Физиология спорта. Оптимизация спортивной деятельности Часть v оптимизация спортивной деятельности
 Скачать 1.93 Mb.
|
|
In M.Shangold, G.Mirkin (Eds.), Women and exercise: Physiology and sports medicine, (pp. 186 — 194). Philadelphia: F.A.Davis. 40. Spriet L.L., MacLean D.A., Dyck D.J., Hultman E., Cederblad G., Graham Т.Е. (1992). Caffeine ingestion and muscle metabolism during prolonged exercise in humans. American Journal of Physiology, 262, E891 —E898. 41. Stewart I., McNaughton L., Davies P., Tristram S. (1990). Phosphate loading and the effects on K,, „^ in trained cyclists. Research Quartcery for Exercise and Sport, 61, 80- 84. 42. Wadler G.I., Hainline В. (1989). Drugs and the athlete. Philadelphia: F.A.Davis. 43. Wesson M., McNaughton L., Davies P., Tristram S. (1988). Effects of oral administration of aspartic acid salts on the endurance capacity of trained athletes. Research Quarteery for Exercise and Sport, 59, 234 — 239. 44. Williams M.H. (Ed.) (1983). Ergogenic aids in sport. Champaign, IL: Human Kinetics Publishers. 45. Williams M.H. (1991). Alcohol, marijuana, and beta blockers. In D.R.Lamb, M.H.Williams (Eds.), Ergogenics— enhancement of performance in exercise and sport (pp. 331 - 369). Dubuque, 1A: Brown & Benchmark. 46. Williams M.H., Wesseldine S., Somma Т., Schuster R. (1981). The effect of induced erythrocythemia upon 5- mile treadmill run time. Medicine and Science in Sports and Exercise, 13, 169 — 175. 47. Wilmore J.H. (1988). Exercise testing, training, and beta-adrenergic blockade. Physician and Sportsmedicine, 16 (12), 45 - 52. 48. Wilmore J.H. (1991). Eating and weight disorders in the female athlete. International Journal of Sports Nutrition, 1, 104- 117. 49. Winter F.D., Snell P.G., Stray-Gundersen J. (1989). Effects of 100 % oxygen on performance of professional soccer players. Journal of the American Medical Association, 262, 227 — 229. 50. Yarasheski K.E., Campbell J.A., Smith K., Rennie M.J., Holloszy J.O., Bier D.M. (1992). Effect of growth hormone and resistance exercise on muscle growth in young men. American Journal of Physiology, 262, E261 — E267. 51. Yesalis C.E., Wright J.E., and Bahrke M.S. (1989). Epidemiological and policy issues in the measurement of the long term health effects ofanabolic-androgenic steroids. Sports Medicine, 8, 129 — 138. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Catlin D., Wright J., Pope H., Jr., Liggett M. (1993). Assessing the threat of anabolic steroids. The Physician and Sportsmedicine, 21 (8), 37 — 44. Clarkson P.M. (1993). Nutritional ergogenic aids: Caffeine. International Journal of Sport Nutrition, 3, 103 — 111. Heigenhauser G.J.F., Jones N.L. (1991). Bicarbonate loading. In D.R.Lamb, M.H.Williams (Eds.), Ergogenics — enhancement of performance in exercise and sport (pp. 183 - 207). Dubuque, IA: Brown & Benchmark. Lamb D.R., Williams M.H. (Ed.) (1991). Ergogenics - enhancement of performance in exercise and sport. Dubuque, 1A: Brown & Benchmark. Morgan W.P. (Ed.) (1972). Ergogenic aids and muscular performance. New York: Academic Press. Rogol A.D. (1989). Growth hormone: Physiology, therapeutic use, and potential for abuse. Exercise and Sport Sciences Reviews, 17, 353 - 377. Spriet L.L. (1991). Blood doping and oxygen transport. In D.R.Lamb, M.H.Williams (Eds.), Ergogenics —enhancement of performance in exercise and sport (pp.213 — 242). Dubuque, 1A: Brown & Benchmark. Wright J.E. (1981). Anabolic steroids and athletics. Exercise and Sport Sciences Reviews, 8, 149 — 202. Yarasheski K..E., Zachwieja J.J., Angelopoulos T.J., Bier D.M. (1993). Short-term growth hormone treatment does not increase muscle protein synthesis in experienced weight lifters. Journal of Applied Physiology, 74 (6), 3073 - 3076. Г л а в а 15 Питание и пищевая эргогеника Значительные затраты энергии во время тренировочной и соревновательной деятельности — причина необычайно высоких требований к рациону питания спортсменов. Спортсмены, занимающиеся такими видами спорта, как плавание и бег на длинные дистанции, должны стремиться обеспечить баланс между количеством энергии, поступающей с пищей, и энергией, расходуемой организмом в процессе мышечной деятельности. Именно поэтому многие спортсмены обращают главное внимание не на качество, а на количество потребляемой пищи. Следует также отметить, что многие спортсмены в своем стремлении к успеху, кто раньше, кто позже, вели поиски какой-то "магической" пищи, которая обеспечила бы им победу. Как мы уже знаем, любое вещество, способствующее повышению работоспособности, считается эргоген- ным. К сожалению, пищевые манипуляции обычно основываются на утверждениях более успешно выступающих спортсменов, недостаточно качественных исследованиях и заверениях рекламных агентов. Отрасль спортивного питания изобилует множеством "чудотворных" рецептов. В этой главе мы рассмотрим вещества, которые мы употребляем и их значение, не касаясь их роли в процессе биоэнергетики. Акцентируем внимание на оптимальном составе рациона питания, выясним особые пищевые потребности спортсменов. Кроме того, изучим, как питание влияет на мышечную деятельность, обратив внимание на возможные повышающие работоспособность свойства различных питательных веществ и развеяв многочисленные мифы о "чудодейственных" пищевых препаратах. В 1970 г. мы провели исследование с целью выяснить, почему у спортсменов, интенсивно тренирующихся или выступающих в соревнованиях несколько дней подряд, постепенно развивается продолжительное утомление. Хорошо подготовленные марафонцы три дня подряд должны были выполнять в течение 2 ч бег на тредбане со скоростью, равной соревновательной. В течение этого периода спортсмены питались обычной смешанной пищей: 50 % углеводов, 35 % жиров и 15 % белков. В среднем за 2 ч спортсмены пробегали около 32 км (20 миль), а степень утомления возрастала изо дня в день. На третий день ни один из спортсменов не смог поддержать скорость бега двух предыдущих дней, и всем пришлось прекратить бег преждевременно. Чем было вызвано утомление? Данные биопсического анализа мышц показали исключительно низкие уровни гликогена, вызванные неадекватностью рациона питания удовлетворению потребностей в энергии во время выполнения физической нагрузки. Можно ли предотвратить подобный дефицит энергии с помощью диеты? Для достижения оптимального уровня мышечной деятельности необходим тщательный пищевой баланс основных питательных веществ. Правительство США (Национальный центр по исследованиям, Подкомитет по 10-му изданию Рекомендуемых норм питания) разработало стандарты оптимального потребления питательных веществ — так называемые рекомендуемые (ежедневные) нормы питания (РНП), обеспечивающие адекватное количество продуктов питания для сохранения нормального состояния здоровья. Эти нормы помогут людям, занимающимся умеренной мышечной деятельностью, правильно орга- низовать свое питание. Вместе с тем пищевые потребности некоторых спортсменов могут значительно превышать РНП. Потребности организма в энергии очень индивидуальны и зависят от массы тела спортсмена, пола и вида спорта. Энергетические потребности некоторых спортсменов составляют около 12 000 ккал/день. Кроме того, в некоторых видах спорта существуют строгие ограничения массы тела спортсменов, которым приходится постоянно следить за своим весом и, следовательно, за калорийностью потребляемой пиши. Очень часто это приводит к неправильному питанию, обезвоживанию организма и серьезным нарушениям здоровья. Следует также отметить, что пищевые манипуляции некоторых спортсменов, направленные на значительное уменьшение массы тела, представляют серьезную проблему, поскольку приводят к нарушению питания, в частности к анорексии и кинорексии. Рацион питания человека должен включать относительно сбалансированное количество углеводов, белков и жиров, а именно • углеводов — 55 — 60 %; • жиров — не более 30 % (менее 10 % насыщенных); • белков— 10— 15 %. Хотя все продукты питания в конечном итоге расщепляются на углеводы, белки и жиры, это не все питательные вещества, которые необходимы организму. Рассмотрим классы питательных веществ. ШЕСТЬ КЛАССОВ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ Энергия, образуемая в результате усвоения продуктов питания, необходима нам не только для того, чтобы выполнять физическую работу. Продукты питания можно разделить на 6 классов питательных веществ, каждое из которых выполняет особую функцию в нашем организме. 1. Углеводы. 2. Жиры (липиды). 3. Белки. 4. Витамины. 5. Минеральные вещества. 6. Вода. • УГЛЕВОДЫ Углеводы подразделяются на моно-, ди- и по-лисахариды. Моносахариды представляют собой простые сахара (глюкоза, фруктоза и галактоза), которые не расщепляются. Дисахариды (сахароза, мальтоза и лактоза) состоят из двух моносахаридов. Например, сахароза (столовый сахар) состоит из глюкозы и фруктозы. Полисахариды содержат более двух моносахаридов. В состав полисахаридов входят крахмал и гликоген, которые, в свою очередь, полностью состоят из единиц глюкозы. Сложные полисахариды, например, крахмалы, называют сложными углеводами. Организм использует все углеводы только после их расщепления до моносахаридов. Углеводы выполняют в организме множество функций: • являются основным источником энергии, особенно при выполнении физической нагрузки высокой интенсивности; • регулируют обмен белков и жиров; • являются единственным источником энергии нервной системы; • являются источником синтеза гликогена печени и мышц. Основные источники углеводов — фрукты, овощи, молоко, злаки и сладости. Почти чистыми углеводами являются рафинад, очищенная патока и крахмал зерновых. Только углеводы в основном содержатся в различных сладостях —меде, леденцах, желе, мелассе и сладких напитках. Потребление углеводов и накопление гликогена В организме человека, в основном в мышцах и печени, содержится избыток углеводов в форме гликогена. Именно поэтому потребление углеводов непосредственно влияет на содержание гликогена в мышцах и, следовательно, на способность атлета выступать в видах спорта, требующих проявления выносливости. Как видно из рис. 15.1, у интенсивно тренирующихся спортсменов, потребляющих пищу с низким содержанием углеводов (40 % общего количества калорий), очень часто наблюдается снижение содержания мышечного гликогена изо дня в день. Однако при потреблении пищи, богатой углеводами (70 % общего количества калорий), уровни мышечного гликогена почти полностью восстанавливаются в течение 22 ч. Кроме того, при поддержании высоких уровней гликогена спортсмены легче переносят тренировочные нагрузки. Результаты первых исследований показали, что при потреблении мужчинами пищи, содержащей нормальное количество углеводов (около 55 % общего количества калорий), в их мышцах накапливается приблизительно 100 ммоль гликогена на 1 кг мышцы. В одном из исследований было установлено, что при потреблении с пищей менее 15 % углеводов в мышцах накапливается всего 53 ммоль-кг"' гликогена, в то время как пища, богатая углеводами (60 —70 %), приводит к накоплению до 205 ммоль-кг"'.. При выполнении испытуемыми физической нагрузки до изнеможения с интенсивностью 75 % МПК продолжительность работы была прямо пропорциональной количеству гликогена в мышцах перед тестом (рис. 15.2). Рис. 15.1 Влияние содержания углеводов в рационе питания на запасы мышечного гликогена во время повто ряющихся трениро вочных нагрузок: 1 — диета с высоким содержанием углеводов; 2— с низким содержани- ем углеводов. Данные Костилла и Миллера (1980) Мышечный гликоген, ммоль-кг ' мышцы Рис. 15.2. Взаимосвязь между содержанием мышечного гликогена и продолжительностью времени до наступления изнеможения: 1 — диета с высоким содержанием углеводов; 2 — обычная диета; 3 — диета с высоким содержанием жиров Углеводы — основной источник энергии для организма большинства спортсменов. Их вклад в образование энергии должен составлять не менее 50 % калорий. У спортсменов, занимающихся видами спорта, требующими проявления выносливости, этот показатель должен быть еще выше — 55 — 65 % Как показали более поздние наблюдения, восполнение запасов гликогена определяется не только количеством употребляемых с продуктами питания углеводов. Физические упражнения, включающие эксцентрический компонент (удлинение мышцы), например, бег или тяжелая атлетика, могут в определенной мере наносить травму мышцам и тем самым нарушать ресинтез гликогена. В этом случае в первые 6 — 12 ч после физической нагрузки уровни мышечного гликогена оказываются вполне нормальными, однако как только начинается процесс "ремонта" мышцы, ресинтез гликогена замедляется или прекращается полностью. Чем обусловлена такая реакция, неизвестно. Вместе с тем торможение потребления мышечного гликогена и его накопление может быть вызвано состоянием мышцы. Например, в течение 12 — 24 ч после интенсивной физической нагрузки эксцентрического типа поврежденные мышечные волокна инфильтруются клетками — (лейкоцитами, макрофагами и т.п.), которые удаляют поврежденные частицы клеточных мембран. Для этого процесса "ремонта" необходимо значительное количество глюкозы крови, что приводит к уменьшению количества глюкозы, необходимой для осуществления ресинтеза мышечного гликогена. Кроме того, есть данные, что мышцы после выполнения упражнений эксцентрического типа становятся менее чувствительными к инсулину, что может ограничивать потребление глюкозы мышечными волокнами. Будем надеяться, что будущие исследования позволят выяснить, почему мышечная деятельность эксцентрического типа вызывает задержку накопления гликогена. Пока же можно отметить, что процесс восстановления за- пасов гликогена после различных видов физической нагрузки протекает по-разному, и это необходимо учитывать в процессе тренировочной и соревновательной деятельности. Если спортсмен потребляет столько пищи, сколько необходимо, чтобы удовлетворить чувство голода, это, как правило, приводит к тому, что потребляется недостаточное количество углеводов для компенсации затрат энергии во время соревновательной и тренировочной деятельности. Дисбаланс между использованием гликогена и потреблением углеводов может, по крайней мере частично, объяснить, почему у некоторых спортсменов наблюдается хроническое утомление и им требуется не менее 48 ч, чтобы восстановить нормальное содержание гликогена в мышцах. Спортсмены, интенсивно тренирующиеся несколько дней подряд, должны потреблять пищу, богатую углеводами, чтобы уменьшить чувство тяжести и усталости, возникающее при истощении запасов гликогена в организме. Тип углеводов Простые углеводы (сахара) — моносахариды, такие, как глюкоза или фруктоза, довольно быстро абсорбируются из пищеварительной системы. Ввиду этого потребление простых углеводов вызывает гипергликемию — повышенное содержание глюкозы в крови. Движению глюкозы из крови к клеткам способствует инсулин. Это приводит к "перегрузке" энергообразующих систем клеток, вследствие которой избыток углеводов превращается в жиры. Это, в свою очередь, может вызывать увеличение содержания триглицеридов и холестерина (производных жира) в крови, что повышает риск развития заболеваний сердца. Сложные углеводы, например, крахмал, расщепляются медленнее, поэтому приводят к более постепенному и меньшему повышению концентрации глюкозы в крови. Вследствие этого сложные углеводы меньше влияют на уровни липидов крови. Подобное влияние углеводов на уровни липидов крови наблюдали у относительно малоподвижных испытуемых. У спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, большая часть потребляемых с пищей углеводов накапливается в виде гликогена. Уровни липидов крови у них изменяются весьма незначительно при потреблении углеводов, поскольку физические тренировки приводят к истощению запасов гликогена, что, в свою очередь, вызывает повышенный синтез гликогена. На основании этой информации можно предположить, что изменение относительного содержания простых и сложных углеводов в рационе питания спортсмена окажет влияние на скорость и количество образуемого гликогена. Однако результаты исследований, в которых проверяли правильность этого предположения, оказались довольно противоречивыми. Поэтому в настоящее время неизвестно, какие углеводы более эффек- тивно восполняют запасы мышечного гликогена. Свойства углеводов повышать работоспособность Как уже отмечалось, мышечный гликоген — главный источник энергии во время выполнения физической нагрузки. Поскольку истощение его запасов является главной причиной возникновения утомления и, в конечном итоге, измождения в видах спорта, продолжительностью более 1 ч, попытки "загрузить" мышцу дополнительным количеством гликогена перед началом физической нагрузки рассматривались как метод повышения работоспособности. Первые исследования показали, что у мужчин, потреблявших в течение 3 дней пищу, богатую углеводами, количество накапливаемого в мышцах гликогена было в два раза выше [I]. Кроме того, у них значительно увеличилась продолжительность выполнения физической нагрузки до изнеможения с интенсивностью 75 % МП К. Этот метод, получивший название "гликогенная нагрузка", широко используется бегунами на длинные дистанции, велосипедистами и другими представителями цикличных видов спорта. Более подробно о нем пойдет речь ниже. Уровни глюкозы крови понижаются (гипогликемия) во время изнурительного бега на длинные дистанции и езды на велосипеде, что может способствовать появлению утомления. Результаты ряда исследований показали повышение уровня мышечной деятельности у спортсменов после потребления углеводов во время физической деятельности продолжительностью 1 — 4ч [13]. При потреблении испытуемыми углеводов или плацебо никаких различий в уровне мышечной деятельности во время начальной фазы выполнения нагрузки не наблюдали, однако во время заключительной фазы у испытуемых, потреблявших углеводы, отмечали значительное улучшение работоспособности (рис. 15.3). На сегодняшний день точно не установлено, каким образом углеводы способствуют улучшению мышечной деятельности. Многие ученые считают, что поддержание почти нормальных уровней глюкозы крови позволяет мышцам получать больше энергии именно за ее счет. Потребление углеводов во время выполнения физической нагрузки не обеспечивает экономное использование мышечного гликогена, однако позволяет сохранить его запасы. Уровень мышечной деятельности, требующей проявления выносливости (продолжительностью более 1 ч), можно повысить, потребляя углеводы за 5 мин до начала физической активности; за 2 ч до физической нагрузки (потребление пищи перед соревнованием), а также через опре- деленные интервалы времени непосредственно во время выполнения физической нагрузки. Не рекомендуется потреблять пищу богатую углеводами за 15—45 мин до начала мышечной деятельности, поскольку это может привести к гипогликемии сразу же после начала работы и преждевременному утомлению. Как следует из рис. 15.4, потребление углеводов в этот отрезок времени стимулирует секрецию инсулина, что обусловливает повышение его концентрации после начала мышечной деятельности. Вследствие этого аномально увеличивается интенсивность потребления глюкозы, что приводит к гипогликемии. Подобная реакция наблюдается не у всех, тем не менее нецелесообразно потреблять углеводы за 15 — 45 мин до начала физической нагрузки. |