Исследование роли аминокислот в спортивном питании

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность дипломной работы. Спортивная наука всегда уделяла особое внимание, вопросам не только повышения профессионального мастерства будущего контингента спортивных национальных команд, но так же и сохранения здоровья спортсменов. Анализ теоретических знаний, практических достижений, рекомендаций указывает на тесную и неразрывную связь между проблемами питания юных и взрослых спортсменов.

Сегодня питание спортсменов, можно понимать как процесс, в котором важны многие его составляющие: физиологические и биохимические механизмы усвоения пищи; гигиенические и санитарные, экологические нормативы. Меняются потребности и нормы питания в зависимости от видов спорта, этапов подготовки и соревнований, роста и развития, а также от психологических, поведенческих реакции. Вопросы этики и эстетики, культурная и информационная среда обитания и, наконец, социально - экономические условия тоже влияют на спортивные достижения. Однако, не все тренеры и спортсмены знакомы с основами науки о питании. По причине недостаточных знаний, спортсмены неправильно устанавливают свой режим питания, лишая себя многих важнейших аминокислот. Чрезмерное увлечение одним каким-либо видом пищи не оправдано, и не может способствовать повышению спортивных результатов. Нельзя превращать питание в самоцель и сосредотачивать на нем все свое внимание, но не следует, и забывать о той роли, которую играет питание в режиме спортсмена. Здоровый спортсмен - главная проблема ближайшего и отдаленного будущего любой страны, так как весь потенциал, как экономический, так и творческий, все перспективы социального и экономического развития, высокого уровня жизни, науки и культуры - все это является итогом достигнутого уровня здоровья, их физической и интеллектуальной работоспособности.

Объект исследования. Спортивное питание -- это особая группа пищевых продуктов, выпускающаяся, преимущественно, для людей, ведущих активный образ жизни, занимающихся спортом или фитнесом[1].

Приём спортивного питания направлен, в первую очередь, на улучшение спортивных результатов, повышение силы и выносливости, укрепление здоровья, увеличение объёма мышц, нормализацию обмена веществ, достижение оптимальной массы тела, и, в целом, на увеличение качества и продолжительности жизни.

Предмет исследования. Спортивное питание относят к биологически активным добавкам. Спортивное питание разрабатывается и изготавливается на основе научных исследований в различных областях, например, в таких как физиология человека и диетология , чаще всего, представляет собой тщательно подобранные по составу концентрированные смеси основных пищевых элементов и веществ, специально обработанных для, наилучшего усвоения организмом человека.

Методология. По сравнению с обычной едой, на переваривание которой могут уходить часы, спортивные добавки требуют минимальных затрат времени и усилий пищеварения на расщепление и всасывание, при этом многие виды спортивного питания обладают высокой энергетической ценностью. Спортивное питание полностью безвредное, если принимать его правильно[1].

Гипотеза. Спортивное питание причисляется именно к категории добавок, так как его правильное использование представляет собой дополнение к основному рациону, состоящему из обычных продуктов, а не полную их замену.

Поэтому тема, рассматриваемая в настоящей работе, актуальна для всех возрастных категорий спортсменов, как профессионалов, так и любителей.

Целью дипломной работы является исследование роли аминокислотного состава пищевых продуктов в спортивных достижениях.

В задачи исследований входило:

1. Изучить классификацию видов спорта по степени интенсивности нагрузки

2. Определить значение белков, аминокислот, углеводов и липидов для организма спортсмена

3. Изучить обмен белков и аминокислот в организме спортсмена

4. Установить физиологическую ценность продуктов питания, по содержанию в них доступных аминокислот;

Методы исследования. Проводились сравнительные анализы аминокислотного состава пищи и его влияние на спортивные достижения.

Новизна исследований: на основании собственных экспериментальных исследований изучена роль аминокислотного состава пищевых продуктов в спортивных достижениях.

Теоретическое и практическое значение данной работы состоит в обосновании влияния аминокислот белка на физиологические процессы спортсмена.

Практическая база: Государственное учреждение «Каменскуральская средняя школа»

1. Влияние спортивной фармакологии на развитие разнообразных видов спорта

нагрузка аминокислотный спортивный питание

1.1 Классификация видов спорта по степени интенсивности нагрузки

Любой вид спорта имеет разную степень интенсивности нагрузки, начиная с очень высокой и заканчивая средней и низкой. Именно степень нагрузки соответствует тому уровню квалификации спортсмена. Для достижения наивысших результатов, а соответственно, и нагрузки должны быть максимально высокими, а вот скажем людям, которые занимаются просто физической культурой или проходят реабилитацию после полученных травм с помощью лечебной физкультуры, силовые нагрузки нужны более низкие по своей интенсивности. Соответственно и требования к программе тренировок у данных групп лиц будет совершенно разное, существенные отличия будут наблюдаться как в питании, так и в фармакологическом обеспечении. Естественно, что и возможности человека ограничены в своей выносливости, и в зависимости от вида физической деятельности все виды спорта условно разделены на пять групп:

1. Виды спорта, где требуется максимальная выносливость, так званые, циклические. К ним относится плаванье, бег, гребля, всех видов, а также: велоспорт, конькобежный спорт, лыжные гонки и многие другие. Преимущественная особенность данных видов спорта в том, что на достижение результата расходуется колоссальное количество энергии, за счёт многократно повторяющихся движений, с очень большой интенсивностью. Циклические виды спорта должны сопровождаться поддержкой метаболизма и специальным, сбалансированным питанием. Особенно это важно, когда у спортсмена углеводные энергетические источники переключаются на жировые. В данном случае, с целью поддержания выносливости организма и его гормональной системы, данные процессы корректируют фармакологическими препаратами.

2. Виды спорта, в которых главным фактором является короткая по времени, но очень интенсивная физическая деятельность - это скоростно-силовой спорт. В данную группу входят тяжёлая атлетика, различные метания, в том числе спринтерские дистанции. Тут, достижение отличных результатов, зависит в первую очередь от интенсивности и количества тренировок, что в значительной степени относится и к фармакологическому воздействию. С его помощью контролируются обменные процессы в организме спортсменов, и регулируется их масса тела, в зависимости от вида спорта[2].

Таким образом аминокислотный состав пищевого сырья, полуфабрикатов и готовой продукции зависит от состава белковых комплексов. Белковый комплекс молекул включает в себя огромный спектр разнообразных альфааминокислот, имеющих активную группу, способствующую лучшему усвоению пищи. В питании спортсмена аминокислоты играют важную роль.

3. Третьей группой являются единоборства. Данные виды спортивной деятельности весьма разнообразны и обширны. Для них характерны постоянные физические нагрузки, которые порой бывают очень интенсивны, в зависимости от вида борьбы. Основным критерием в подборе фармакологических препаратов для спортсменов, является вид физической деятельности и её длительность. Постоянная опасность травм и возможных повреждений головного мозга в данных видах спорта, позволяет использовать в качестве протекторов препараты лиотропного действия.

4. Игровые виды спорта. Игровые виды спорта чередуют в себе как, мышечную деятельность, так и отдых. Здесь большую роль играет спокойствие спортсмена, концентрация его на результате, а также хорошая координация. Фармакология в данном случае преследует цель улучшения процессов работы организма, повышения производительности с помощь витаминных комплексов, антиоксидантов и адаптогенов.

5. И, наконец, к пятой группе, относят сложнокоординационные виды спорта. Они основаны на отточенных элементах движения, это относится к гимнастике, стрельбе, прыжкам в воду и фигурном катании. Нагрузки спортсменов очень интенсивны, к тому же им требуется колоссальная выдержка и внимание. Препараты, используемые для данных видов спорта, оказывают положительное влияние на психические состояния организма, действуют успокаивающе, в том числе используются витаминные комплексы и энергетические продукты.

Имеются и другие виды спорта, к примеру сложнотехнические, в которые входят: бобслей, парашютный спорт, автогонки, парусные регаты и многое другое. Конечно, и уровень физических нагрузок в данных видах спорта может быть достаточно интенсивен, но нервное напряжения спортсменов, под час достигает критической точки, и задача фармакологии как раз и состоит в повышении психической устойчивости. В смешанных видах спорта, многоборья, включены все ранее перечисленные физические нагрузки, а соответственно и фармакологическое обеспечение будет здесь разным. В конном виде спорта проводится допинговый контроль у лошадей, поскольку в зависимости от поставленных задач, применяются различные виды препаратов.

Соответственно, считать, что существует одно универсальное средство, которое поможет спортсмену достичь высот в его профессиональной деятельности, не верно. Поскольку, спортивная деятельность включает в себя как динамическую, так и статическую физическую работоспособность, то препараты, влияющие на скорость, силу, выносливость и координацию разные.

В разных странах, в зависимости от интенсивности нагрузки и видов спорта, используется в основном допинг, приведённый ниже[2].

На сегодняшний день не существует научно обоснованной сбалансированной диеты по аминокислотному составу для спортсменов любых категорий, так как аминокислотным составом заинтересовались лишь последние годы. Было доказано важное значение альфааминокислот на физическую выносливость организма спортсменов всех категорий, от легкоатлета, до боксера. В связи с чем их важное значение доказано.

1.2 Физиологическая ценность продуктов питания

Физиологическая ценность продуктов питания - важнейшая, определяющая характеристика пищевых продуктов. Состояние питания населения является одной из главных предпосылок, влияющих на здоровье. Рациональное здоровое питание способствует не только профилактике заболеваний и повышению устойчивости к неблагоприятному воздействию окружающей среды, но и способствует выносливости организма при спортивных нагрузках. Проблемы, связанные с питанием, следует рассматривать с двух позиций:

1. Адекватности (соответствия) сложившейся структуры потребления пищевых продуктов физиологическим потребностям организма человека с учетом демографических показателей (пол, возраст, характер труда, национальные традиции и др.) -- пищевая и физиологическая ценность.

2. Защиты внутренней среды человека от попадания с пищей различных токсичных веществ химической и биологической природы -- физиологическая безвредность, или безопасность пищевой продукции.

Любой живой организм осуществляет постоянный обмен веществ с окружающей средой: непрерывно и активно извлекает из окружающей среды полезные для себя соединения, использует необходимое их количество и удаляет в окружающую среду избыточные или вредные для себя соединения (ксенобиотики). Иначе говоря, поддерживается активно регулируемый баланс, называемый гомеостатированным (от слова «гомеостаз» -- относительное постоянство внутренней среды: температура, артериальное давление, состав крови и др.).

Биологической ценностью называют показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.

Причины неодинаковой усвояемости различны. Усвояемость белка, например, может колебаться от 70 до 96 %, макроэлементов, таких как фосфор, кальций, магний -- от 20 до 90 %, большинства микроэлементов (железо, цинк и т.д.) -- от 1 до 30%. Также в широких пределах варьируется усвояемость жиров, углеводов, витаминов[2].

Более частными показателями, характеризующими пищевую ценность продуктов, являются биологическая, энергетическая ценность и биологическая эффективность.

Биологической ценностью называют показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.

Причины неодинаковой усвояемости различны. Усвояемость белка, например, может колебаться от 70 до 96 %, макроэлементов, таких как фосфор, кальций, магний -- от 20 до 90 %, большинства микроэлементов (железо, цинк и т.д.) -- от 1 до 30%. Также в широких пределах варьируется усвояемость жиров, углеводов, витаминов.

Медико-биологические требования к качеству пищевых продуктов -- комплекс критериев, определяющих пищевую ценность продовольственного сырья и пищевых продуктов. Медико-биологические требования включают в себя критерии пищевой ценности и безопасности пищевых продуктов.

Пищевая ценность -- понятие, интегрально отражающее всю полноту полезных свойств данного продукта, включая степень обеспечения физиологических потребностей человека в пищевых веществах и энергии. Пищевая ценность характеризуется прежде всего химическим составом продукта, с учетом потребления его в общепринятых количествах, и энергетической ценностью. Пищевая ценность определяется как степень удовлетворения потребности человека в основных пищевых веществах и энергии.

Критерием оценки качества пищевой ценности является содержание в 100 г съедобной части продукта белков, жиров, углеводов (в г), некоторых витаминов, макро- и микроэлементов (в мг), энергетическая ценность (в ккал или кДж), дополнительные показатели. Известно, что пищевые вещества усваиваются организмом по-разному. На усвояемость компонентов пищи влияет их форма связи в продукте, состояние организма человека и многие другие факторы (например, наличие пищевых волокон снижает усвояемость белка), в том числе присутствие или отсутствие ряда витаминов. Поэтому следует различать понятия «пищевая ценность» продуктов питания и «реальная пищевая ценность».

Под энергетической ценностью понимают количество энергии (кхал, кДж), высвобождаемой в организме из пищевых веществ продуктов для обеспечения его физиологических функций. При сгорании в атмосфере кислорода 1 г углеводов выделяется в среднем 4,3 ккал, 1 г жиров -- 9,45 ккал, 1 г белков -- 5,65 ккал. Но поскольку пищевые вещества усваиваются организмом неполностью, то принято, что 1 г белков пищи дает 4 ккал, 1 г жиров -- 9 ккал, а углеводов -- 4 ккал. Таким образом, зная химический состав пищи, легко подсчитать, сколько энергетического материала получает человек.

Биологическая эффективность -- показатель качества жировых компонентов пищевых продуктов, отражающий содержание в них полиненасыщенньтх жирных кислот. Биологическую эффективность жировых компонентов пищи по предложению Института питания РАМН оценивают по коэффициенту биологической эффективности. Его расчет основан на определении количества всех жирных кислот, входящих в состав жира. Полученные данные сопоставляют с гипотетическим, «идеальным» жиром. Безопасность пищевых продуктов -- отсутствие токсического, канцерогенного, мутагенного или иного неблагоприятного действия продуктов на организм человека при употреблении их в общепринятых количествах.

Безопасность гарантируется установлением и соблюдением регламентируемого уровня содержания химических и биологических загрязнителей, а также природных токсических веществ, характерных для данного продукта и представляющих опасность для здоровья. Токсичность способность веществ наносить вред живому организму[3].

Отдельные химические соединения, входящие в состав пищи, называют нутриентами. Известно до 40 тысяч нутриентов, которые принято подразделять на макро- и микронутриенты. К макронут-риентам относят углеводы, липиды, белки, некоторые минеральные вещества, а к микронутриентам -- витамины и ряд минеральных соединений. Углеводы и липиды в организме человека используются преимущественно как источники энергии, а белки и минеральные вещества служат материалом при построении тканей организма.

В состав пищи входят также неалиментарные компоненты, которые не являются источниками энергии для организма и не используются в качестве строительного материала. Это так называемые балластные соединения -- целлюлоза (клетчатка), лигнин, пектиновые вещества.

Пища может являться источником антиалиментарных (вредных для организма) веществ. Некоторые из них ядовитые (например, салонин в картофеле), другие в той или иной степени тормозят процесс обмена (в частности, белковые ингибиторы протеаз, содержащиеся в бобовых культурах, замедляют пищеварение).

1.3 Значение белков в спортивном питании

Белки -- важнейшая составная часть пищи человека и животных. Белки представляют собой высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Аминокислоты -- это сложные соединения гетерофункциональные.

Белки образуются при связывании аминогруппы с карбоксильной группой соседней аминокислоты (так называемая пептидная связь).
В природе обнаружено около 200 аминокислот, однако в построении белков участвуют лишь 20, их называют протеиногенны-ми. Восемь протеиногенных аминокислот являются незаменимыми, они синтезируются только растениями и не синтезируются в нашем организме. Это валин, лейцин, изолейцин, треонин, метио-нин, лизин, фенилаланин, триптофан. Иногда в их число включают условно незаменимые гистидин и аргинин, которые не синтезируются в детском организме. Аминокислотный состав белков определяет биологическую ценность пищи[2].

В 1973 г. был принят рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения гипотетический (теоретический) «идеальный», иначе «эталонный» белок. Состав этого белка соответствует аминокислотной шкале Комитета ФАО-ВОЗ (в г на 100 грамм белка):

Наиболее близки к идеальному белку животные белки. Большинство растительных белков имеют недостаточное содержание одной или более незаменимых аминокислот. Например, в белке пшеницы недостаточно лизина. Кроме того, растительные белки усваиваются в среднем на 75 %, тогда как животные -- на 90 % и более. Доля животных белков должна составлять около 55 % от общего количества белков в рационе. Опыты показали, что один животный или один растительный белок обладают меньшей биологической ценностью, чем смесь их в оптимальном соотношении. Поэтому лучше сочетать мясо с гарниром (гречихой или картофелем), хлеб с молоком и т.д.

Отдельные химические соединения, входящие в состав пищи, называют нутриентами. Известно до 40 тысяч нутриентов, которые принято подразделять на макро- и микронутриенты. К макронут-риентам относят углеводы, липиды, белки, некоторые минеральные вещества, а к микронутриентам -- витамины и ряд минеральных соединений. Углеводы и липиды в организме человека используются преимущественно как источники энергии, а белки и минеральные вещества служат материалом при построении тканей организма.

В состав пищи входят также неалиментарные компоненты, которые не являются источниками энергии для организма и не используются в качестве строительного материала. Это так называемые балластные соединения -- целлюлоза (клетчатка), лигнин, пектиновые вещества.

Пища может являться источником антиалиментарных (вредных для организма) веществ. Некоторые из них ядовитые (например, салонин в картофеле), другие в той или иной степени тормозят процесс обмена (в частности, белковые ингибиторы протеаз, содержащиеся в бобовых культурах, замедляют пищеварение).

Таким образом пища содержащая большое количество белков сбалансированных по аминокислотному составу приобрела важное значение для подготовки спортсменов любый видов спорта. На сегодня разработаны рационы питания для всех видов категорий спортсменов, в которых прописаны все физиологические характеристики аминокислотных комплексов для начинающих спортсменов и продолжающих свои профессиональные виды.

Проблема повышения биологической ценности продуктов питания издавна является предметом серьезных научных исследований. В аминокислотном балансе человека за счет преобладания в рационе продуктов растительного происхождения намечается дефицит трех аминокислот: лизина, треонина и метионина. Повышение биологической ценности продуктов питания может быть осуществлено путем добавления химических препаратов (например, концентратов или чистых препаратов лизина) и натуральных продуктов, богатых белком вообще и лизином, в частности. Применение натуральных продуктов представляет несомненные преимущества перед обогащением продуктов химическими препаратами, поскольку во всех натуральных продуктах белки, витамины и минеральные вещества находятся в естественных соотношениях и в виде природных соединений. Биологическая ценность белков пищевых продуктов определяется составом и содержанием незаменимых аминокислот. Показатель, получаемый при сравнении содержания отдельной незаменимой аминокислоты в белке пищи с ее содержанием в идеальном белке, называют аминокислотным скором.

По строению молекул белки подразделяются на фибриллярные, или нитевидные (например, белки мышечной ткани животных), и глобулярные, или шаровидные (это большинство белков растений и других объектов). На свойства белков, проявляющиеся при переработке пищевого сырья, оказывает влияние их растворимость в различных растворителях. По этому признаку белки подразделяются на водорастворимые -- альбумины, растворимые в растворах соли -- глобулины, спиртов -- проламины, щелочей -- глютелины. Наибольшей биологической ценностью обладают альбумины и глобулины, они составляют главную часть экстрактивных веществ мясных бульонов. Водонерастворимые белки пшеницы (глиадин и глютенин) играют значительную роль при замесе теста из пшеничной муки.

Определенное значение имеют фосфопротеиды -- белки, содержащие фосфорную кислоту. К ним относятся казеин -- главный белок молока, вителлин -- белок яичного желтка, ихтулин -- белок, содержащийся в икре рыб.

Часть белков выполняет каталитические функции. Как известно, катализаторы -- это вещества, участвующие в химической реакции и влияющие на скорость ее протекания, но сами не входящие в продукты реакции. Белковые катализаторы называются ферментами. Среди различных натуральных продуктов особого внимания ввиду высокого содержания лизина заслуживают молочные (цельное молоко, сухое обезжиренное и цельное), творог, молочные сыворотки (творожная, подсырная) в нативном, а также концентрированном и высушенном виде.

1.4 Значение углеводов в спортивном питании

Углеводы составляют значительную часть рациона питания человека. Пища растительного происхождения в первую очередь содержит углеводы. Все углеводы делятся на простые (монозы) и сложные (олиго-сахариды, полисахариды). Простыми углеводами называют углеводы, не способные гидролизоваться с образованием более простых соединений.

Основными представителями моносахаров (моиоз) являются глюкоза и фруктоза, которые играют важную роль в пищевой технологии и являются важными компонентами продуктов питания и исходным материалом (субстратом) при брожении. В природе широко распространены также арабиноза, рибоза, ксилоза, главным образом в качестве структурных компонентов сложных полисахаридов (пентозанов, гемицеллюлоз, пектиновых веществ), а также нуклеиновых кислот и других природных полимеров. Молекулы полисахаридов построены из различного числа остатков моноз. Наиболее широко распространены дисахариды мальтоза, сахароза и лактоза (молочный сахар). Высокомолекулярные полисахариды состоят из большого числа остатков моноз (до 6-10 тыс.). Они делятся на гомополисахариды, построенные из остатков моносахаридов одного вида (крахмал, гликоген, клетчатка), и гетерополисахариды, состоящие из остатков различных моносахаридов.

С точки зрения пищевой ценности углеводы делятся на усвояемые и неусвояемые. К усвояемым относятся все моно- и дисахари-ды, крахмал, гликоген, к неусвояемым -- клетчатка, гемицеллю-лозы, пектиновые вещества, лигнин. Эти полисахариды входят в состав клеточных стенок растений, называются пищевыми волокнами и не усваиваются нашим организмом, так как ферменты желудочно-кишечного тракта человека не расщепляют их.

Физиологическая роль отдельных углеводов заключается в следующем.

Глюкоза является сахаром, в виде которого углеводы циркулируют в крови, а также питательным веществом для мозга. Фруктоза имеет особый путь превращения в печени в гликоген. Для этого не требуется инсулин, поэтому фруктоза может потребляться людьми, страдающими сахарным диабетом. Лактоза подавляет нежелательную микрофлору желудочно-кишечного тракта. Лактоза способствует развитию молочнокислых бактерий, которые подавляют рост патогенных микроорганизмов. Мальтоза -- сахар для страдающих болезнями желудочно-кишечного тракта, так как не сбраживается в кишечнике.

Сахароза -- очень легко усваивается. Не имеет специфических положительных функций. Несет только энергетические функции.

Ощущение сладкого, воспринимаемое рецепторами языка, тонизирует центральную нервную систему. Наиболее сладким сахаром является фруктоза. Крахмал -- полисахарид, являющийся смесью полимеров двух типов, отличающихся пространственным строением -- амилозы и амилопектина. Является резервным полисахаридом растений (зерно, картофель). Крахмал в отличие от сахарозы не приводит к быстрому увеличению сахара в крови и является основным источником глюкозы.

В ходе гидролиза постепенно идет деполимеризация крахмала с образованием декстринов, затем мальтозы, а при полном гидролизе -- глюкозы. Крахмальные зерна при обычной температуре не растворяются в воде, при повышении температуры набухают, образуя вязкий коллоидный раствор. Этот процесс называется клейстеризацией крахмала.

Гликоген (животный крахмал) -- основной запасный углевод, биополимер, состоящий из остатков глюкозы, является компонентом всех тканей животных и человека. Он служит важным источником энергии и резервом углеводов в организме. Кроме того, гликоген участвует в регуляции водного баланса клеток. Значительная часть гликогена связана в клетках с белками. Наиболее высокое содержание гликогена наблюдается в печени, в среднем 2-6% массы влажной ткани. Хотя концентрация этого полисахарида в мышцах значительно ниже (0,5 - 1,5 %), однако в норме 2/3 от общего его количества находится в мышцах. Избыток потребления усвояемых углеводов приводит к развитию многих болезней, в первую очередь, ожирения, а также диабета и атеросклероза.

Считалось, что неусвояемые в организме человека углеводы: целлюлоза (клетчатка), пектиновые вещества -- бесполезны, раздражают слизистую оболочку кишечника и в каком виде поступают в организм человека, в таком виде и выходят из него. В связи с этим они получили название балластных веществ. В последние годы отношение к пищевым волокнам резко изменилось.

Установлено, что пищевые волокна обладают рядом полезных свойств, без которых организму человека очень сложно хорошо функционировать. Так, клетчатка создает благоприятные условия для продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту, нормализует деятельность полезных микроорганизмов кишечника, способствует выведению из организма холестерина, создает чувство насыщения, чем снижает аппетит. Однако чрезмерное потребление клетчатки приводит к уменьшению усвояемости основных пищевых веществ. Пектин способствует выведению из организма тяжелых металлов, участвует в подавлении жизнедеятельности гнилостных микроорганизмов. Он эффективнее, чем клетчатка, способствует снижению холестерина в крови и удалению желчных кислот. Больше всего пектина содержится в вишне, яблоках, абрикосах, черной смородине.

Углеводы при хранении и переработке пищевого сырья претерпевают разнообразные и сложные превращения. Это в первую очередь кислотный и ферментативный гидролиз ди- и полисахаридов, сбраживание моносахаридов, меланоидинообразование и карамелизация. Потребность человека в углеводах связана с его энергетическими затратами и равна 365-500 г/сут, в том числе крахмала 350-400, моно- и дисахаридов 50-100, пищевых волокон до 25 г/сут.

1.5 Значение липидов в спортивном питании

Липиды. Эта группа высокоэнергетических органических веществ является основной составной частью товарных жировых продуктов. Доля липидов в растительных маслах составляет практически 100 %, а в маргарине и сливочном масле 60-82%. Кроме этого, липиды в качестве компонентов входят во многие виды пищевого сырья, а также в кулинарные изделия. Наличие липидов в первую очередь определяет высокую энергетическую ценность (калорийность) отдельных продуктов питания, чрезмерное потребление которых приводит к избыточной массе тела. Вместе с тем многие изделия, содержащие много липидов, портятся, так как жиры легко подвергаются окислению, или прогорканию. Липиды -- природные биологически активные соединения и их синтетические аналоги, структурные компоненты которых построены из остатков высокомолекулярных жирных кислот, спиртов, альдегидов, полиолов (главным образом, глицерин и диолы). Эти функциональные группы соединены между собой сложноэфирной, простой эфирной, амидной, фосфоэфирной, гликозидной и другими связями.

Все липиды нерастворимы в воде (гидрофобны) и хорошо растворяются в органических растворителях (бензин, диэтиловый эфир, хлороформ и др.). Их молекулы содержат длинноцепочечные углеводородные радикалы и сложноэфирные группировки. К липидам относятся триацилглицерины, или собственно жиры (простые липиды), а также сложные липиды. Наиболее важная и распространенная группа сложных липидов -- фосфолипиды. Молекула их построена из остатков спиртов, высокомолекулярных жирных кислот, фосфорной кислоты, азотистых оснований. Фосфолипиды -- обязательный компонент клеток, вместе с белками и углеводами они участвуют в построении мембран клеток и субклеточных структур, выполняя роль своеобразного каркаса. Фосфолипиды -- хорошие эмульгаторы, применяются в хлебопекарной и кондитерской промышленности, в маргариновом производстве.

В состав сложных липидов могут входить гликолипиды, содержащие в качестве структурных компонентов углеводные фрагменты (остатки глюкозы, галактозы и т.д.). Липиды могут образовывать комплексы и с белками -- липопротеины. При выделении липидов из масличного сырья в масло переходит большая группа сопутствующих им жирорастворимых веществ: стероиды, пигменты, жирорастворимые витамины. Липиды являются источниками энергии. При окислении в организме человека 1 г жира выделяется 9 ккал (37,66 кДж), причем это сопровождается образованием большого количества воды: при полном распаде (окислении) из 100 г жира выделяется 107 г эндогенной воды. Липиды выполняют структур но-пластическую функцию как компонент клеточных и внутриклеточных мембран всех тканей. Мембранные структуры клеток, образованные двумя слоями фосфоли-пидов и белковой прослойкой, содержат ферменты, при участии которых обеспечивается упорядоченность потоков продуктов обмена в клетки и из них. В организме человека и животных жир находится в двух видах: структурный (протоплазматический) и резервный. Структурный жир входит в состав клеточных структур. Резервный накапливается в жировых депо (подкожный жировой слой, околопочечный жир, в брюшной полости).

Жиры являются растворителями витаминов А, В, Е, К и способствуют их усвоению. В состав жиров входят насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Насыщенные жирные кислоты масляная, пальмитиновая, стеариновая используются организмом в целом как энергетический материал. Больше всего их содержится в животных жирах и они могут синтезироваться в организме из углеводов (или белков). Ненасыщенные жирные кислоты делятся на моно- и полиненасыщенные. Наиболее распространенной мононенасыщенной жирной кислотой является олеиновая, ее также много в животных жирах. Особое значение для организма человека имеют полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) -- линолевая, линоленовая и арахидоновая. Наиболее ценная из них линолевая, при постоянном ее недостатке организм погибает. Доля липидов в растительных маслах составляет практически 100 %, а в маргарине и сливочном масле 60-82%. Кроме этого, липиды в качестве компонентов входят во многие виды пищевого сырья, а также в кулинарные изделия.

Наличие липидов в первую очередь определяет высокую энергетическую ценность (калорийность) отдельных продуктов питания, чрезмерное потребление которых приводит к избыточной массе тела. Вместе с тем многие изделия, содержащие много липидов, портятся, так как жиры легко подвергаются окислению, или прогорканию. Липиды -- природные биологически активные соединения и их синтетические аналоги, структурные компоненты которых построены из остатков высокомолекулярных жирных кислот, спиртов, альдегидов, полиолов (главным образом, глицерин и диолы). Эти функциональные группы соединены между собой сложноэфирной, простой эфирной, амидной, фосфоэфирной, гликозидной и другими связями.

Все липиды нерастворимы в воде (гидрофобны) и хорошо растворяются в органических растворителях (бензин, диэтиловый эфир, хлороформ и др.). Их молекулы содержат длинноцепочечные углеводородные радикалы и сложноэфирные группировки. К липидам относятся триацилглицерины, или собственно жиры (простые липиды), а также сложные липиды. Наиболее важная и распространенная группа сложных липидов -- фосфолипиды. Молекула их построена из остатков спиртов, высокомолекулярных жирных кислот, фосфорной кислоты, азотистых оснований. Фосфолипиды -- обязательный компонент клеток, вместе с белками и углеводами они участвуют в построении мембран клеток и субклеточных структур, выполняя роль своеобразного каркаса. Фосфолипиды -- хорошие эмульгаторы, применяются в хлебопекарной и кондитерской промышленности, в маргариновом производстве. В состав сложных липидов могут входить гликолипиды, содержащие в качестве структурных компонентов углеводные фрагменты (остатки глюкозы, галактозы и т.д.). Липиды могут образовывать комплексы и с белками -- липопротеины. При выделении липидов из масличного сырья в масло переходит большая группа сопутствующих им жирорастворимых веществ: стероиды, пигменты, жирорастворимые витамины. Липиды являются источниками энергии. При окислении в организме человека 1 г жира выделяется 9 ккал (37,66 кДж), причем это сопровождается образованием большого количества воды: при полном распаде (окислении) из 100 г жира выделяется 107 г эндогенной воды. Липиды выполняют структур но-пластическую функцию как компонент клеточных и внутриклеточных мембран всех тканей. Мембранные структуры клеток, образованные двумя слоями фосфоли-пидов и белковой прослойкой, содержат ферменты, при участии которых обеспечивается упорядоченность потоков продуктов обмена в клетки и из них. В организме человека и животных жир находится в двух видах: структурный (протоплазматический) и резервный. Структурный жир входит в состав клеточных структур. Резервный накапливается в жировых депо (подкожный жировой слой, околопочечный жир, в брюшной полости).

Жиры являются растворителями витаминов А, В, Е, К и способствуют их усвоению. В состав жиров входят насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Насыщенные жирные кислоты масляная, пальмитиновая, стеариновая используются организмом в целом как энергетический материал. Больше всего их содержится в животных жирах и они могут синтезироваться в организме из углеводов (или белков). Ненасыщенные жирные кислоты делятся на моно- и полиненасыщенные. Наиболее распространенной мононенасыщенной жирной кислотой является олеиновая, ее также много в животных жирах. Особое значение для организма человека имеют полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) -- линолевая, линоленовая и ара-хидоновая. Наиболее ценная из них линолевая, при постоянном ее недостатке организм погибает.

Полиненасыщенные жирные кислоты иначе называют витамином Р, так как они практически не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Полиненасыщенные жирные кислоты содержатся в растительных жирах.

Важнейшими источниками растительных жиров являются растительные масла (99,9 % жира), орехи (53-65 %), овсяная крупа (6,9 %)[4]. Источники животных жиров -- свиной шпик (90--92 %), сливочное масло (72-82 %), жирная свинина (49 %), сметана (30 %), сыры (15-30%). Для расчета коэффициента биологической эффективности сравнивают жирнокислотный состав липидов пищевого продукта (содержание жирных кислот) с «идеальным» липидом, предложенным к расчету Институтом питания АМН. Состав и количество жирных кислот в «идеальном» липиде следующие (г на 100 г липида):

Насыщенные жирные кислоты………………..20

Олеиновая кислота……………………………..35

Полиненасыщенные жирные кислоты…………6

В сутки человек должен употреблять с пищей 100-108 г жира, причем 50-52 грамм свободного. Оптимальный состав жирных кислот липидов суточного рациона человека: ПНЖК -- 10 %; олеиновая кислота -- 60%, насыщенные жирные кислоты -- 30%. На долю растительных масел должна приходиться 1/3 потребляемого жира, животных, соответственно, -- 2/3.

Во многих пищевых продуктах содержится определенное количество жироподобных веществ -- стеринов, наиболее важен из них холестерин. Холестерин является нормальным компонентом большинства клеток здорового организма: входит в состав оболочек и других частей клеток и тканей организма, используется для образования ряда высокоактивных веществ, в том числе желчных кислот, половых гормонов, гормонов надпочечников. Особенно много холестерина в тканях головного мозга (2 %). Суточная потребность в холестерине составляет 0,5 г. Из них 20% поступает с пищей.

По физико-химическим свойствам липиды разделяют на гидрофобные и амфифильные.

Жиры (триглицериды) - это сложные эфиры ВЖК и трехатомного спирта глицерина. Среди триглицеридов различают простые и смешанные. В состав первых входят три одинаковые ВЖК (тристеарин, трипальмитин). Смешанные триглицериды построены из остатков глицерина и трех разных ВЖК (олео-пальмитостеарин). Природные жиры представляют собой смесь разнообразных триглицеридов, в которой преобладают смешанные триглицериды.

Стериды - это сложные эфиры ВЖК и полициклических спиртов (стеролов). В организме 10% стеролов представлены стеридами; 90 % находятся в свободном состоянии и образуют неомыляемую (негидролизующуюся) фракцию. Главным для организма стеролом является холестерол. В организме животных стеролы окисляются с образованием производных - стероидов. К ним относятся холевые кислоты (ингредиенты желчи), стероидные гормоны. Из ВЖК в составе стеридов обнаружены пальмитиновая, стеариновая, олеиновая кислоты.

Воски - сложные эфиры ВЖК и высших одноатомных спиртов (мирициловый). Такое строение определяет их высокую гидрофобность.

Фосфолипиды - сложные эфиры многоатомных спиртов и ВЖК, содержащие остатки фосфорной кислоты и связанные с нею добавочные соединения (аминоспирты, аминокислоты). Фосфолипиды в зависимости от спирта, входящего в их состав, подразделяют на фосфатиды и сфингофосфолипиды. В состав фосфатидов входит глицерин. В зависимости от добавочного соединения среди фосфатидов различают лецитин, кефалин, серинфосфатид. В состав сфинголипидов входит спирт сфингозин. Большое количество сфинголипидов содержится в нервной ткани и крови.

В состав гликолипидов входит сфингозин, ВЖК, углеводный компонент. В качестве углеводного компонента могут выступать глюкоза, галактоза, глюкозамин, галактозамин и их ацетильные производные, либо олигосахаридные цепи, состоящие из перечисленных моносахаридов.

Гликолипиды обнаружены в головном мозге, где они необходимы для нормальной электрической активности и передачи нервных импульсов. К гликолипидам относятся цереброзиды, ганглиозиды, сульфолипиды.

2. Аминокислоты как компонент питания спортсменов

2.1 Обмен белков и аминокислот в организме спортсмена

Превращения белков и аминокислот в желудочно-кишечном тракте. В желудочно-кишечном тракте белки подвергаются протеолизу, т. е. расщеплению при участии группы протеолитических ферментов, относящихся к классу гидролаз. Принцип действия этой группы ферментов заключается в расщеплении пептидных связей с помощью воды. В зависимости от того, какие пептидные связи будут расщепляться, различают эндопептидазы и экзопептидазы. Эндопептидазы расщепляют внутренние пептидные связи, поэтому при их действии получаются крупные пептидные блоки и сравнительно мало образуется свободных аминокислот. Экзопептидазы, расщепляя крайние пептидные связи, приводят к образованию свободных аминокислот.

Хотя все протеолитические ферменты расщепляют пептидные связи, они обладают и определенной специфичностью. Специфичность различных пептидаз проявляется в том, что они с различной скоростью гидролизуют связи в зависимости от того, какими аминокислотами эти связи образованы и где они локализованы в белковой молекуле.

Слюна не содержит ферментов, расщепляющих белки. Расщепление белков начинается в желудке, где пищевые белки подвергаются воздействию пепсина.

Молекулярная масса пепсина около 33000, он наиболее активен при очень низких величинах рН (1,5--2,5). Вырабатывается пепсин в неактивной форме (пепсиноген). Эта неактивная форма имеет большую молекулярную массу -- около 40000. Механизм активации заключается в отщеплении от пепсиногена сравнительно большого пептида.

Процесс активации протекает аутокаталически, т. е. пепсин способствует превращению новых молекул пепсиногена в активное состояние. Это происходит только в присутствии соляной кислоты.

Особенностью действия пепсина является то, что он наиболее легко расщепляет пептидные связи, образованные соляной кислоты происходит в клетках слизистой желудка с затратой энергии в форме АТФ. Источником иона водорода является угольная кислота, а источником хлора -- хлориды крови. Убыль отрицательных ионов в крови при этом компенсируется выходом в кровь из клеток бикарбонатного иона. Роль соляной кислоты не исчерпывается участием в активации пепсина, она действует и на субстрат, т. е. пищевой белок, частично денатурируя его, что облегчает действие фермента[4].

Другим ферментом, действующим в желудке на белки является ренин. Он действует так, вызывая створаживание белка молока казеиногена в присутствии ионов кальция. Реннин активен в менее кислой среде по сравнению с пепсином.

У взрослых створаживание белков молока происходит под действием пепсина.

В кишечнике расщеплению могут подвергаться как нативные белки, так и полипептиды - продукты частичного расщепления белков в желудке.

Поджелудочная железа вырабатывает такие протеолетические ферменты, как трипсин, химотрипсин, эластаза, карбоксипептидазы, коллагеназа. Трипсин и химотрипсин вырабатываются в неактивной форме--в форме трипсиногена и химотрипсиногена. Активирование трипсина происходит в тонком кишечнике под действием фермента энтерокиназы. Этот фермент образуется в слизистой тонкого кишечника. Химотрипсиноген превращается в химотрипсин под действем трипсина. Механизм активации трипсина подобен активации пепсина и заключается в отщеплении пептида.

Трипсин и химотрипсин относятся к эндопептидазам, т.е они расщепляют внутренние пептидные связи. Трипсин наиболее легко гидролизует пептидные связи, образованные лизином и аргинином.

При гидролизе пептидных связей под действием химотрипсина наиболее легко расщепляются связи образованные такими аминокислотами, как триптофан, фенилаланин, тирозин.

Карбоксипептидазы расщепляют крайние пептидные связи со стороны свободной карбоксильной группы в полипептидной цепи.

Эластаза и коллагеназа расщепляют соответствующие белки соединительной ткани.

Слизистая кишечника вырабатывает аминопептидазы и многочисленные ди- и трипептидазы. Аминопептидаза, подобно карбоксипептидазе, расщепляет крайние пептидные связи, но со стороны свободной аминогруппы полипептидной цепи. Дипептидазы и трипептидазы гидролизуют низкомолекулярные пептиды. В результате действия всех протеолитических ферментов белки распадаются до аминокислот, которые и всасываются. Нерасщепленные белки, у взрослых всасыванию не подвергаются. Лишь у новорожденных возможно всасывание нерасщепленных белков. В частности, в кровь в первые сутки из молозива поступают белки, обладающие иммунными свойствами и обеспечивающие устойчивость к различным заболеваниям, так как собственный синтез иммунных глобулинов в организме еще не функционирует.

Конечные продукты переваривания белков ? - аминокислоты подвергаются всасыванию путем активного транспорта, т.е. против градиента концентрации, Важную роль в процессе всасывания аминокислот оказывают ионы натрия[4].

Несколько сложнее процессы превращения белков в желудочно-кишечном тракте. Амминокислоты используются для синтеза белков бактерий и инфузорий. Аминокислоты, не использованные для синтеза белков микрофлоры, подвергаются распаду. При этом освобождается аммиак. Часть его используется здесь же для синтеза новых аминокислот, в том числе и незаменимых. Другая часть аммиака всасывается и поступает в печень, где превращается в мочевину. Под действием фермента микрофлоры уреазы аммиак может освобождаться из мочевины. Следовательно, мочевина может использоваться микрофлорой для синтеза собственных белков и заменять часть пищевого белка. Учитывая, что в желудке под действием микрофлоры могут синтезироваться как заменимые, так и незаменимые аминокислоты, белки микрофлоры являются важным источником не синтезируемых организмом животного аминокислот. Таким образом, в желудке расщепляются не только белки пищи, но и белки бактерий и инфузорий. Дальнейшие протеолитические процессы не отличаются от таковых.

Превращения аминокислот в толстом кишечнике. Под действием разнообразной и обильной микрофлоры, характерной для толстого кишечника, часть аминокислот не всасывается, а подвергается расщеплению. Одним из процессов, которым подвергаются здесь аминокислоты, является декарбоксилирование, т. е. выделение углекислого газа. В этом случае аминокислоты превращаются в амины, которые расщепляются в слизистой кишечника. Кроме того, циклические аминокислоты подвергаются отщеплению боковой цепи. Образуются циклические структуры фенола и крезола (из фенилаланина и тирозина), индола и скатола (из триптофана). Эти вещества токсичны для opганизма и в печени подвергаются обезвреживанию путем соединения с серной или глюкуроновой кислотами.

Судьба аминокислот после всасывания. Учитывая, что белки органов постоянно обновляются, основным назначением всосавшихся аминокислот является их использование в пластических целях, т. е. для синтеза новых белков организма. В отличие от углеводов и жиров ни белки, ни аминокислоты не депонируются в сколько-нибудь значительном количестве в организме, что и требует постоянного поступления белков с рационом. Из аминокислот в организме также постоянно образуются различные биологически активные вещества, в том числе некоторые гормоны, участвующие в регуляции обмена веществ.

Часть аминокислот, не используемая в синтетических целях, подвергается распаду

Сюда включается и некоторое количество аминокислот, освободившихся при распаде «старых» тканевых белков и не использованных на синтез новых белков.