0700 - 1900 ч) периодов, соответственно. Количество углеводов, потребляемых в виде твердых продуктов и жидкостей, составило, соответственно, 533 ± 175 г (56,8 ±10,6%) и 410 ± 174 г (43,2 ± 10,6%). Между исследуемыми субъектами были выявлены различия в потреблении белка: в то время как три спортсмена потребляли белок в количестве более 2,5 г/кг массы тела, у остальных участников исследования его потребление составляло менее 2,0 г/кг массы тела. Что касается распределения во времени, то велосипедисты потребляли белок в количестве 92 ± 90 г (1,3 ± 1,2 г/кг массы тела; 53 ± 14%, соответственно) и 82 ± 52 г (1,1 ± 0,7 г/кг массы тела; 47 ± 14%, соответственно) в течение первой и второй половин заезда, соответственно. Были также выявлены различия в потреблении липидов: у четырех спортсменов их потребление составляло менее 1,0 г/кг массы тела, у остальных четырех - от 1,6 г/кг массы тела до 2,7 г/кг массы тела, соответственно. В течение первого 12-часового периода велосипедисты потребляли липиды в количестве 59 ± 35 г (0,8 ± 0,5 г/кг массы тела; 55 ± 13%, соответственно) липидов, в течение второго 12-часового периода - 48 ± 31 г (0,7 ± 0,4 г/кг массы тела; 45 ± 13%, соответственно).

Таблица - Потребление питательных макроэлементов во время заезда

a Соотношение между общим потреблением питательных макроэлементов (г) и массой тела (кг) в начале заезда

b Соотношение между общим потреблением углеводов (г) и общим временем гонки (мин)

c Процент от общего потребления энергии

d Соотношение CHO:P (г): Соотношение между общим потреблением углеводов (г) и общим потреблением белка (г) во время заезда.

Потребление жидкости, натрия и кофеина. Общее потребление жидкости и натрия показано в таблице 4. Общее потребление жидкости (1900 - 0700 ч) составило 4794 ± 1633 мл (46 ± 7%) во время первой половины гонки и 5703 ± 1421 мл (54 ± 7%) во время второй половины гонки (0700 - 1900 h). Относительно времени, затраченного на участие в гонке и восстановление, показатель потребления жидкости был равен 907 ± 90 и 285 ± 128 мл/ч, соответственно. В общем количестве потребляемой жидкости преобладали вода (150 ± 48 мл/ч) и спортивные напитки (139 ± 91 мл/ч) (рис. 2). Среднее потребление натрия составило 1189 ± 929 мг (5,2 ± 2,6 ммоль/л общего потребления жидкости) из жидких продуктов и 3144 ± 2128 мг (17,8 ± 10,2

Таблица - Потребление жидкостей, натрия и кофеина и потеря массы тела во время заезда

Рисунок - Основные виды применяемых для гидратации жидкостей и их среднее потребление во время заезда

ммоль/л) из твердых продуктов. В течение второго периода гонки наблюдалось значимое (P < 0,05) увеличение потребления натрия (3083 ± 2020 мг; 71 ± 12%, соответственно) по сравнению с первой половиной заезда (1250 ± 898 мг; 29 ± 12%, соответственно). Было также выявлено значимое снижение массы тела (3,0 ± 1,3%) за время проведения гонки (перед гонкой: 72,0 ± 4,4 кг; после гонки: 69,9 ± 4,9 кг; P = 0,012). Потеря веса тела в течение первой (1900 - 0700 ч) и второй (0700 - 1900 ч) половины гонки составила, соответственно, 1,1 ± 0,9 кг и 1,9 ± 0,6% (P = 0,273). Мы не обнаружили статистически значимой взаимосвязи между потерей массы тела и как потреблением жидкости (r = 0,024; P = 0,943), так и потреблением натрия (r = 0,095; P = 0,823).

Общее потребление кофеина составило 142 ± 76 мг (2,0 ± 1,0 мг/кг массы тела) (табл. 4). В течение последнего 12-часового периода гонки было зарегистрировано значимое (P < 0,05) увеличение потребления кофеина (99 ± 50 мг; 1,4 ± 0,7 мг/кг массы тела) по сравнению с первым 12-часовым периодом (43,9 ± 49,5 мг; 0,6 ± 0,7 мг/кг массы тела).

Таблица - Энергетический баланс во время заезда

a ПЭ - потребление энергии

b Отношение между потреблением и затратами энергии

* Статистическая разница (P < 0,05) между общим потреблением энергии и затратами энергии во время заезда.

Основное количество кофеина потреблялось вместе с содержащими кофеин напитками, таким как Red Bull®, кофе и углеводные гели с кофеиновыми добавками, при этом общий уровень их потребления спортсменами был более низким по сравнению с другими видами напитков (рис.2).

Энергетический баланс. Индивидуальные и среднегрупповые показатели потребления энергии обобщены в таблице 5. Потребление энергии (22,8 ± 8,9 МДж) было значительно ниже по сравнению с энергетическими затратами (42,9 ± 6,8 МДж; P = 0,012). Таким образом, высокая доля затрачиваемой спортсменами энергии (54 ± 19%) обеспечивалась из эндогенных запасов организма (табл. 5). В течение первого 12-часового периода (1900 - 0700 ч) спортсмены потребляли энергию в количестве 10,8 ± 5,6 МДж (47 ± 7%), в течение второго 12-часового периода (0700 - 1900 ч) - 12,0 ± 3,6 МДж (53 ± 7%). Основным источником потребляемой энергии служили твердые пищевые продукты, которые обеспечивали 52 ± 12% общего потребления энергии. Остальные 48 ± 12% поступали из жидкостей. Потребление энергии при выполнении этапов гонки было более низким (3,7 ± 1,1 МДж; 16 ± 5%), при этом энергия поступала только из жидкостей, таких как гипотонические напитки и гели. Для потребления пищевых продуктов и напитков, служащих основными источниками энергии (19,1 ± 7,0 МДж; 84 ± 5%), велосипедисты использовали главным образом перерывы на отдых.

Корреляция между данными по питанию и результативностью спортсменов во время заезда.

Основные определяющие результативность переменные, такие как преодолеваемое велосипедистами расстояние и скорость, не проявляли корреляции с основными переменными, характеризующими процесс питания, к которым относятся потребляемые количества калорий, углеводов, жидкостей и кофеина (P < 0,05). Кроме того, другие относящиеся к питанию переменные, такие как потребление белков, жиров и натрия, также не оказывали влияния на вышеуказанные переменные результативности. Наиболее значительная корреляция была выявлена между скоростью езды на велосипеде и общим потреблением жидкости (r = 0,71; P = 0,074). При сравнении данных, полученных во время первой и второй половин заезда, наиболее высокой была корреляция между общим потреблением жидкости в мл/ч (r = -0,66; P = 0,073) и мл за время гонки (r = -0,66; P = 0,077) и % снижения скорости в течение последних 12 часов гонки (0700 - 1900 ч).

Дискуссия. Вопреки первоначально выдвинутой нами гипотезе настоящее исследование продемонстрировало, что спортсмены оказались способны к потреблению углеводов в количествах, соответствующих текущим рекомендациям, разработанным для более продолжительных спортивных соревнований. Однако, несмотря на данный факт, спортсмены не удовлетворяли всех своих потребностей в энергии во время заезда, что приводило к повышенному дефициту энергии. Огромная рабочая нагрузка, выполняемая участниками исследования во время 24-часовой командной эстафетной гонки (ТРИМП >800), которая значительно превышала нагрузку элитных велосипедистов во время высокогорных этапов гонки Тур де Франс (~ 600 ТРИМП), потребовала повышенных энергетических затрат. Таким образом, полученные в ходе исследования результаты послужили частичным подтверждением наших предварительных гипотез и согласовывались с результатами двух предшествующих исследований, которые продемонстрировали, что, как и в индивидуальных соревнованиях, высокий дефицит энергии является также характерным явлением и для командных эстафет, несмотря на то, что спортсмены имеют значительное время на восстановление в перерывах между отдельными этапами выполнения физической нагрузки. Одно из объяснений данного явления заключается в подавлении аппетита, поскольку известно, что продолжительные физические нагрузки подавляют выработку ацилированного или активного грелина в организме человека. Грелин представляет собой пептидный гормон, выделяемый главным образом клетками желудка, который, как предполагается, выполняет функцию возбуждения аппетита .

Потребление питательных макроэлементов. Рекомендуемое количество потребления углеводов во время продолжительных физических нагрузок, которое позволяет оптимизировать скорость окисления, составляет от 1,0 до 1,5 г/мин. Благодаря выполнению данной рекомендации удалось также увеличить эффективность процесса пополнения запасов гликогена в течение первых четырех часов после выполнения физической нагрузки. В настоящем исследовании среднее потребление углеводов на прояжении всего времени гонки (2,61 ± 0,62 г/мин) значительно превышало рекомендуемые показатели. Более того, относительное количество потребляемых велосипедистами углеводов было эквивалентно 13,1 ± 4,0 г/кг массы тела. Полученные данные соответствуют рекомендациям для физических нагрузок чрезвычайно высокой продолжительности и интенсивности (10-12 г/кг массы тела/сутки). Эти результаты свидетельствуют о том, что спортсмены, соревнующиеся в формате командной эстафетной гонки на сверхвыносливость, могут достигать уровня потребления углеводов, который был предложен в ходе проводимого ранее лабораторного исследования для оптимизации процесса окисления углеводов. Этот факт необходимо учитывать при проведении командных эстафетных заездов, в ходе которых спортсмены в течение более 80% времени гонки могут выполнять физические нагрузки, соответствующие уровням интенсивности II и III зон ЧССмакс (табл. 2). Известно, что для данного типа физических нагрузок окисление углеводов играет очень важную роль как один из главных источников энергии, необходимых для сокращения мышц.

Однако при выполнении подобных физических нагрузок следует обращать внимание не только на потребляемое количество углеводов, но и на другие факторы, связанные с ограничениями процесса всасывания углеводов. Такие факторы, как пищевой режим, размер частиц, температура еды, осмотическая концентрация раствора и интенсивность нагрузки, оказывают влияние на опорожнение желудка и всасывание в двенадцатиперстной кишке. Например, в ряде исследований было продемонстрировано, что потребление богатой углеводами гомогенизированной жидкой пищи приводит к гораздо более быстрому опорожнению желудка по сравнению с эквивалентным количеством твердой пищи. Однако во время более продолжительных спортивных соревнований твердые пищевые продукты позволяют быстро утолить голод и отличаются более высоким разнообразием, что также способствует потреблению необходимых количеств углеводов. В настоящем исследовании в качестве источников энергии применялись сбалансированные диеты, в которых 2877 ± 1355 ккал приходилось на твердые и 2560 ± 1074 на жидкие продукты.

Таблица - Основные пищевые продукты и напитки, послужившие источниками энергии и питательных веществ при выполнении заезда

Кроме того, имеются сведения, что при выполнении высокоинтенсивных физических нагрузок (> 80% МПК) сокращение потока крови к кишечнику может приводить к уменьшению всасывания как глюкозы, так и воды. В настоящем исследовании у двоих велосипедистов в последние часы гонки отмечались желудочно-кишечные расстройства, проявляющиеся в виде тошноты, колик в животе и диареи. Интересно, что средняя интенсивность выполнения этапов эстафеты у данных двух участников (№ 2 и 8, табл. 2) была несколько выше, чем у других велосипедистов. Принимая во внимание тот факт, что поток крови к кишечнику сокращается пропорционально повышению интенсивности нагрузки, это означает, что вероятность возникновения желудочно-кишечных проблем будет возрастать с увеличением интенсивности физической нагрузки. Поэтому демонстрируемая данными двумя велосипедистами повышенная интенсивность нагрузки может служить объяснением проявления у них вышеуказанных желудочно-кишечных расстройств. Однако это только наше предположение, и мы не можем исключить возможность присутствия других важных факторов, могущих увеличивать риск возникновения функциональных нарушений работы желудочно-кишечного тракта. Например, при проведении настоящего исследования был получен интересный результат, который свидетельствует о том, что жидкий йогурт служил третьим по важности источником энергии в применяемой велосипедистами диете (табл. 6). Несмотря на высказанное ранее предположение, что потребление молока и молочных продуктов сразу после физической нагрузки представляет собой превосходное средство, препятствующее полному расщеплению белков в организме, имеются также сведения, что потребление этих продуктов может также усиливать чувство сытости, что приводит к сокращению потребления энергии . Предполагается, что данный эффект связан с присутствием в молоке казеинового протеина. Поэтому, хотя потребление молока и молочных продуктов, таких как жидкий йогурт, может служить легкой формой повышения эффективности процессов восстановления после прохождения этапов командной эстафетной гонки, следует также иметь в виду, что оно может приводить к ухудшению опорожнения желудка и увеличению риска проявления расстройств пищеварения. Во избежание данных проблем мы рекомендуем, чтобы перед проведением гонки на сверхвыносливость спортсмены заранее разработали стратегию питания, проверив свою толерантность ко всем продуктам, которые они планируют употребить во время заезда. Кроме того, подобно выработке необходимых адаптационных реакций опорно-двигательного аппарата посредством проведения физических тренировок, применение соответствующего «пищевого тренинга», основанного на частом употреблении небольших количеств пищи и жидкости во время выполнения физической нагрузки, может способствовать развитию адаптивных реакций пищеварительной системы и тем самым снизить риск проявления желудочно-кишечных расстройств.

Что касается существующих рекомендаций по потреблению белков (1,2-1,7 г/кг массы тела/сутки), нами было обнаружено, что почти все спортсмены потребляли адекватное количество данного питательного макроэлемента. Хотя белок и не принадлежит к основным субстратам для производства энергии, он может играть важную роль во время проведения длительных спортивных соревнований. В ряде исследований было высказано предположение, что соотношение углеводов и белка примерно 4:1 может способствовать улучшению процесса восстановления запасов гликогена, а также поддержанию белкового баланса, регенерации тканей и развитию адаптивных реакций, приводящих к синтезу новых белков. Результаты этих исследований представляют интерес для велосипедистов, принимающих участие в командных эстафетных гонках на сверхвыносливость, поскольку их главная цель состоит в стимулировании и ускорении восстановления их запасов эндогенного гликогена и восполнения потерь жидкости после каждого этапа выполнения физической нагрузки. Однако потребление углеводов и белка в соотношении 4:1 во время соревнований, подобных проводимому в рамках описываемого в данной статье эксперимента, приводит к повышенному уровню потребления белка. Например, в ходе настоящего исследования было выявлено, что при данном соотношении углеводов к белкам адекватное потребление белка составляет ~ 236 г (~ 3,6 г/кг массы тела). Среди участников исследования только два велосипедиста потребляли подобное количество белка. Кроме того, наряду с предполагаемыми преимуществами применения данной комбинации углеводов и белков необходимо принимать во внимание, что потребление белка связано с усилением чувства насыщения и снижением потребления энергии согласно субъективному желанию индивида. Поэтому необходимо проведение дополнительных исследований в целях выявления того, будет ли увеличение потребления белка выше рекомендуемого уровня (1,2-1,7 г/кг массы тела/сутки) способствовать достижению преимуществ во время проведения спортивных соревнований повышенной продолжительности и интенсивности.

И, наконец, при проведении настоящего исследования спортсмены потребляли меньшее количество жира по сравнению с предыдущими исследованиями велосипедистов, соревнующихся в командных эстафетных гонках. Этот факт, несомненно, способствовал увеличению отрицательного энергетического баланса, зарегистрированного в данном исследовании. Однако в отличие от углеводов до сих пор еще не было получено данных в пользу того, что повышенное потребление жира способствует повышению работоспособности спортсменов при выполнении физических нагрузок. Запасы жира в организме человека настолько высоки, что они не могут быть истощены за время продолжительных спортивных соревнований, таких как 24-часовая гонка на выносливость. Таким образом, фактический материал, подтверждающий необходимость увеличения потребления жира велосипедистами во время подобных соревнований, отсутствует. Тем не менее, включение жира в диету спортсменов во время гонок на сверхвыносливость может представлять интерес не столько с точки зрения увеличения калорий, сколько для улучшения вкусовых характеристик пищевых продуктов.

Жидкостный баланс и потребление кофеина. Объем потребления жидкости во время этапов выполнения физической нагрузки соответствовал существующим рекомендациям для длительных спортивных соревнований. Однако состав жидкости, потребляемой спортсменами во время настоящего исследования, не соответствовал вышеуказанным нормативам. В то время как исследуемые нами велосипедисты потребляли большое количество воды, им следовало бы оказывать предпочтение потреблению гипотонических напитков, содержащих углеводы, такие как сахароза, мальтоза или мальтодекстрин в количестве ~3-8% (вес/объем), и натрий в концентрации от 30 до 50 ммоль/л. Потребление данных напитков представляет интерес с точки зрения обеспечиваемого ими уменьшения дегидратации и потерь веса. В ходе настоящего исследования было зарегистрировано статистически значимое снижение массы тела велосипедистов после гонки, которое было более значительным во время второй половины гонки по сравнению с ее первым 12-часовым периодом. Однако следует отметить, что данное снижение массы тела не может быть объяснено одними только потерями жидкости, поскольку нам не удалось обнаружить связи между потерями веса тела и потреблением жидкости. С этой точки зрения, существуют фактические данные, свидетельствующие о том, что другие факторы, такие как потери жировой массы, скелетно-мышечной массы, гликогена и связанной с гликогеном воды, также могут служить причиной потерь как минимум 2 кг массы тела. Таким образом, на основании данных о высоком дефиците энергии у изучаемых в настоящем исследовании велосипедистов можно предположить, что значительное количество потерь веса тела происходило за счет потерь запасов эндогенных источников энергии. К сожалению, в данном исследовании не было предусмотрено изучение процесса диуреза, которое могло бы обеспечить получение более подробной информации о жидкостном балансе и источниках потерь веса тела. Кроме того, при проведении будущих исследований было бы интересно выполнить анализ пота в целях определения потерь электролитов.

Богатые кофеином продукты, такие как кофеинсодержащие напитки, кофе и кофеинсодержащие спортивные гели потреблялись в основном во время второй половины заезда, характеризующейся присутствием более ярко выраженных симптомов усталости. В ходе проводимых ранее лабораторных исследований было выявлено, что применение кофеина в дозировке от 1,5 до 3,5 мг/кг массы тела способствовало увеличению показателей выходной мощности. Несмотря на обнаруженное ранее влияние кофеина на процесс диуреза, умеренные его дозы (< 460 мг) не вызывали нарушения водно-электролитного баланса или гипертермию. В настоящем исследовании все его участники потребляли во время гонки кофеин в количествах, не превышающих вышеуказанного порогового показателя.

Связь между питанием и результативностью спортсменов во время гонки.

При проведении настоящего исследования нами не была выявлена статистически значимая корреляция между основными переменными, характеризующими питание спортсменов (то есть показателями потребления энергии, углеводов, жидкости и кофеина) и результативностью (т.е. преодоленным спортсменом расстоянием или средней скоростью езды), показанной велосипедистами во время гонки. Наиболее существенная корреляция была обнаружена между общим потреблением жидкости и скоростью езды. Этот факт может служить еще одним подтверждением обширных научных данных, свидетельствующих о том, что в жарких климатических условиях, какие также присутствовали во время описываемой в данном исследовании гонки, применение тщательно разработанной стратегии гидратации служит одной из фундаментальных основ сохранения результативности спортсменов.