В процесі повного окисленння однієї молекули глюкози синтезується 38 молекул АТФ. При співставленні анаеробного гліколізу з аеробним розщепленням вуглеводів можна помітити, що останній в 19 разів ефективніший.

Для забезпечення організму енергією, крім вуглеводів, використовувалися жирні кислоти з 16 та 18 атомами вуглеводу. При окисленні жирних кислот на першій стадії проходить їх активація, в ході якої використовуються молекули АТФ. Далі при розщепленні, наприклад, стеаринової кислоти до СО₂ та Н₂О утворюється 147 молекул АТФ. Порівняння продукції АТФ в розрахунку на один атом вуглецю показує, що ця величина на 30% більша для жирної кислоти (8,2 молекули), ніж для глюкози (6,3 молекули).

Якщо порівняти запаси енергії в 100 г жиру та 100 г вуглеводів, то при розщепленні жиру синтезується в 2 рази більше молекул АТФ, ніж при катаболізмі вуглеводів. Запаси вуглеводів в організмі дуже малі, щоб підтримувати фізичну працездатність тривалий час, використовуються запаси жирів. Однак, якщо порівняти продукцію АТФ на одиницю поглинання О₂, то виявляється зворотня картина, і вуглеводи мають істотну перевагу. Наприклад, тільки 6 молекул О₂ необхідно для синтезу 38 молекул АТФ під час аеробного розщеплення молекул глюкози та 26 молекул О₂ необхідно для окислення стеаринової кислоти, в процесі якого генерується 147 молекул АТФ. При такому порівнянні вуглеводи на 12 % більш ефективні в поглинанні кисню на молекулу синтезованої АТФ. Під час інтенсивних фізичних навантажень в умовах ліміту кисню залишається особливо важливим шлях забезпечення енергією за рахунок вуглеводневих запасів організму, особливо глікогену м'язів. Ось чому багато років увага вчених різних країн спрямована на використання різних харчових компонентів та варіантів фізичних навантажень для підвищення концентрації глікогену в скелетних м'язах перед великими змаганнями [6].

Серед інших можливих джерел енергії для забезпечення м'язевої діяльності необхідно відмітити білки. Їх частина в енергетичному обміні організму істотно менша, ніж вуглеводів та жирів, і складає тільки 5-10%. Всі білки містять амінокислоти, які піддаються в організмі різним метаболічним перетворенням. Група амінокислот,які називають глікогенними, тобто здатними активно брати участь в утворенні вуглеводів: аланін, серин, гліцин, цистин, фенілаланін, тирозин, лізин, тринтофан. Інші амінокислоти після втрати аміногрупи вступають в цикл реакцій лимонної кислоти і піддаються окисленню до СО₂ і Н₂О з наступним утворенням АТФ. Таким чином, в процесі впорядкованих поетапних змін вихідні молекули вуглеводів, жирів та білків перетворюються в кінцевий продукт, що виводиться з організму. В таблиці 7 вказані різні джерела енергії в організмі людини (з масою тіла 70 кг), які використовуються під час фізичних навантажень.

Таблиця 7

Джерела енергії в організмі людини

Процеси окислення поживних речовин у м'язевій клітині проходять зі швидкістю достатньою для задоволення її енергетичних потреб в даний момент. Необхідно підкреслити, що клітинний метаболізм базується на принципі максимальної економії. Загальна швидкість метаболізму в скелетних м'язах в період спокою істотно нижча, ніж в період відпочинку після фізичних навантажень. В період виконання специфічної функції м'язів - скорочення і розслаблення - потреби в енергії можуть зростати в сотні разів, і тоді для підтримання необхідного рівня АТФ використовуються як внутрішньом'язеві, так і позам'язеві джерела енергії [1].

Отже, є чотири головних джерела енергії, які використовуються в скелетних м'язах для поповнення запасу АТФ під час фізичних навантажень. До них відносять, по-перше, анаеробне розщеплення розщеплення КрФ; по-друге, анаеробне розщеплення глікогену або глюкози (глікогеноліз або гліколіз); по-третє, аеробне розщеплення вуглеводів; по-четверте, аеробне розщеплення жирів (ліпідів).

Основний принцип контролю, що регулює процеси накопичення і витрачання енергії в скелетних м'язах, дуже простий: синтез АТФ проходить тільки, коли в цьому є необхідність, і в таких кількостях, щоб забезпечити виконання специфічної функції - скорочення м'язів.

Під час виконання короткочасних фізичних навантажень,як біг або плавання на короткі дистанції, розпад глікогену або глюкози в скелетних м'язах в декілька сот разів швидший, ніж в стані спокою. Спочатку розщеплюється, переважно, глікоген, концентрація якого поступово знижується. При тривалому фізичному навантаженні відбувається переключення з анаеробного на аеробний розпад вуглеводів, або невуглеводних джерел енергії. Перш за все починають витрачатися позаклітинні джерела енергії, а саме глікоген печінки, що розпадається до вільної глюкози,яка через кров надходить в м'язи і піддається повному окисленню з участю ферментів гліколізу та циклу лимонної кислоти. Переключення на аеробний шлях окислення вуглеводів і вільних жирних кислот призводить до істотного підвищення концентрації АТФ, що є сигналом для пониження швидкості реакції гліколізу.

В якості джерел енергії під час фізичних навантажень використовуються вільні жирні кислоти - тригліцериди, які знаходяться в скелетних м'язах, в жирових депо жирової тканини та в крові.

Розщеплення тригліцеридів незалежно від їх локалізації каталізують ферменти - ліпази, активність яких контролюється і регулюється гормонами.

При виконанні тривалих фізичних навантажень в якості джерела енергії достатньо велика концентрація вільних жирних кислот може збільшуватися у 5 разів у порівнянні з рівнем спокою. Зміна вмісту гормонів в крові під час тривалих фізичних навантажень важлива для звільнення жирових кислот з жирової тканини і скелетних м'язів. Висока енергетична цінність вільних жирних кислот при окисленні в мітохондріях м'язевих клітин забезпечує енергією виконання тривалих фізичних навантажень. Мобілізація і вивільнення жирних кислот в кров з жирових депо інгібуються підвищеним вмістом інсуліну і молочної кислоти. При фізичних нвантаженнях в анаеробних умовах, коли посилюються процеси гліколізу і накопичення молочної кислоти, практично вся енергія надходить тільки з вуглеводних джерел, а жирні кислоти не використовуються.

Під час виконання короткочасних інтенсивних фізичних навантажень в якості основних джерел енергії використовується КрФ, глікоген і глюкоза скелетних м'язів. В цих умовах головним фактором, що лімітує утворення АТФ, можна рахувати відсутність необхідної кількості кисню. Інтенсивний гліколіз приводить до накопичення в скелетних м'язах великої кількості молочної кислоти, яка поступово дифундує в кров та переноситься в печінку. Високі концентрації молочної кислоти є важливим фактором механізму регулювання, що інгібує обмін вільних жирних кислот під час фізичних навантажень тривалістю 30-40 сек.

По мірі збільшення тривалості навантажень проходить поступове зниження концентрації інсуліна в крові. Цей гормон активно регулює жировий обмін і при високих концентраціях гальмує активність ліпаз. Зниження концентрації інсуліну під час тривалих фізичних навантажень приводить до підвищення активності інсулін-залежних ферментних систем, що проявляється у посиленні процесу ліполізу і вивільненні жирних кислот з депо [5].

Важливість цього механізму регуляції очевидна, коли спортсмени допускають найбільш поширену помилку: намагаючись забезпечити організм легкозасвоюваними джерелами енергії, за годину до початку змагань або тренувань, вони приймають збагачену вуглеводами їжу або концентрований напій, що містить глюкозу. Таке насичення організму вуглеводами приводить до підвищення через 15-20 хв рівня глюкози в крові, а це викликає посилене виділення інсуліну. Підвищення концентрації цього гормону приводить до посиленого споживання глюкози в якості джерела енергії для м'язевої діяльності, тобто в організмі витрачаються вуглеводи. А не жирні кислоти,які енергетично більш вигідні. Тому споживання глюкози за 1 годину до старту істотно впливає на спортивну життєздатність і понижує виносливість до тривалих навантажень.

Активна участь вільних жирних кислот в енергетичному забезпеченні м'язевої діяльності дозволяє більш економно виконувати тривалі фізичні навантаження. Посилення процесу ліполізу під час фізичних навантажень приводить до звільнення жирних кислот з жирових депо в кров, і вони надходять в скелетні м'язи або використовуються для утворення ліпопротеїнів крові. В скелетних м'язах вільні жирні кислоти проникають в мітохондрії, де піддаються послідовному окисленню, що пов'язане з фосфорилюванням і синтезом АТФ. Мітохондрії здатні окислювати субстрати і при відсутності АДФ та Рн, але в цьому випадку енергія окислення розсіюється у вигляді тепла, а не накопичується в молекулах АТФ.

Деякі енергетичні можливості організму з різних джерел енергії під час фізичних навантажень вказані в табл.8.

Отже, в залежності від інтенсивності та тривалості вправ їх енергетичне забезпечення може проходити при різному співвідношенні анаеробних і аеробних процесів отримання енергії. Всі види фізичних вправ можна віднести до трьох основних видів енергетичного забезпечення: анаеробного, аеробно-анаеробного та аеробного

Таблиця 8

Максимальна швидкість утворення енергії з різних джерел під час фізичних навантажень

.

Тренування з використанням силових вправ приводить до морфологічних змін. Збільшення м'язевої маси при таких тренуваннях вказує н підвищений синтез м'язевих білків. Приріст м'язевої маси і величини поперечного перерізу м'язевих волокон супроводжується збільшенням вмісту міофібрілярних білків. Під впливом тренувань збільшується товщина рухових нервових волокон, кількість термінальних нервових гілочок, число ядер і міофібріл в м'язевих волокнах, вміст скоротливих білків - міозину і актину, а також міжглобіну. В основі біохімічних та морфологічних змін, що супроводжуються гіпертрофією скелетних м'язів, лежить процес активації генів, обумовлений збільшенням концентрації низькомолекулярних регуляторів під час виконання фізичних навантажень. Активація генетичного апарату м'язевої клітини під впливом змін метаболізму під час силових фізичних навантажень приводить до посилення алаптивного синтезу скоротливих і структурних білків, що знаходять вираження в гіпретрофії м'язевих волокон [5].

Біохімічні зміни, які виникають в організмі в процесі тренувань, знаходяться в тісній залежності від повноцінного забезпечення організму основними поживними речовинами. Метаболічна картина змін обміну речовин в процесі тренувань дозволяє більш раціонально і цілеспрямовано використовувати фактори харчування для створення оптимального метаболічного фону після фізичних навантажень. Кількісний і якісний склад їжі визначає енергетичні ресурси організму та істотно впливає на фізичну працездатність, а також на тривалість періоду відновлення організму при інтенсивності фізичного навантаження. Фактори харчування при побудові навчально-тренувального процесу не можна рахувати другорядними, навпаки, з їх допомогою, правильно організовуючи раціон і режим харчуванння, необхідно розширювати функціональні можливості організму. Відповідність характеру харчування метаболічним змінам, які викликані м'язевою діяльністю, визначає розвиток процесів адаптації організму спортсмена до виконання навантажень під час тренувань і змагань.

ІІ.МЕТОДИКА ОРГАНІЗАЦІЇ БІОХІМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ХАРЧУВАННЯ СПОРТСМЕНІВ

2.1 Основні принципи складання раціонів харчування спортсменів в залежності від антропометричних і фізіологічних показників

Фактори харчування можуть активно впливати на метаболічні процеси в організмі і підвищувати спортивну працездатність, а також прискорювати процеси її відновлення в період відпочинку після тренувань і в період змагань. В умовах відсутності необхідних компонентів харчування спостерігається порушення нормального перебігу метаболічних процесів, що призводить до пониження спортивної працездатності. На основі багаторічних досліджень впливу харчування на організм спортсмена під час тренувань і змагань були сформульовані основні принципи харчування спортсменів, які включають:

Забезпечення організму необхідною кількістю енергії, що відповідає її витраті в процесі виконання фізичних навантажень.

Дотримання збалансованого харчування стосовно певних видів спорту та інтенсивності фізичних навантажень, включаючи розподіл енергетичної цінності основних харчових речовин, які будуть змінюватись в залежності від періодів підготовки до змагань. Сюди можна віднести збалансованість по амінокислотах, що входять до складу білкових продуктів, і по кількості основних харчових речовин, вітамінів та мікроелементів.

Вибір адекватних форм харчування (продуктів, комбінацій харчових речовин) в періоди інтенсивних та тривалих фізичних навантажень, в період безпосередньої підготовки до змагань, в період змагань і наступного періоду відновлення.

Використання харчових речовин для активації і регуляції внутрішньоклітинних метаболічних процесів в різних органах і тканинах.

Створення за допомогою харчових речовин необхідного метаболічного фону для біосинтезу і реалізації дій гормонів, що регулюють ключові реакції метаболізму (катехоламінів, простагландинів, картикостероїдів, циклічних нуклеотидів та ін.).

Різноманітність їжі за рахунок використання широкого асортименту продуктів і застосування різних прийомів їх кулінарної обробки для оптимального забезпечення організму усіма необхідними речовинами.

Включення в раціона біологічно повноцінних продуктів і блюд, які швидко перетравлюються і засвоюються.

Використання харчових факторів для підвищення швидкості нарощування м'язевої маси і збільшення сили, а також для регулювання маси тіла в залежності від вагової категорії спортсмена.

Індивідуалізацію харчування в залежності від антропометричних фізіологічних та метаболічних характеристик спортсмена, стану його травної системи, особистих смаків та звичок [5].

На протязі багатьох років ці принципи побудови збалансованого харчування застосовуються при організації підготовки спортсменів. Однак, при дослідженні обмінних процесів організму досить важко визначити потреби організму в поживних речовинах, що надходять з їжею, тому при визначенні основних потреб організму в поживних речовинах використовують номограф А.А. Покровського - двосторонній диск з движком, на одному боці якого нанесені номографічні криві ідеальної ваги, а на другій - радіальна таблиця для встановлення фізіологічних потреб організму в поживних речовинах [10]. В залежності від антропометричних показників, за номографом, можна визначити добову потребу спортсмена в основних поживних речовинах, і на основі отриманих даних, визначити співвідношення білків, вуглеводів та жирів в раціоні харчування спортсменів в залежності від фізичних навантажень.

2.2 Організація дослідження впливу компонентів харчування на організм спортсмена

При дослідженні впливу харчування на обмінні процеси в організму спортсмена використовують методи прямої і непрямої калориметрії. Метод прямої калориметрії полягає в безпосередньому вимірюванні кількості тепла, виділеного організмом в калориметричній камері, але він надзвичайно громіздкий і не може бути використати для оцінки енерговитрат в умовах спортивної діяльності. Тому широкого застосування набув метод непрямої калориметрії, який базується на окислювальних особливостях енергетичного обміну: 1)вивільненні потенціальної енергії харчових речовин відбувається в результаті окисних процесів, тому кількість спожитого кисню і виділеної кислоти можуть служити показником рівня окисних процесів; 2) калоричний еквівалент кисню, тобто кількість енергії, яка звільняється при споживанні 1л кисню, для кожної харчової речовини постійна. Відношення об'єму видихнутої вуглекислоти до об'єму спожитого кисню називають дихальним коефіцієнтом. Експериментальним шляхом було встановлено, що для вуглеводів він рівний 1, для білків - 0,8, для жирів - 0,7. Дихальний коефіцієнт залежить від співвідношення атомів вуглецю, кисню і водню у молекулі окислювальної речовини. В організмі одночасно відбувається окислення різних речовин і залежно від складу їжі дихальний коефіцієнт може коливатись від 0,7 до 1 [3]. Однак, непряма калориметрія має один вагомий недолік - по затратах кисню можна лише приблизно вирахувати енергетичні затрати організму під час фізичних навантажень, що пов'язані з особливостями фізіологічних процесів в організмі. Тому визначити точно основні потреби організму в поживних речовинах при різній інтенсивності фізичних навантажень можна лише експериментально, комбінуючи кількісні показники компонентів харчування та їх вплив на різні види фізичних навантажень

ІІІ.ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ АНАЛІЗ ВПЛИВУ ОСНОВНИХ КОМПОНЕНТІВ ХАРЧУВАННЯ НА ФІЗИЧНУ ДІЯЛЬНІСТЬ СПОРТСМЕНІВ

3.1 Визначення потреб організму спортсмена в залежності від антропометричних і фізіологічних показників

Дослідження потреб в основних харчових речовинах ми проводили в групі спортсменів-бігунів ДЮСШ №1. В зв'язку з наявністю в організмі складних взаємовідносин між білками, жирами, вуглеводами, вітамінами і мінеральними речовинами раціони харчування спортсменів повинні бути повноцінними по якісному і кількісному складу.

При визначенні потреб в основних речовинах організмів спортсменів-бігунів в залежності від антропометричних і фізіологічних показників, ми використали монограф А.А. Покровського, і визначили ідеальну вагу кожного спортсмена та його добові потреби в білках, жирах, вуглеводах та вітамінах, і вирахували калорійність добового раціону спортсменів під час середніх фізичних навантажень (табл. 9).

Аналізуючи отримані результати оптимальних потреб організму в поживних речовинах, ми виявили, що в харчовому раціоні білки, жири і вуглеводи повинні бути збалансованими в певних співвідношеннях, а саме 1:1:4, тобто на 1 г білків повинно приходитись 1г жирів та 4г вуглеводів. Калорійність за рахунок білків в раціоні повинна складати 14%, за рахунок жирів - 30%, вуглеводів - 56 % [13].

Згідно, показників номографа, при виконанні спортсменами інтенсивних фізичних навантажень потреби в основних харчових речовинах відповідно зростають: вуглеводів на 1000г; жирів - 9-21г; білків - 30 г; вітаміну С - 100мг; нікотинової кислоти - 10мг; тіаміну, пантотенової кислоти та ретинолу - на 1 мг; а заліза на 0,5 мг.

Таблиця 9

Потреби організму спортсменів (за даними номографа)

Використовуючи отримані результати, ми розрахували енергетичну цінність кожного з харчових речовин в раціоні, і за допомогою енергетичних коефіцієнтів вирахували вміст основних харчових речовин у вагових одиницях. Так, згідно отриманих співвідношень основних компонентів харчування, при калорійності раціону 5128,6 ккал на частку білків приходиться 718 ккал, на частку жирів -1538 ккал, а на частку вуглеводів - 2872ккал, знаючи енергетичні коефіцієнти основних харчових речовин (1г білків 4,1ккал, 1г жирів -9,3ккал, 1г вуглеводів -4,1ккал), ми вирахували вміст в раціоні кожного з них в грамах. В даному раціоні кількість білків складає 175,1г, жирів - 165г, вуглеводів - 699г.

При інтенсивних фізичних навантажень потреби організму в основних компонентах харчування зростають, але раціональне співвідношення зберігається. На основі характеристики основних потреб організму в поживних речовинах раціон харчування для спортсменів-бігунів під час тренувань і змагань повинен містити основні поживні речовини в залежності від фізіологічних показників. При складанні добового раціону спортсмену необхідно виходити з енергетичних затрат організму під час виконання фізичних навантажень, які визначили шляхом непрямої калориметрії.

Енергетичний ефект хімічних перетворень будь-якої речовини визначається їх кінцевими продуктами. Тому результат спалення вуглеводів і жирів в калориметрі, може бути використаний для обґрунтування їх енергетичної цінності в організмі, так як в ньому, як і в калориметрі, утворюються одні і ті ж речовини - СО₂ та Н₂О. В калориметрі проходить повне окислення вуглеводів і водню, а весь азот виділяється у вигляді оксидів. В організмі окислення білків не доходить до кінця, так як частково утворюється сечовина, сечова кислота та інші органічні речовини. При визначенні калорійної цінності білків для організму необхідно вносити поправки. Енергетична цінність різних білків неоднакова, наприклад, білки рослинного походження містять менше енергії, ніж білки тваринного походження. Також неоднаковий запас енергії в різних вуглеводах і жирах.

Найчастіше користуються середніми значеннями енергетичної цінності поживних речовин.

Непряма калориметрія - базується на визначенні газообміну, тобто кількості спожитого організмом кисню і виділеного вуглекислого газу. Відомо, що 1 л. спожитого кисню вивільняє від 4,5 до 5 ккал (при окисленні білків - біля 4,5, жирів - біля 4,7, вуглеводів - 5), а в середньому - біля 4,8 ккал [6]. Отже, по затратах кисню можна приблизно визначити енергетичні затрати організму.

Для більш точного визначення частки затраченої енергії і розрахунку частки участі в обміні речовин білків, вуглеводів, жирів ми встановили вміст азоту в сечі, виділеної за період експерименту ( за декілька діб). Знаючи, що 16% ваги білків приходиться на частку азоту, ми вирахувати, яка їх кількість піддалась розпаду (іншими шляхи, наприклад через шкіру, азот виділяється у невеликих кількостях, тому цими показниками можна знехтувати). Потім, ми вирахували, скільки при цьому було спожитого О₂ і утворилося СО₂, так як величина газообміну на 1 г білків невідома. При визначенні енергетичних затрат організму ми скористалися дихальним коефіцієнтом (відношенням виділяє мого вуглекислого газу і спожитого кисню. При реакції гліколізу С₆Н₁₂О₆+6О₂=6СО₂+6Н₂О+38АТФ, на 1 мол глюкози затрачається 6 молекул О₂ і при цьому виділяється 6 молекул СО₂.

Отже, дихальний коефіцієнт глюкози глюкози рівний 1.

При окисленні жирів, наприклад діолеопальмітіна, що містить дві частини олеїнової і одну пальмінової кислот, С₅₃Н₁₀₀О₆+75О₂=53СО₂+50Н₂О, дихальний коефіцієнт склав 0,7 .Якщо при дослідженні дихальний коефіцієнт рівний 1, то значить, що окислюються вуглеводи. Якщо наближається до 0,7, то переважно жири.

Під час досліджень енергетичних витрат спортсменів-бігунів під час тренувань ми визначили, за допомогою непрямої калориметрії, що при бігу на 3км по біговій доріжці, кожний спортсмен спожив в середньому близько 499 - 548,6 л О_2, при цьому виділиться 452 - 493,4 л СО₂. Вміст азоту в добовій порції сечі - 14-16 г.

При аналізі отриманих результатів виявилось, що в організмі спортсменів піддались розпаду і окисленню близько 100 г білка, поглинуто 96 л О₂ і утворилось 77 л СО₂. Якщо ці кількості вирахувати з загальних кількостей спожитого кисню і виділеної СО₂, то на частку жирів і вуглеводів приходиться 452,6 л О₂ та 416,4 л СО₂. Ці біохімічні зміни виникають під час середніх фізичних навантажень в період тренувань (табл..10).

При виконанні інтенсивних фізичних навантажень необхідно збільшувати надходження поживних речовин, і збільшувати калорійність раціону спортсменів. При такій фізичній роботі споживання вуглеводів підвищується на 10-17% в залежності від антропометричних і фізіологічних показників (табл..11), але спостерігається відносна стабільність між білками, вуглеводами і жирами в харчуванні спортсменів.

Отже, фізіологічні та антропометричні особливостей спортсменів перебувають в пропорційній залежності від кількісного і якісного складу раціону харчування, що опосередковано впливає через метаболічні процеси на стан організму в період інтенсивності фізичних навантажень під час тренувань, змагань та у відновлюваний період.

Таблиця 10

Потреби спортсменів при середніх фізичних навантаженнях

Таблиця 11

Потреби спортсменів при інтенсивних фізичних навантаженнях

3.2 Вплив основних харчових речовин на спортивні показники спортсменів

При дослідженні біохімічного впливу поживних речовин на спортивні показники спортсменів, ми використовували різні співвідношення компонентів харчування: білків, вуглеводів і жирів. Біохімічні дослідження показали, що в організмі людини, в основному у м'язах та печінці, зберігається надлишок вуглеводів у формі глікогену. Саме тому споживання вуглеводів, безпосередньо, впливає на кількість глікогену в м'язах і, відповідно, на здатність спортсменів переносити інтенсивні фізичні навантаження, які потребують виносливості [12]. В результаті досліджень (рис.1), у спортсменів, які інтенсивно тренувалися і споживали їжу з низьким вмістом вуглеводів (40% загальної кількості калорій), спостерігалось постійне зниження вмісту м'язевого глікогену (по результатам біопсії м'язів).

Рис.1. Вплив вмісту вуглеводів в раціоні харчування на запаси м'язевого глікогену під час тренувальних навантажень: 1- дієта з високим вмістом вуглеводів; 2- з низьким вмістом вуглеводів

Однак споживання їжі, багатої вуглеводами (70 % загальної кількості калорій), рівні м'язевого глікогену майже повністю відновлювались протягом 22 год. Крім того, при підтриманні високих рівнів глікогену спортсмени легше переносили тренувальні навантаження.

При споживанні спортсменами їжі, яка містила нормальну кількість вуглеводів (біля 5 % загальної кількості калорій), у їх м'язах накопичувалось приблизно 100 ммоль глікогену на 1 кг м'язу [12]. В одному випадку було встановлено, що при споживанні з їжею менше 15 % вугленводів у м'язах накопичується всього 53 ммоль/кг^-1, тоді як їжа, багата вуглеводами (60-70%), сприяє накопиченню до 205 ммоль/кг-1. При виконанні досліджуваними фізичного навантаження до знесилення з інтенсивністю 75 % МПК тривалість роботи була прямо пропорційна кількості глікогену в м'язах перед тестом.

Вуглеводи - основне джерело енергії для організму більшості спортсменів, тому їх вміст в утворенні енергії повинен складати не менше 50% калорій. У спортсменів, які займаються такими видами спорту, що вимагають виносливості, цей показник може складати 55-65 % [11].

Поповнення запасів глікогену визначається не тільки кількістю вуглеводів, що надходять з продуктами харчування. Фізичні вправи, що включають ексцентричний компонент (подовження м'язів),наприклад біг на різні дистанції, можуть призводити до травми м'язів і тим самим порушувати ре синтез глікогену. В такому випадку, в перші 6-12 годин після фізичного навантаження, рівні м'язевого глікогену будуть знаходитися в нормі, але в процесі “ремонту” м'язу, ре синтез глікогена сповільнюється або зупиняється повністю. Чим обумовлена така реакція, невідомо, хоча гальмування споживання м'язевого глікогена і його накопичення може бути визване станом м'язу. Наприклад, на протязі 12-24 годин інтенсивного фізичного навантаження ексцентричного типу пошкоджені м'язеві волокна інфільтруються клітинами - (лейкоцитами, макрофагами і т.п.), які видаляють пошкоджені частинки клітинних мембран. Для цього “ремонту” необхідна значна кількість глюкози крові, що призводить до зменшення кількості глюкози, необхідної для ре синтезу м'язевого глікогена. При виконанні вправ ексцентричного типу м'язи стають чутливими до інсуліну, який обмежує споживання глюкози м'язевими волокнами. Процес відновлення запасів глікогену після різних видів фізичного навантаження відбувається по-різному, і його необхідно враховувати в процесі тренувань і змагань, коректуючи вміст вуглеводів в раціоні спортсменів.

Під час бігу на довгі дистанції рівень глюкози в крові знижуються (гіпоглікемія), що може сприяти появі втоми. Результати ряду досліджень показали підвищення рівня м'язевої діяльності у спортсменів після вживання вуглеводів під час фізичної діяльності тривалістю 1-4 год. якщо піддослідний вживав вуглеводи чи плацебо на початковій фазі виконання навантаження, то не можна було спостерігати ніякої різниці у рівні м'язевої діяльності, тоді як під час завершальної стадії у досліджуваних, які споживали вуглеводи, відзначалося помітне поліпшення працездатності (рис.2).

Варто відзначити, що на сьогоднішній день точно не встановлено, яким чином вуглеводи сприяють поліпшенню м'язевої діяльності. Багато вчених вважають, що підтримка майже нормальних рівнів глюкози в крові дозволяє м'язам отримувати більше енергії, саме за їх рахунок. Споживання вуглеводів під час виконання фізичних навантажень не забезпечує економного використання м'язевого глікогену, однак дозволяє зберегти його запаси. Рівень м'язевої діяльності, що вимагає виносливості (тривалістю більше 1 год) можна підвищити, споживаючи вуглеводи за 5 хв. до початку фізичної активності; за 2 год. до фізичного навантаження (споживання їжі перед змаганнями, а також через певні інтервали часу безпосередньо під час виконання фізичного навантаження.

Не рекомендується вживати їжу, збагачену вуглеводами, за 15-45 хв до початку м'язевої діяльності, тому що це може призвести до гліпокемії відразу ж після початку роботи і передчасної втоми. Як видно з рис.3, споживання вуглеводів в цей проміжок часу стимулює секрецію інсуліну, що зумовлює підвищення його концентрації після початку м'язевої діяльності.

Як результат цього, аномально зростає інтенсивність споживання глюкози, що спричинює гіпоглікемію. Подібна реакція спостерігається не у всіх, тим не менше, не варто споживати вуглеводи за 15-45 хв до початку фізичного навантаження.

Рис.3. Вплив споживання вуглеводів перед фізичним навантаженням на вміст глюкози в крові під час фізичного навантаження: 1- споживання цукру перед фізичним навантаженням; 2 - без цукру.

Оптимальна м'язева діяльність залежить від відносно постійного вмісту в організму води та електролітів, але ,переважно, у вигляді напоїв протягом тривалої фізичної діяльності, особливо в умовах підвищеної температури оточуючого середовища, справляє очевидний позитивний вплив. Споживання рідини зводить до мінімуму обезводнення організму, підвищення температури тіла і навантаження на сердучно-судинну систему [13].

Як видно з рис .4 , при зневодненні організму досліджуваних під час тривалого (кілька годин) бігу на тредбані при високій температурі оточуючого середовища (40⁰С) і без поповнення запасів води у них прогресивно підвищується частота серцевих скорочень.

Рис.4. Вплив виконання тривалого фізичного навантаження в умовах підвищеної температури оточуючого середовища на ЧСС піддослідних, які не споживали ніякої рідини (1), і тих, що вживали солевий розчин (2) і
воду (3)

Без споживання рідини, у спортсмени швидше наставав стан виснаження, і не могли закінчити 6-годинне тренування. Споживання води чи фізіологічного розчину в кількості, що відповідає втратам маси тіла, попереджувало дегідратацію і значне підвищення частоту серцевих скорочень (ЧСС). Навіть споживання теплих напоїв (рівних температурі тіла) забезпечує деякий захист організму від перегрівання, разом з тим прохолодні напої прискорюють процес охолодження тіла, оскільки тепло з глибини тіла використовується для їх зігрівання.

Як уже вказувалося, різні раціони по-різному впливають на запаси м'язевого глікогену організмі, і спортивні результати в спорті, багато в чому залежить від величини їх запасів. Вважається, що чим більший запас глікогену, тим вищі потенційні можливості спорстмена досягти результатів при інтенсивних фізичних навантаженнях в період змагань. Тому рекомендується розпочинати змагання з максимальними запасами глікогену в організмі.

Цього можна досягти шляхом зниження інтенсивності тренувальних занять за тиждень до змагань і споживанням звичайної змішаної їжі, яка має 55% калорій за рахунок вуглеводів, до того часу, поки до початку змагань не залишиться 3 дні. В цей період об'єм тренувань потрібно знизити ще більше, проводячи лише 10-15 хв. розминки і споживаючи їжу, багату вуглеводами. Якщо слідувати цьому плану, то рівень глікогену підвищиться до 200 ммоль/кг^-1 м'яза

Запаси глікогену в м'язах і печінці обмежений, тому використання жирів (вільних жирних кислот) для утворення енергії може вплинути на виносливість організму під час фізичних навантажень. Очевидно, будь-яка фізіологічна зміна, що дозволяє організму використовувати більше жирів, має перевагу, особливо в циклічних видах спорту та при інтенсивних фізичних навантаженнях під час змагань. В результаті тренувань направлених на підвищення виносливості, зростає здатність використовувати жири в якості джерела енергії, хоча просте вживання жирів разом з їжею не стимулює їх використання м'язами. Навпаки, споживання жирних продуктів приводить до збільшення вмісту тригліцеридів в плазмі, які повинні розщепитися до періоду, коли вільні жирні кислоти зможуть бути використані для утворення енергії, щоб збільшити використання жирів, необхідно підвищити рівень вмісту вільних жирних кислот, а не рівні тригліцеридів. Спроби підвищити вміст вільних жирних кислот в плазмі споживанням окремих продуктів виявились невдалими. Деякі продукти, що містять кофеїн, сприяють використанню жирів і підвищують працездатність при тривалому виснажливому фізичному навантаженні, якщо споживати за 1годину до навантаження. Міжнародний олімпійський комітет заборонив використання кофеїну для підвищення рівня виносливості, але цей контроль досить складний і малоефективний [12].

На протязі багатьох років додаткове споживання білків було обов'язковим для спортсменів, так як, вважалось, що м'язи використовують білки як томливо для здійснення скорочень. Біохімічні дослідження довели, що досить невелика кількість білків використовується для м'язевої діяльності, переважно це жири і вуглеводи. Тому додаткове споживання білків під час навантажень є недоцільним, особливо для рухливих видів спорту, так як це призводить до збільшення маси тіла, пониження працездатності та виносливості при інтенсивних навантаженнях під час спортивних змагань. При аналізі споживання білків спортсменами, які займаються силовою підготовкою, результати досліджень не дозволяють зробити конкретний висновок, але для ним рекомендують споживання білків біля 0,9 г на кг ваги тіла в день. При заняттях циклічними видами спорту рекомендують споживати білки в кількості до 1,6г на кг ваги організму. На сьогоднішній день, відсутні докази необхідності споживання великої кількості білків, так як надмірне споживання білків посилює навантаження на нирки, і тому більшості спортсменів достатньо споживати 12-15% білків, якщо тільки для них не характерний загальний дефіцит енергії.

Отже, при плануванні режиму харчування необхідно враховувати індивідуальні особливості організму спортсмену, і на основі цих показників планувати цикл фізичних навантажень в період тренувань і змагань.

ВИСНОВКИ

Характер харчування спортсменів залежить від інтенсивності спортивного навантаження. Потреби в калоріях в дні напружених тренувань і змагань складає в середньому 4500-5500ккал. При інтенсивному фізичному навантаженні виникає підвищена потреба в білку, який використовується не тільки в пластичних цілях, але і для утворення нових клітин м'язевої тканини, для збереження її в працездатному стані.

Білковий раціон харчування (м'ясо, сир, яйця, молоко, хліб, масло, цукор) сприяє високій засвоюваності харчових речовин: білків - на 94,5%, жирів - на 95,4%, вуглеводів - на 96,5%. Однак при цьому відзначається низька засвоюваність мінеральних речовин - на 66,5%. При переважно вуглеводному раціоні (крупи, цукор, білий хліб, молоко, масло) значно понижується засвоєння жирів - 94 %, висока засвоюваність вуглеводів - 99 % і вища засвоюваність мінеральних речовин - 80 %. Для повнішого засвоєння харчових речовин в організмі велике значення має співвідношення їх в раціоні харчування. Нестача будь-якого з харчових речовин понижує засвоєння інших. Надлишок деяких речовин, наприклад, жирів, також негативно впливає на засвоєння їжі організмів. Засвоєння їжі залежить також від активності ферментів, необхідних для перетравлювання поживних речовин. Їжа повинна бути адаптована до складу ферментів травного соку людини.

Біохімічні зміни, які виникають в організмі в процесі тренувань, знаходяться в пропорційній залежності від повноцінного забезпечення організму основними поживними речовинами. Метаболічна картина змін обміну речовин в процесі тренувань дозволяє більш раціонально і цілеспрямовано використовувати фактори харчування для оптимального фону при інтенсивності навантажень. Кількісний і якісний склад їжі визначає енергетичні ресурси та істотно впливає на фізичну працездатність, а також на тривалість періоду відновлення організму.

При фізичних навантаженнях різної інтенсивності необхідно дотримуватись збалансованого співвідношення білків, вуглеводів і жирів - 1:4:1. Калорійність за рахунок білків в раціоні повинна складати 14%, за рахунок жирів - 30 %, за рахунок вуглеводів - 56%. Важливо дотримуватись співвідношень між деякими мінеральними речовинами, наприклад, кальцієм і фосфором як 1:2, між вуглеводами і вітаміном В₁ - на 1 г вуглеводів 4 мг вітаміну В₁ Дотримання харчового балансу необхідно для того, щоб забезпечити найбільш повне засвоєння харчових речовин і найкращі умови їх в обмінних процесах організму.

В період інтенсивних навантажень організм спортсменів потребує підвищене споживання вуглеводів для поповнення енергетичних втрат і вмісту глікогену в м'язах. Вплив білків та жирів на фізичну діяльність спортсменів вивчений мало і потреби їх в організмі відповідають формулі збалансованого харчування.

Отримані результати, не відображають характерний для спортсменів раціон харчування, так як він може змінюватись в залежності від фізіологічних, антропологічних та спортивних показників

ЛІТЕРАТУРА

1. Биохимия. Учебник для институтов физ. культуры. Под общей ред. докт. биол. наук Н.Н. Яковлева.- Москва: Изд-во Физкультура и спорт, 1969 - 320с.

2. Волгарев М.Н., Коровников К.А., Яловая Н.И., Азизбекян Г.А. Особенности питания спортсменов. - Теория и практика физкультуры, 1985, №1, с.34-40.

3. Кабанов А.Н. Физиология человека и животных. В 2 ч. Ч.1. Внутренние органы, обмен веществ, кожа. - Москва: Изд-во Просвещение, 1965. - 378с.

4. Калинский М.И. Питание. Здоровье. Двигательная активность. /Отв. ред. В.И. Смоляр. - Киев: Наукова думка, 1990. - 176с.

5.Калинский М.И., Пшендин А.И. Рациональное питание спорсменов. - Киев: Здоров'я, 1985, 146с.

6.. Кучеров И.С., Шабатура М.Н., Давиденко И.М. Физиология человека: Учебн.пособие для студ. фак-тов физ.воспитания пед.ин-тов. - Киев: Вища школа, 1981. - 408с.

7. Конышев В.А. Питание и регулирующие системы организма. - М.: Медицина, 1985, 224с.

8. Ленинджер А. Основы биохимии. - М.: Мир , 1985, т.3, 825с.

9. Окорокова Ю.И., Еремин Ю.Н. Гигиена питания.- Москва: Медицина, 1973

10. Рогозкин В.А. и др. Питание спортсменов./ Рогозин В.А., Пшендин А.И., Шишина Н.Н. - М.: Физкультура и спорт, 1989. - 160с.

11. Уголев А.М. Теория адекватного питания. - Клиническая медицина, 1986, т.XIV, №4, с.15-24.

12. Уилмор Дж., Костил Д. Физиология спорта. - Киев: Олимпийская литература, 2001.- 504с.

13. Шатерников В.А., Волгарев М.Н., Коровников К.А. Физическая активность и потребность человека в энергии и пищевых веществах. - Теория и практика физическ. культуры, 1982, №5, с.22-26.

Размещено на Allbest.ru