DIPLOMA TÉZISEK. A dolgozat címe. A szénhidrát és a fehérje étrend hatása az 5000 méteres futás teljesítményére. Szerző.

DIPLOMA TÉZISEK A diplomamunka címe A szénhidrát és a fehérje étrend hatása a teljesítményre az 5000 méteres távon Szerző: Frimmel Clemens Kívánatos tudományos fokozat Master of Science (Mag. Rer. Nat.) Tanulmányi kód a tanulmánylap szerint: Tanulmányozási terület a tanulmánylap szerint: Témavezető: A474 táplálkozástudományi okleveles tanulmány Ao. Univ.-Prof. Dr. Haber Pál, Bécs, 2011. június

II. TARTALOMJEGYZÉK TARTALOMJEGYZÉK. II. ÁBRÁK FELSOROLÁSA. VI RÖVIDÍTÉSEK FELSOROLÁSA. VII. TÁBLÁZATOK FELSOROLÁSA. VIII 1. BEVEZETÉS ÉS A KÉRDÉS FELTÉTELE. 9 2. ENERGIAFÉM CSERE. 11 2.1. Energiaellátási módok. 11 2.1.1. Anaerob-alaktikus energia-anyagcsere. 13 2.1.2. Anaerob-tejsav anyagcsere. 14 2.1.3. Aerob energia-anyagcsere. 16 2.1.4. Aerob-anaerob küszöb. 17 2.2. A képzés fontossága. 18 2.3. A szubsztrát megválasztását befolyásoló tényezők. 20 2.3.1. A testmozgás intenzitása és időtartama. 20 2.3.2. Kor. 23 2.3.3. Nem. 23 3. A TÁPLÁLKOZÁS HATÁSA A BIZTOSÍTÓ SPORT TELJESÍTMÉNYÉRE. 25 3.1. A sportoló energiaigénye. 25 3.2. Szénhidrátok állóképességi sportokban. 27.

III 3.2.1. Szénhidrátigény. 28 3.2.2. Melyik szénhidrátot kell előnyben részesíteni. 29 3.2.3. Szénhidrát töltés (KL). 30 3.2.3.1. A KL modelljei. 31 3.2.3.2. A kreatin hatása az izom-glikogén szuperkompenzációjára. 34 3.2.4. Szénhidrát bevitel edzés előtt. 34 3.2.5. Szénhidrát bevitel edzés közben. 36 3.2.6. Szénhidrát bevitel edzés után. 37 3.3. Fehérjék az állóképességi sportokban. 40 3.3.1. Fehérjeszükséglet. 41 3.3.2. A fehérjék minősége. 44 3.3.3. Fehérje anyagcsere. 45 3.3.4. BCAA anyagcsere. 46 3.3.5. Fehérje bevitel edzés előtt, alatt és után. 49 3.4. Zsírok az állóképességi sportokban. 50 3.4.1. Zsírigény. 51 3.4.2. Zsírbetöltés (FL). 53 3.4.2.1. Rövid távú FL KL nélkül. 53 3.4.2.2. Hosszú távú FL KL nélkül. 54 3.4.2.3. Középtávú FL KL-vel. 54 3.4.2.4. Hosszú távú FL a KL-vel. 55 3.4.3. Zsírbevitel edzés előtt, alatt és után. 55 3.4.4. Az L-karnitin hatása a teljesítményre. 57

IV 3.5. Hidratálás az állóképességi sportokban. 58 3.5.1. Szénhidrát és elektrolit bevitel. 60 3.5.2. Folyadékbevitel edzés előtt, alatt és után. 61 4. ANYAG ÉS MÓDSZEREK. 63 4.1. A tanulmányterv. 63 4.1.1. Tárgyak. 63 4.1.2. A tantárgyak osztályozása. 65 4.1.3. A tanulmányok menete. 66 4.2. Étel. 69 4.2.1. Táplálkozási tervek készítése. 69 4.3. A vizsgálat céljai. 75 4.4. Adatelemzés. 76 5. EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS. 78 5.1. A csoport eredményeinek összehasonlítása. 78 5.2. A tantárgyak kulcsfigurái. 81 5.3. Szénhidrát és fehérje étrend teljesítmény összehasonlítás. 83 5.4. Az eredmények megbeszélése és értelmezése. 85 6. ZÁRÓ SZEMPONTOK. 87 7. ÖSSZEFOGLALÓ. 88 7. Összegzés. 90 8. IRODALOM FELSOROLÁSA. 92

VI. ÁBRAJEGYZÉK 1. ábra A kontrakcióhoz rendelkezésre álló ATP és PCr mennyisége. 12 2. ábra Az energiaellátó tápanyagok metabolikus útjai. 12 3. ábra Az aljzat forgalma és terhelési intenzitása. 20 4. ábra A zsír oxidációs aránya az edzés intenzitásával szemben. 21 5. ábra Kerekített energiafogyasztás különféle sportágakban. 26 6. ábra Mérsékelt szénhidrátterhelés. 32 7. ábra A kimerülés ideje ciklus közben a VO 2 max. 75% -ánál. 47 8. ábra Az energiaellátás fő energiaforrásai. 50 9. ábra A kimerülés ideje különböző zsírbevitel mellett. 51 10. ábra Példa egy teszthétre. 66 11. ábra Atlétikai pálya. 67 12. ábra Segítség a menü összeállításához. 72 13. ábra Segítség a menü összeállításához. 73.

VII RÖVIDÍTÉSEK ADP AMP BCAA BMI BW CAT CK CPT-1 DGE FL FOX GI adenozin-difoszfát Az adenozin-monofoszfát elágazó láncú-Amino-Acids Body-Mass-Index biológiai értéke karnitin-aciltranszferáz kreatin-foszfokináz Nutrition Karnitin-sav-palmitoil-Transfer-oxid Német Táplálkozási Társaság Fatty Acid palmitoiltranszferáz Glikémiás index GLUT-4 típusú glükóz transzporter 4-es típusú IMP IMTG KL LU inozin-monofoszfát intramuszkuláris trigliceridek szénhidrát töltési teljesítmény MCT1 monokarboxilát transzporter 1 MLSS PAL PCr P i VLDL VO 2 max Laktát egyensúlyi állapot Fizikai aktivitás szint Kreatin-foszfát Maximális oxigénfelvétel Nagyon alacsony sűrűségű foszfát

VIII TÁBLÁZATOK FELSOROLÁSA 1. táblázat: A sportolók szénhidrátbevitelére vonatkozó irányelvek 28 2. táblázat. Az izomglikogén reszintézisét befolyásoló tényezők. 38 3. táblázat Becsült fehérjeszükséglet. 42 4. táblázat BW étkezési fehérjék és ételkombinációk. 5. táblázat: A szénhidrátos elektrolit italok használata és adagolása a testedzés időtartamától és intenzitásától függően. 60 6. táblázat: Szénhidrátcsoport adatai. 64 7. táblázat: A fehérjecsoport adatai. 64 8. táblázat: Szénhidrátban gazdag ételek listája. 71 9. táblázat: Fehérjében gazdag vagy fehérjét tartalmazó élelmiszerek felsorolása. 71 10. táblázat: A Kolmogorov-Smirnov-teszt leíró statisztikája. 76 11. táblázat: Kolmogorov-Smirnov teszt eredményei. 77 12. táblázat: A KGr ideje és sebessége. 78 13. táblázat: A PGr időzítése és sebessége. 79 14. táblázat: A sebességkülönbségek összehasonlítása a táplálkozási terv szerint. 80 15. táblázat: Leíró statisztikák a párosítatlan t-teszthez. 81 16. táblázat: t-teszt független véletlenszerű mintákkal. 82 17. táblázat: Leíró csoportstatisztikák a párosítatlan t-teszthez. 83 18. táblázat: t-teszt független véletlenszerű mintákkal. 84.

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 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 A képzetlen emberekhez képest több energia nyerhető a zsírszövetből felszabaduló zsírsavak oxidációjával [KNECHTLE és BIRCHER, 2006]. 2.3. A szubsztrát megválasztását befolyásoló tényezők 2.3.1 Az expozíció intenzitása és időtartama Hosszú távú expozíció esetén a test a zsírok és szénhidrátok oxidációjából meríti energiáját. 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 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 a mikrovaszkuláris rendszerből mérsékelt munkaintenzitással (vagyis a VO 2 max 40-50% -án) jutnak be 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 A zsírsavak vázizomba történő jobb transzportja, valamint a jobb β-oxidáció és az IMTG szintézis 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 3.2.1. Szénhidrát követelmények Nagyrészt egyetértés van abban, hogy a sporttevékenységek által fogyasztott energiának lehetőleg szénhidrátbevitelből kell származnia. A sportolóknak ezért ajánlott a teljes energiafogyasztás 60-65% -os szénhidráttartalma [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 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].