DIPLOMA TÉZISEK. A dolgozat címe. A szénhidrát és a fehérje étrend hatása az 5000 méteres futás teljesítményére. Szerző.
1 DIPLOMA TÉZISEK A diplomamunka címe A szénhidrát és a fehérje étrend hatása a teljesítményre az 5000 méteres távon Szerző Frimmel Clemens Vágyott tudományos fokozat Természettudományi Master (Mag. Rer. Nat.) Tanulmányi kód a tanulmánylap szerint: Tanulmányi terület a tanulmánylap szerint: Témavezető: A474 táplálkozástudományi diploma tanfolyam Ao. Univ.-Prof. Dr. Haber Pál, Bécs, 2011. június
2 II TARTALOMJEGYZÉK TARTALOMJEGYZÉK. II. ÁBRÁK FELSOROLÁSA. VI RÖVIDÍTÉSEK FELSOROLÁSA. VII. TÁBLÁZATOK FELSOROLÁSA. VIII 1. BEVEZETÉS ÉS KÉRDÉSEK AZ ENERGIA-ANYAGOK CSERÉJÉHEZ állóképességi sportokban. 27.
3 III Szénhidrát követelmények Melyik szénhidrátot kell előnyben részesíteni? A KL szénhidrátterhelési (KL) modelljei A kreatin hatása az izomglikogén szuperkompenzációjára Szénhidrátbevitel edzés előtt Szénhidrátbevitel edzés közben Szénhidrátbevitel edzés után Fehérje az állóképességi sportokban Fehérjeszükséglet Fehérjék minősége Fehérje anyagcsere BCAA anyagcsere Fehérje bevitel edzés előtt, közben és után Zsírok közben Állóképességi sport Zsírigény Zsírterhelés (FL) Rövid távú FL KL nélkül Hosszú távú FL KL nélkül Középtávú FL KL-vel Hosszú távú FL KL-vel Fogyasztott zsír Edzés előtt, alatt és után L-karnitin hatása a teljesítményre. 57
4 IV 3.5. Folyadékbevitel állóképességi sportokban Szénhidrát- és elektrolitbevitel Folyadékbevitel edzés előtt, alatt és után ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK A tanulmányterv Tárgyak Témák osztályozása A vizsgálat menete Táplálkozás Táplálkozási tervek készítése A vizsgálat céljai Adatelemzés EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS A csoport eredményeinek összehasonlítása A vizsgálati alanyok legfontosabb adatai Teljesítmény összehasonlítás szénhidrát és fehérje - Fogyókúrás megbeszélés és az eredmények értelmezése KÖVETKEZTETÉS ÖSSZEFOGLALÓ ABSTRAKTUHUZATOK. 92
6 VI. ÁBRÁK FELSOROLÁSA 1. ábra A kontrakcióhoz rendelkezésre álló ATP és PCr mennyisége 2. ábra Az energiaellátó tápanyagok anyagcsere útjai Szénhidrátterhelés 7. ábra A kimerülésig eltelt idő kerékpározás közben a VO 2 max 75% -ánál 8. ábra Fő energiaforrások az energiaellátásban 9. ábra A kimerülés ideje különböző zsírbevitel mellett 10. ábra Példa egy teszthétre 11. ábra Atlétikai pálya ábra 12 Súgó a menü összeállításához 13. ábra Súgó a menü összeállításához. 73.
7 VII RÖVIDÍTÉSEK JEGYZÉKE ADP AMP BCAA BMI BW CAT CK CPT-1 DGE FL FOX GI Adenozin-difoszfát Adenozin-monofoszfát Elágazó láncú-Aminosavak Test-Tömeg-Index Biológiai érték Karnitin-aciltranszferáz Kreatin-foszfokináz Táplálkozás-Karnitin palmit zsírsav oxidációt glikémiás index GLUT-4 glükóz transzporter 4. típus IMP IMTG KL LU monofoszfát Intramuszkulári trigliceridek szénhidrát töltési teljesítmény MCT1 monokarboxilátot Transporter 1 MLSS PAL PCr P i VLDL VO 2 max maximális laktát Steady State aktivitási szintjét kreatin foszfát nagyon alacsony sűrűségű foszfát szervetlen foszfát szervetlen foszfát Oxigénfelvétel
8 VIII. TÁBLÁZATOK FELSOROLÁSA 1. útmutató a szénhidrátbevitelhez a sportolók számára 2. táblázat: Az izom-glikogén újraszintézisét befolyásoló tényezők 3. táblázat: Becsült fehérjeszükséglet 4 táblázat: Élelmiszer-fehérjék és ételkombinációk 4-es tábla 5. táblázat: Szénhidrát-elektrolit italok használata és adagolása a testedzés időtartamától függően és intenzitás 6. táblázat: A szénhidrátcsoport adatai 7. táblázat: A fehérje-csoport adatai 8. táblázat: Szénhidrátban gazdag élelmiszerek listája 9. táblázat: Fehérjében gazdag vagy élelmiszereket tartalmazó élelmiszerek listája 10. táblázat: Leíró statisztikák a Kolmogorov-Smirnov-teszthez 11. táblázat: Kolmogorov-Smirnov tesztek 12. táblázat: A KGr lap 12. ideje és sebessége., 13. A PGr ideje és sebessége 14. táblázat: A sebességkülönbségek összehasonlítása a táplálkozási terv szerint. 15. táblázat: A párosítatlan t-teszt leíró statisztikái. 16. táblázat: T-teszt független mintákhoz 17 A párosítatlan t-teszt leíró csoportstatisztikái 18. táblázat t-teszt független mintákon. 84.
10 10 Ebből a célból összehasonlították a magas szénhidráttartalmú étrendet a fehérjealapú étrenddel, és összehasonlították az étrend és a teljesítmény közötti különbségeket az intenzív fizikai megterhelés összefüggésében. Ennek a terepi tesztnek a célja annak kiderítése, hogy a magas szénhidráttartalmú étrenddel rendelkező, azaz teljes glikogénkészletű amatőr sportolók teljesítmény-előnnyel rendelkeznek-e alacsony szénhidráttartalmú vagy fehérjealapú étrenddel szemben a nagy intenzitású, 25 perc körüli tartós edzés keretében. Amit tisztázni kell: Vannak-e olyan táplálkozási intézkedések, amelyeknek van értelme a szabadidős sportolóknak az állóképesség javítása érdekében, és ha igen, melyiket? Ennek a munkának a középpontjában az izomglikogén raktárak töltése, az úgynevezett szénhidrátterhelés áll, mivel sporttudományi szempontból ez az állóképességi sport egyik teljesítménynövelő intézkedése. Ezenkívül megvitatják a fehérjék és lipidek energiaellátását és jellemzik annak jelentőségét az állóképességi teljesítmény szempontjából.
12 12 1. ábra: A kontrakcióhoz rendelkezésre álló ATP és PCr mennyisége. 1. ábra: példát mutat az energiadús foszfátok (70 kg testtömegű és 30 kg izomtömegű egyed) teljes tárolási mennyiségének kiszámítására [Edwards et al., 1982, SMEKAL, 2004]. Az izomban jelen lévő kreatin-foszfát mennyisége csak rövid távú terhelések esetén fedezi az energiaigényt. Néhány másodperc múlva a PCr-raktárak elpusztulnak, ami után szénhidrátokat, zsírokat és kisebb mértékben fehérjéket is felhasználnak az ATP reszintéziséhez [HOLLMANN és STRÜDER, 2009]. 2. ábra: Az energiaellátó tápanyagok metabolikus útjai [WEINECK, 2004].
20 20 Képzetlen emberekhez képest több energiát lehet nyerni a zsírszövetből felszabaduló zsírsavak oxidációjával [KNECHTLE és BIRCHER, 2006] A szubsztrát megválasztását befolyásoló tényezők Zsírok és szénhidrátok. Ha a terhelés hosszabb ideig, alacsony intenzitással történik, akkor a zsírokból történő energiaellátás dominál. Másrészt, ha az edzés intenzitása növekszik, több szénhidrát oxidálódik [KNECHTLE és BIRCHER, 2005]. A szénhidrátok tömegegysége kevesebb energiát jelent, mint a zsíroké, de nagyobb az energiaáramlásuk. Ez azt jelenti, hogy az időegységenként szükséges energiamennyiség nagy edzésintenzitások mellett felszabadulhat aerob glikolízissel, de a zsírsavak lebontásával nem azonos sebességgel. A karnitin-palmitoil-transzferáz -1 (CPT-1) aktivitása, mint a zsírsavak lebontásának korlátozó tényezője, jelenleg tárgyalt [PRINZHAUSEN et al., 2010]. 3. ábra: A hordozó forgalma és a stressz intenzitása [COYLE, 1995].
21 21 A 3. ábra a négy fő energiaszubsztrát hozzájárulását az energiafelhasználáshoz 30 perces expozíció után a VO 2 max 25, 65 és 85% -ánál [COYLE, 1995]. A testmozgás intenzitásának növekedésével az IMTG fogyasztása csökken, míg az izomglikogén fogyasztása meredeken nő. A kalóriafogyasztás növekszik a testmozgás intenzitásának növekedésével. Először is, az intenzív testmozgás során megnövekedett kalóriafogyasztást fedi az intramuszkuláris energia szubsztrátok fokozott lebomlása. Ennek az az oka, hogy a membrántranszport eredményeként a zsírok és szénhidrátok a véráramból az izomrostokba történő szállításának strukturális korlátai vannak [KNECHTLE és BIRCHER, 2005]. A szénhidrátok és zsírok mérsékelt munkaintenzitással (azaz a VO 2 max% -ánál) jutnak a mikrovaszkuláris rendszerből az izomsejtekbe. Ha a munka intenzitása növekszik, az intracelluláris energia szubsztrátumokat oxidálni kell. Az állóképességgel edzett sportolóknál nagyobb az intramuszkuláris energia raktárak [HOPPELER, 1999]. 4. ábra: A zsír oxidációs aránya az edzés intenzitásával szemben [ACHTEN és JEUKENDRUP, 2003]
24 24 A zsírsavak vázizomba történő jobb transzportjának, valamint a jobb β-oxidációnak és az IMTG szintézisnek a különbségei nyugalmi állapotban és terhelés alatt is genetikai eredetűek. Konkrétan nemi különbségeket találtak a lipid metabolizmus transzkripciós szabályozásában szerepet játszó gének expressziójában. A nőknél magasabb a β-oxidációs enzimek fehérjetartalma, ami felelős a közepes és hosszú láncú zsírsavak lebontásáért [MAHER et al., 2010]. Egy svájci kutatócsoport eredményei azt mutatták, hogy a VO 2 max 50% -ának megfelelő 3 órás testmozgás után az átlagos zsíroxidáció változatlan maradt, míg a férfiaknál a szénhidrát oxidáció szignifikánsan magasabb volt, mint a nőknél [ZEHNDER et al., 2005].
28 Szénhidrát követelmények Nagyrészt egyetértés van abban, hogy a sporttevékenységek által fogyasztott energiának lehetőleg megfelelő szénhidrát bevitelből kell származnia. Ezért a sportolók számára ajánlott, hogy a teljes energiafogyasztásukban a szénhidrátok százaléka szerepeljen [BERG et al., 2008]. Vannak olyan ajánlások is, amelyeket grammban/testtömeg-kilogrammonként adnak meg [BERG et al., 2008; MANNHART és COLOMBANI, 2001]. A sportolók szénhidrátigénye azonban jelentősen eltér a nem sportolókétól (3,5 g/testtömeg-kilogramm/nap), és normál edzésfázisokban 57 g/testtömeg-kilogramm/nap [CARLSOHN és MAYER, 2010]. Az állóképességű sportolók számára nagyobb terhelések esetén 7-10 g/kg KM/nap szénhidrát bevitel ajánlott [BURKE et al., 2001]. A glikogénkészletek elegendő szénhidrátbevitel mellett (7-10 g/kg KM/nap) egy napon belül pótolhatók [JEUKENDRUP, 2003]. 1. táblázat: Útmutatók a sportolók szénhidrátbeviteléhez [BURKE et al., 2001, MANNHART és COLOMBANI, 2001].
32 32 Ezenkívül minden gramm glikogén 3-5 gramm vizet köt meg, ami viszont 2-3% -os súlygyarapodáshoz vezethet [JEUKENDRUP, 2003]. Ezenkívül sok sportoló úgy ítéli meg, hogy az ürítési szakasz edzése mentálisan és fizikailag is rendkívül megterhelő [SCHURR, 2004]. A mérsékelt szén-dioxid-töltési stratégia valamivel rövidebb, mint a klasszikus változat, és 3-4 nappal a verseny előtt kezdődik [JEUKENDRUP, 2003]. Ezzel a rezsimmel a szénhidrátbevitel fokozatosan növekszik az állóképességet megelőző 3 nap alatt 8-ról 10 g/kg KM-re és ezzel párhuzamosan csökken az edzés mennyisége is [SCHEK, 2003]. 6. ábra: Mérsékelt szénhidrátterhelés [SCHURR, 2004]. A mérsékelt formának az az előnye, hogy a hagyományos formával szemben sokkal kevésbé érzi magát pszichológiai szempontból [SCHEK, 2003]. Ez a módszer a versenyekre való felkészüléshez is jobban megfelel, mint a klasszikus, mivel nem vált ki a fáradtság edzéssel kapcsolatos tüneteit. A mérsékelt KL alkalmazásával az izom-glikogén koncentrációja majdnem olyan magas, mint a klasszikus változatnál [JEUKENDRUP, 2003]. Ezzel a módszerrel az izom-glikogén koncentrációja megduplázható a kezdeti értékhez képest [SCHURR, 2004].
g/h) bizonyítottan javítja az állóképességet. A szénhidrátbevitelnek azonban nem sokkal a testmozgás kezdete után kell megtörténnie. A 15-20 percenként készített felvételek a leghatékonyabbak. Ugyanazon mennyiségű szénhidrát bevitele 2 órás testmozgás után azonban nem ugyanaz. Úgy tűnik, hogy nem játszik szerepet abban, hogy ugyanannyi szénhidrátot folyékony vagy szilárd formában fogyasztanak-e [RODRIGUEZ et al., 2009]. A magas vagy közepes GI-vel rendelkező ételek és italok előnyösebbek, mint az alacsony GI-vel rendelkezők, mivel a glükóz gyorsabban juthat el a vékonybélből a véráramba [SCHEK, 2003].
43 43 A 2 g/kg BM/d-t meghaladó fehérjebevitel általában nem ajánlott a sportolók számára. A vesék túlterhelhetők, mivel ez a vizelet kén- és nitrogéntartalmú anyagainak felhalmozódásához vezethet. Kiválasztásuk később fokozott vízveszteséghez vezethet [ELMADFA és LEITZMANN, 2004]. A kalcium vizelettel történő kiválasztása is megnő. Emellett előfordulhat aminosav-egyensúlyhiány, csökkent endogén glutaminszintézis és megnövekedett ammónia-tartalom a vérben. A hyperammonaemia gyanúja befolyásolja a teljesítményt [MANNHART és COLOMBANI, 2001].