II. Биоэнергетика физической работы

Виды энергетических затрат:

Нерегулируемые волей человека: расход энергии на основной обмен, расход энергии на специфически-динамические потребности пищи.

Регулируемый расход энергии: физический труд, умственный труд.

Особенности обменных процессов при различных тренировочных режимах требуют подбора количественных и качественных параметров питания.

В качестве энергетического резерва при длительных физических нагрузках, связанных с тренировкой выносливости (преимущественно аэробный режим), служат углеводы, свободные жирные кислоты и кетоновые тела. При совершенствовании качества выносливости (аэробный режим) необходимо повысить калорийность за счет увеличения количества углеводов, полиненасыщенных жирных кислот, липидов, полного набора поливитаминов.

Физическая нагрузка в анаэробном режиме диктует сохранение в рационе оптимального количества белка, увеличение доли углеводов за счет снижения количества жира.

При работе в смешанном аэробно-анаэробном режиме питание приближается к питанию здорового человека (соотношение Б: Ж: У – 1:0,9:4).

Динамическая или статическая мышечная нагрузка направленная на увеличение мышечной массы и развитие силы, требуют повышения в рационе белка, витаминов, особенно группы В, РР.

То есть направленность питания определяется педагогическими задачами и соответственно энергетическими ресурсами спортсмена, необходимыми для их решения. Вместе с тем неадекватное питание негативно влияет на уровень энергетического состояния организма, значимо увеличивает время постнагрузочного восстановления и определяет общую физическую работоспособность.

Углеводы

Углеводы весьма важны для организма и являются одним из основных источников энергии в подавляющем числе видов спорта. Углеводное обеспечение мышечной работы осуществляется из следующих источников: глюкозы крови, гликогена мышц, гликогена печени, гликогена как производного глюконеогенеза (т. е. из неуглеводных источников).

Глюкоза в 1 г содержит 4,5 ккал условных единиц энергии.

Можно считать, что основной вклад в энергообеспечение физических нагрузок вносят следующие процессы:

– ускорение распада гликогена в печени с образованием свободной глюкозы, ведущее к повышению концентрации глюкозы в крови и увеличению снабжения всех органов этим источником энергии;

– усиление аэробного и анаэробного окисления мышечного гликогена, обеспечивающее выработку большого количества АТФ;

– повышение скорости тканевого дыхания в митохондриях (увеличивая снабжение митохондрий кислородом и повышая активность ферментов тканевого дыхания);

– увеличение мобилизации жира из жировых депо и повышение в крови уровня нерасщепленного жира и свободных жирных кислот;

– повышение скорости окисления жирных кислот и образования кетоновых тел, являющихся важными источниками энергии при выполнении длительной физической работы.

Спортсмену, чтобы обеспечить организм энергией, восстановить депо гликогена к следующему тренировочному занятию, необходимо знать, какая нагрузка предстоит через 12–24 часа по интенсивности, продолжительности и построить диету завтрашнего дня по содержанию углеводов, протеинов и т. д.

Тренер должен в общих чертах объявлять спортсмену план тренировок следующего дня или на текущий микроцикл.

Как основу четкого функционирования организма, успешного решения тренировочных и соревновательных задач, особенно в циклических (выносливость) видах спорта, необходимо создавать запасы углеводов в виде гликогена в мышцах, печени.

Энергообеспечение головного мозга (центр управления) осуществляется исключительно глюкозой.

Углеводсодержащие продукты. При выборе твердых углеводсодержащих продуктов предпочтение отдается продуктам, требующих на свое усвоение меньшее количество энергии. В настоящее время для этих целей рекомендован прием так называемых продуктов с высоким гликемическим индексом (табл. 1).

В течение 6 ч после значительной физической нагрузки для восполнения запасов эндогенных углеводов в составе потребляемых продуктов должно содержаться не менее 70 % углеводов (рекомендации отечественных ученых и американских спортивных диетологов). Рекомендуется дробный прием пищи: часто и малыми порциями.

Спортсмен должен сам уметь оценить общую (базовую) диету, а также выбрать добавки к ней в виде пищевых продуктов с известным гликемическим индексом и/или углеводсодержащих напитков.

Углеводсодержащие напитки. В последнее время в спорте для экстренного насыщения углеводами предпочтение отдается углеводсодержащим напиткам. Как правило, рекомендуются напитки, гели, содержащие смеси легкоусвояемых углеводов, органических кислот, витаминов, минералов, незаменимых аминокислот и ненасыщенных жирных кислот. При составлении спортивных напитков широко используются полимеры глюкозы – мальтодекстрины, инвертированный сахар.

Большое значение имеет процентное содержание таких смесей, т. е. глюкозоэлектролитные растворы с пониженной по отношению к плазме осмолярностью способствуют увеличению скорости насыщения и наоборот. Так, прием 10 % (и менее) раствора глюкозы повышает скорость усвоения жидкости почти вдвое. Потребление 8–10 % раствора в процессе тренировки, соревнования, спортивных игр повышает функциональные возможности организма.

Приготовить напиток можно самостоятельно: 10 г (1 ч. л.) сахара, меда, соль на кончике ножа растворить в 100 мл воды. Несмотря на то, что по вкусовым качествам (несладко) такой напиток неохотно пьется спортсменом, привыкшим к сладкому, польза его очевидна.

Прием углеводных напитков на дистанции во время соревнований (где это разрешено правилами) или на тренировке во время выполнения длительных физических нагрузок абсолютно необходим для восполнения запасов энергии.

Углеводы в организме запасаются в виде длинноцепочечных соединений – гликогена. Мышечный гликоген идет только на энергопотребление мышцами, если он запасен в них; печеночный гликоген может быть расщеплен до глюкозы и высвобожден в кровь для всех целей. К 3–6 часам утра печень расходует большую часть своих запасов гликогена. Именно поэтому важен завтрак с углеводным насыщением для восполнения запасов гликогена, израсходованного в предыдущий день тренировок и в процессе ночного восстановления. Кроме того, усвоение сахаров организмом лучше утром из-за особенности функционирования инсулярного аппарата.

Прием углеводов на ночь помогает индуцировать сон за счет увеличения уровня серотонина в мозговых структурах (увеличивается приток триптофана – предшественника серотонина). Но здесь существует небольшой нюанс – углеводы подавляют эффект ночного высвобождения гормона роста.

Время потребления углеводов имеет большое значение в углеводном насыщении (наряду с приемом продуктов с высоким гликемическим индексом) по отношению к тренировочному процессу. Чем раньше после физической нагрузки начат прием, тем эффективнее процесс гликогенообразования (как при приеме фосфагенов). Потребление высокоуглеводных жидкостей и продуктов сразу же после продолжительной тренировки или соревнований увеличивает скорость накопления гликогена в мышцах и способствует быстрому восстановлению.

Во время тренировки энергетические напитки (чаще это жидкие углеводы или другие специальные напитки, обладающие повышенной энергоотдачей) рекомендуется принимать, если она длится более 90 мин. Также в обязательном порядке необходимо принимать энергетики во время утренней или вечерней тренировки в подростковом возрасте. Но не насыщенные кофеином, гуараной и т. д. В возрасте интенсивного роста организма и при значительных энерготратах возможно чрезмерное расходование пластического материала (белки, аминокислоты) на обеспечение организма энергией.

Быстрое восстановление запасов гликогена позволяет более эффективно проводить и вторую тренировку в день и полностью восстановиться к следующему дню (см. табл. 3). Так как синтез внутримышечных запасов гликогена длится от 12 до 48 ч, то при многодневных соревнованиях (больших и длительных расходах энергии) возможно внутривенное введение глюкозы или фруктозы (введение фруктозы задерживает утилизацию молочной кислоты). Здесь следует напомнить, что по условиям антидопингового контроля возможно одномоментное в/в вливание не более 50 мл. Синтезу запасов гликогена способствует прием глютамина.

Накопление гликогена в течение первых 40 мин восстановления после физической нагрузки происходит в 2 раза быстрее при одновременном потреблении углеводов и белка по сравнению с потреблением только углеводов и в 4 раза быстрее, чем после потребления углеводов в той же самой концентрации. Эта тенденция также продолжает проявляться после второго приема пищи (через 2 ч со времени начала срочного восстановительного периода).

Углеводы в жидком виде способствуют предотвращению обезвоживания, о котором нельзя забывать. Вместе с тем эффективность синтеза гликогена не зависит от потребления углеводов в жидкой или твердой форме. В жидком виде скорость утилизации глюкозы несколько увеличивается.

Чем больше запасов гликогена в мышцах перед физической нагрузкой, тем больше потенциал скоростной выносливости у спортсмена. При интенсивной соревновательной нагрузке больше 90–120 минут запасы гликогена в мышцах и печени резко снижаются. Когда они падают до критически низкого уровня (момент гликогенного истощения), спортсмен не в состоянии поддерживать высокую скорость на дистанции. Запасы гликогена можно увеличить, применив метод углеводного насыщения, или углеводной загрузки

Американские спортивные диетологи рекомендуют применять методики 6, 3, 1-дневного режима углеводного насыщения.

В таблице 4 представлен шестидневный режим тренировок и питания, используемый для углеводного насыщения. В первый день, за шесть дней до соревнований, проводят интенсивную тренировку продолжительностью 90 минут на уровне 70 % от максимального потребления кислорода (МПК). В следующие два дня продолжительность занятий снижают до 40 минут. За три дня до соревнований продолжительность занятий до 20 минут. За день до соревнований – отдых.

Очень важно снизить объем и интенсивность тренировок за три дня до соревнований. Три заключительных дня, во время которых снижается объем тренировок и потребляется высокоуглеводная диета, являются по-настоящему «загрузочной» фазой метода.

При трехдневной методике углеводной загрузки – за три дня до старта проводят интенсивную полуторачасовую тренировку. Далее два дня отдых с высокоуглеводной диетой (10 г углеводов на кг/МТ в день).

Однодневный режим углеводного насыщения рекомендуется использовать в тех случаях, когда нарушен процесс подготовки к соревнованиям.

Утром за день до соревнований пропускается завтрак и проводится 5-минутная разминка.

Затем упражнения с самой высокой интенсивностью в течение 2,5–3 минут. Прием углеводов не позже, чем через 20 минут после завершения упражнения.

Следующие 24 часа необходимо отдыхать и потребить 10 г углеводов на кг/МТ.

Благодаря методикам углеводного насыщения можно увеличить запасы гликогена в мышцах на 50-100 %.

Необходимо, чтобы нагрузка (истощающая нагрузка), направленная на снижение запасов гликогена, была специфичной для конкретного вида спорта, т. е. направленной на работу мышц максимально участвующих в выполнении специфических локомоций.

Метод углеводного насыщения целесообразно использовать только перед соревнованиями, длящимися более 90 минут. Углеводное насыщение позволяет поддерживать высокую интенсивность упражнения более длительное время, не влияя на темп в первый час работы, и позволяет дольше поддерживать скорость.

В регуляции углеводного обмена центральное место занимает контроль уровня в крови глюкозы – источника углеводного питания всех клеток организма.

При повышенном потреблении углеводов можно порекомендовать дополнительный прием тиамина (витамин В₁) и аскорбиновой кислоты (витамин С), способствующих накоплению гликогена во внутренних органах, в частности в печени, мышцах.

Прежде чем воспользоваться методикой углеводного насыщения, необходимо проконсультироваться с врачом. Необходимо помнить, что существует опасность манифестации сахарного диабета у лиц с отягощенным анамнезом.

Лактат (молочная кислота) ‒ это уникальный продукт метаболизма, образующийся в мышцах в процессе нагрузок. Он отражает уровень тренированности организма. В состоянии покоя уровень молочной кислоты составляет 1 ммоль/л. Во время физической нагрузки мышцы используют глюкозу в качестве источника энергии. Молекула глюкозы преобразуется в молекулу пировиноградной кислоты, которая в сочетании с кислородом служит источником энергии в форме АТФ.

В условиях недостатка кислорода пировиноградная кислота расщепляется до молочной кислоты и ионы водорода, которые повышают уровень кислотности в мышцах.

Поначалу организм, имея буферные системы, способен противодействовать этому процессу, предотвращая накопление молочной кислоты и ионов водорода и быстрое наступление усталости. Однако по мере увеличения интенсивности нагрузки сопротивляемость организма кислотности падает, в результате чего происходит повышение концентрации молочной кислоты в крови.

Момент, называемый лактатным порогом, наступает, когда уровень молочной кислоты в крови достигает 4 ммоль/л, и появляется прекрасно знакомая всем боль в мышцах и усталость. При нарастании количества молочной кислоты в крови увеличивается боль и жжение в работающих мышцах (индивидуально у каждого спортсмена), общая усталость. Хотя повышение кислотности обусловлено именно увеличением числа ионов водорода, порог называется лактатным, поскольку в ходе теста на нагрузку измеряется уровень лактата. С уровнем лактата в 4 ммоль/л связано понятие ПАНО (порог анаэробного обмена), когда начинает реализовываться переход на иной, ограниченный потреблением кислорода, путь энергообеспечения.

Чаще всего при тренировке на выносливость именно «на пороге» задается подходящая максимальная скорость, которую упражняющиеся спортсмены могут поддерживать длительное время. Тренировки, специально применяемые для повышения лактатного порога, могут значительно улучшить скорость прохождения дистанции. Он также считается одним из лучших показателей выносливости. Как правило спортсмены, чей лактатный порог проявляется на более высокой скорости, будут быстрее в соревновании на выносливость, поскольку для них характерен более высокий уровень толерантности к накоплению ионов водорода и отсрочка усталости. Следовательно, тренировки «на пороге» и незначительно ниже практически всегда улучшают результативность в циклических видах спорта.

Энергизаторы

Яблочная кислота – промежуточный продукт цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), источник энергии, участвует в тканевом дыхании. Пищевой источник – в основном растительные продукты (например яблоки, малина и т. д.)

Лимонная кислота – природное вещество, промежуточный продукт ЦТК (он же – цикл лимонной кислоты, цикл Кребса), источник энергии. Применяется в виде лимонной кислоты промышленного производства или в виде сока, мякоти свежего лимона с сахаром, медом перед стартами; в качестве восстанавливающего средства (с напитками) после физической нагрузки.

Свежая и замороженная ягода малины содержит лимонную и яблочную кислоты. Аналогичным действием обладает кетоглутаровая кислота (важнейший метаболит ЦТК).

Янтарная кислота. Также промежуточный продукт ЦТК. Применяется при экстремальных физических, психоэмоциональных, тренировочных и соревновательных нагрузках, а также в восстановительном периоде.