TEZĂ DE DIPLOMĂ. Titlul tezei. Influența unei diete cu carbohidrați față de proteine asupra performanței pe parcursul a 5000 de metri. Autor.
TEZĂ DE DIPLOMĂ Titlul tezei Influența dietei cu carbohidrați și proteine asupra performanței în parcursul de 5000 de metri Autor Frimmel Clemens Gradul academic dorit Master of Science (Mag. Rer. Nat.) Numărul studiului conform fișei de studiu: Zona de studiu conform fișei de studiu: Supervizor: A474 Studiu de diplomă în științe nutriționale Ao. Prof. univ. Dr. Paul Haber Viena, iunie 2011
II CUPRINS CUPRINS. II LISTA CIFRELOR. VI LISTA ABREVIERILOR. VII LISTA TABELELOR. VIII 1. INTRODUCERE ȘI PUNEREA ÎNTREBĂRII. 9 2. SCHIMB DE METAL ENERGETIC. 11 2.1. Căi de furnizare a energiei. 11 2.1.1. Metabolismul energetic anaerob-alactic. 13 2.1.2. Metabolismul energiei anaerob-lactice. 14 2.1.3. Metabolismul energiei aerobe. 16 2.1.4. Pragul aerob-anaerob. 17 2.2. Importanța instruirii. 18 2.3. Factori care influențează alegerea substratului. 20 2.3.1. Intensitatea și durata exercițiului. 20 2.3.2. Vârstă. 23 2.3.3. Gen. 23 3. INFLUENȚA NUTRIȚIEI PRIVIND PERFORMANȚA ÎN SPORTUL DE RESISTENȚĂ. 25 3.1. Cerințele energetice ale sportivului. 25 3.2. Glucidele în sporturile de anduranță. 27
III 3.2.1. Necesarul de carbohidrați. 28 3.2.2. Care carbohidrați ar trebui preferați. 29 3.2.3. Încărcarea carbohidraților (KL). 30 3.2.3.1. Modele de KL. 31 3.2.3.2. Influența creatinei asupra supracompensării glicogenului muscular. 34 3.2.4. Aportul de carbohidrați înainte de efort. 34 3.2.5. Aportul de carbohidrați în timpul exercițiului. 36 3.2.6. Aportul de carbohidrați după efort. 37 3.3. Proteine în sporturile de anduranță. 40 3.3.1. Nevoile de proteine. 41 3.3.2. Calitatea proteinelor. 44 3.3.3. Metabolismul proteinelor. 45 3.3.4. Metabolismul BCAA. 46 3.3.5. Aportul de proteine înainte, în timpul și după efort. 49 3.4. Grăsimile din sporturile de anduranță. 50 3.4.1. Necesitate de grăsime. 51 3.4.2. Încărcarea grăsimii (FL). 53 3.4.2.1. FL pe termen scurt fără KL. 53 3.4.2.2. FL pe termen lung fără KL. 54 3.4.2.3. FL pe termen mediu cu KL. 54 3.4.2.4. FL pe termen lung cu KL. 55 3.4.3. Aportul de grăsime înainte, în timpul și după exerciții. 55 3.4.4. Influența L-carnitinei asupra performanței. 57
IV 3.5. Hidratarea în sporturile de anduranță. 58 3.5.1. Aportul de carbohidrați și electroliți. 60 3.5.2. Aportul de lichide înainte, în timpul și după exercițiu. 61 4. MATERIAL ȘI METODE. 63 4.1. Proiectarea studiului. 63 4.1.1. Subiecte. 63 4.1.2. Clasificarea subiectelor. 65 4.1.3. Cursul de studiu. 66 4.2. Alimente. 69 4.2.1. Crearea planurilor de nutriție. 69 4.3. Obiectivele anchetei. 75 4.4. Analiza datelor. 76 5. REZULTATE ȘI DISCUȚII. 78 5.1. Compararea rezultatelor grupului. 78 5.2. Cifre cheie ale subiectelor. 81 5.3. Compararea performanței carbohidrați vs. Dieta cu proteine. 83 5.4. Discutarea și interpretarea rezultatelor. 85 6. CONSIDERAȚII FINALE. 87 7. REZUMAT. 88 7. REZUMAT. 90 8. LISTA LITERATURII. 92
VI LISTA FIGURILOR Fig. 1 Cantitatea de ATP și PCr disponibile pentru contracție. 12 Fig. 2 Căi metabolice ale nutrienților care furnizează energie. 12 Fig. 3 Rotația substratului și intensitatea sarcinii. 20 Fig. 4 Ratele de oxidare a grăsimilor vs. Intensitatea exercițiului. 21 Fig. 5 Consum rotunjit de energie în diverse sporturi. 26 Fig. 6 Încărcare moderată de carbohidrați. 32 Fig. 7 Timpul până la epuizare în timpul ciclismului pentru 75% din VO 2 max. 47 Fig. 8 Principalele surse de energie din alimentarea cu energie. 50 Fig. 9 Timpul epuizării cu aport diferit de grăsimi. 51 Fig. 10 Exemplu pentru o săptămână de testare. 66 Fig. 11 pistă de atletism. 67 Fig. 12 Ajutor pentru compoziția meniului. 72 Fig. 13 Ajutor pentru compunerea meniului. 73
VII LISTA ABREVIERILOR ADP AMP BCAA BMI BW CAT CK CPT-1 DGE FL FOX GI Adenosin difosfat Adenozin monofosfat Lanț ramificat-Aminoacizi Corp-Indică de masă Valoare biologică Carnitină-Aciltransferază Creatină fosfokinază Nutriție Carnitină-Acid-Nutrită-Nutrită Indicele glicemic GLUT-4 Transportor glucoză tip 4 IMP IMTG KL LU Inozină monofosfat Trigliceride intramusculare Carbohidrat Performanță de încărcare MCT1 Monocarboxilat transportor 1 MLSS PAL PCr P i VLDL VO 2 max Nivel maxim de lactat Nivel de activitate fizică Fosfat de creatină Proteină maximă de oxigen Densitate foarte mică
VIII LISTA TABELELOR Tab. 1 Linii directoare pentru aportul de carbohidrați pentru sportivi. 28 Tab. 2 Factori care au influență asupra resintezei glicogenului muscular. 38 Tab. 3 Necesarul estimat de proteine. 42 Tab. 4 BW de proteine dietetice și combinații de alimente. 44 Tab. 5 Utilizarea și dozarea băuturilor electrolitice cu carbohidrați în funcție de durata și intensitatea exercițiului. 60 Tab. 6 Date despre grupul de carbohidrați. 64 Tab. 7 Date despre grupul proteic. 64 Tab. 8 Lista alimentelor bogate în carbohidrați. 71 Tab. 9 Lista alimentelor bogate în sau care conțin proteine. 71 Tab. 10 Statistici descriptive pentru testul Kolmogorov-Smirnov. 76 Tab. 11 Rezultatele testului Kolmogorov-Smirnov. 77 Tab. 12 Timpi și viteze ale KGr. 78 Tab. 13 Timpi și viteze ale PGr. 79 Tab. 14 Compararea diferențelor de viteză în conformitate cu planul nutrițional. 80 Tab. 15 Statistici descriptive pentru testul t nepereche. 81 Tab.16 t-test cu probe aleatorii independente. 82 Tab. 17 Statistici descriptive de grup pentru testul t nepereche. 83 Tab.18 t-test cu probe aleatorii independente. 84
10 În acest scop, a fost făcută o comparație între o dietă bogată în carbohidrați și cea a unei diete pe bază de proteine și s-au comparat diferențele dintre aceste diete și performanța în contextul efortului fizic intens. Scopul acestui test de teren este de a stabili dacă sportivii amatori cu o dietă bogată în carbohidrați, adică depozite complete de glicogen, au un avantaj de performanță față de cei cu o dietă cu conținut scăzut de carbohidrați sau pe bază de proteine în contextul exercițiilor de rezistență de intensitate ridicată care durează aproximativ 25 de minute. Ce trebuie clarificat este: Există măsuri nutriționale care să aibă sens pentru un sportiv recreativ pentru a îmbunătăți performanța de rezistență și, dacă da, care dintre ele? Accentul acestei lucrări este încărcarea depozitelor de glicogen muscular, așa-numita încărcare a carbohidraților, deoarece din punct de vedere al științei sportive este una dintre măsurile de îmbunătățire a performanței în sporturile de anduranță. Mai mult, este discutată aprovizionarea cu energie din proteine și lipide și este caracterizată relevanța sa în raport cu performanța de rezistență.
12 Figura 1: Cantitatea de ATP și PCr disponibile pentru contracție. Fig.1: prezintă un exemplu pentru calcularea cantității totale de stocare a fosfaților bogați în energie (individ cu masa corporală de 70 kg și masa musculară de 30 kg) [Edwards și colab., 1982, de la SMEKAL, 2004]. Cantitățile de creatină fosfat prezente în mușchi acoperă doar necesarul de energie pentru sarcini pe termen scurt. După câteva secunde, depozitele de PCr mor, după care carbohidrații, grăsimile și, într-o măsură mai mică, proteinele sunt utilizate pentru resinteza ATP [HOLLMANN și STRÜDER, 2009]. Figura 2: Căi metabolice ale nutrienților care furnizează energie [WEINECK, 2004].
20 Comparativ cu persoanele neinstruite, se poate obține mai multă energie prin oxidarea acizilor grași eliberați din țesutul gras [KNECHTLE și BIRCHER, 2006]. 2.3. Factori care influențează alegerea substratului 2.3.1 Intensitatea și durata expunerii În cazul expunerii pe termen lung, organismul își extrage energia din oxidarea grăsimilor și a carbohidraților. Dacă o sarcină are loc pe o perioadă mai lungă de timp cu intensitate redusă, predomină alimentarea cu energie din grăsimi. Pe de altă parte, dacă intensitatea exercițiului crește, se oxidează mai mulți carbohidrați [KNECHTLE și BIRCHER, 2005]. Glucidele au mai puțină energie pe unitate de greutate decât grăsimile, dar au un debit energetic mai mare. Aceasta înseamnă că cantitatea de energie necesară pe unitate de timp poate fi eliberată în timpul intensităților ridicate ale efortului prin glicoliză aerobă, dar nu în același ritm prin descompunerea acizilor grași. Activitatea carnitinei palmitoyltransferase -1 (CPT-1) ca factor limitativ în descompunerea acizilor grași este în discuție [PRINZHAUSEN și colab., 2010]. Figura 3: Rotația substratului și intensitatea stresului [COYLE, 1995].
21 Fig. 3 prezintă contribuția celor patru substraturi energetice principale la cheltuielile de energie după 30 de minute de expunere la 25, 65 și 85% din VO 2 max [COYLE, 1995]. Odată cu creșterea intensității exercițiilor, consumul de IMTG scade, în timp ce consumul de glicogen muscular crește brusc. Consumul de calorii crește odată cu creșterea intensității exercițiilor. În primul rând, consumul crescut de calorii cu stres intensiv este acoperit de descompunerea crescută a substraturilor de energie intramusculară. Motivul pentru aceasta este că, ca urmare a transportului cu membrană, există o limitare structurală a transportului de grăsimi și carbohidrați din fluxul sanguin în fibrele musculare [KNECHTLE și BIRCHER, 2005]. Carbohidrații și grăsimile ajung din sistemul microvascular în celulele musculare la intensitate moderată a muncii (adică la 40 50% din VO 2 max). Dacă intensitatea muncii crește, substraturile de energie intracelulară trebuie oxidate. La sportivii antrenați în rezistență, există depozite mai mari de energie intramusculară [HOPPELER, 1999]. Figura 4: Ratele de oxidare a grăsimilor vs. Intensitatea exercițiilor [ACHTEN și JEUKENDRUP, 2003]
24 Diferențele, atât în repaus, cât și în timpul exercițiului fizic, pentru un transport mai bun al acizilor grași în mușchiul scheletic și o mai bună β-oxidare și sinteză IMTG sunt probabil genetice. Mai exact, s-au găsit diferențe de gen în expresia genelor implicate în reglarea transcripțională a metabolismului lipidelor. La femei s-a găsit un conținut proteic mai ridicat de enzime β-oxidante, care este responsabil pentru descompunerea acizilor grași cu lanț mediu și lung [MAHER și colab., 2010]. Rezultatele unui grup de cercetare elvețian au arătat că, cu un exercițiu de 3 ore la 50% din VO 2 max, oxidarea medie a grăsimilor a rămas aceeași, în timp ce oxidarea carbohidraților a fost semnificativ mai mare la bărbați decât la femei [ZEHNDER și colab., 2005].
28 3.2.1. Cerința de carbohidrați Este în mare parte de acord că energia consumată de activitățile sportive ar trebui să provină, de preferință, dintr-un aport corespunzător de carbohidrați. Prin urmare, sportivilor li se recomandă un conținut de carbohidrați de 60-65% din aportul total de energie [BERG și colab., 2008]. Există, de asemenea, recomandări care sunt date în grame per kilogram de greutate corporală [BERG și colab., 2008; MANNHART și COLOMBANI, 2001]. Cu toate acestea, necesarul de carbohidrați al sportivilor diferă semnificativ de cel al non-sportivilor (3,5 g/kg greutate corporală/zi) și se ridică la 57 g/kg greutate corporală/zi în fazele normale de antrenament [CARLSOHN și MAYER, 2010]. Pentru sportivii de anduranță, un aport de carbohidrați de 7-10 g/kg KM/zi este recomandat pentru sarcini mai mari [BURKE și colab., 2001]. Depozitele de glicogen pot fi alimentate într-o zi cu un aport suficient de carbohidrați (7-10 g/kg KM/zi) [JEUKENDRUP, 2003]. Tabelul 1: Liniile directoare pentru aportul de carbohidrați pentru sportivi [BURKE și colab., 2001, de la MANNHART și COLOMBANI, 2001].
32 În plus, fiecare gram de glicogen leagă 3 până la 5 grame de apă, ceea ce la rândul său poate duce la o creștere în greutate de 2 până la 3% [JEUKENDRUP, 2003]. În plus, mulți sportivi consideră că antrenamentul în faza de golire este extrem de stresant atât mental, cât și fizic [SCHURR, 2004]. Strategia moderată de încărcare a carbohidraților este puțin mai scurtă decât varianta clasică și începe cu 3 până la 4 zile înainte de competiție [JEUKENDRUP, 2003]. Cu acest regim, aportul de carbohidrați este crescut treptat în cele 3 zile dinaintea exercițiului de rezistență de la 8 la 10 g/kg KM și cantitatea de antrenament este redusă în paralel [SCHEK, 2003]. Figura 6: Încărcare moderată de carbohidrați [SCHURR, 2004]. Forma moderată are avantajul față de forma tradițională că se simte mult mai puțin stresantă din punct de vedere psihologic [SCHEK, 2003]. Această metodă este, de asemenea, mai potrivită pentru pregătirea pentru competiții decât cea clasică, deoarece nu evocă niciun simptom de oboseală legat de antrenament. Cu KL moderat, concentrațiile de glicogen muscular care sunt aproape la fel de mari ca și în cazul variantei clasice pot fi atinse [JEUKENDRUP, 2003]. Și cu această metodă, concentrația de glicogen muscular poate fi dublată în comparație cu valoarea inițială [SCHURR, 2004].