Крок до персоналізованого спортивного харчування: споживання вуглеводів під час фізичних вправ

Запитувач Jeukendrup

Інститут спортивної науки Gatorade, Баррінгтон, Іллінойс, США

Школа спорту та фізичних вправ, Бірмінгемський університет, Еджбастон, B15 2TT, Великобританія

Анотація

Вступ

На початку 1900-х років було виявлено, що вуглеводи є важливим паливом для фізичних вправ [1]. У 1939 р. Було опубліковано статтю, в якій показано, що на вживання вуглеводів під час фізичних вправ може впливати дієта і що це може вплинути на толерантність до фізичних навантажень [2]. У 1960-х роках стало зрозуміло, що глікоген у м’язах відігравав значну роль під час фізичних вправ [3], а в 1980-х роках перші дослідження показали, що прийом вуглеводів під час фізичних вправ покращує фізичну здатність [4, 5]. Найближчих 20 років приблизно до 2004 р. Не було досягнуто жодних значних зрушень, що ознаменувало початок ери з низкою серйозних проривів щодо годування вуглеводами під час фізичних вправ.

Проковтування вуглеводів під час фізичних вправ та виконання

Хоча точні механізми все ще не повністю зрозумілі, вже деякий час відомо, що прийом вуглеводів під час фізичних вправ може збільшити фізичну здатність та покращити показники фізичних вправ (огляди див. Jeukendrup [12, 15]). Загалом, під час фізичних навантажень довше 2 годин, годування вуглеводами запобігає гіпоглікемії, підтримуватиме високі показники окислення вуглеводів та збільшує здатність до витривалості порівняно з прийомом плацебо. Спочатку вважалося, що тривалість фізичних вправ повинна мати принаймні 2 години, щоб вуглеводи мали ефект.

Однак рецептори в ротовій порожнині, які опосередковують ці ефекти, пов'язані з працездатністю, ще не визначені, і точна роль різних областей мозку не чітко зрозуміла. Залучені клітини смакових рецепторів насправді не виявляють смак, а вуглеводи або енергію.

Потрібні подальші дослідження, щоб повністю зрозуміти окремі шляхи трансдукції смаку для різних типів вуглеводів та те, як вони різняться між видами ссавців, особливо у людей. Однак було переконливо продемонстровано, що вуглеводи виявляються в ротовій порожнині невстановленими рецепторами, і що це може бути пов'язано з поліпшенням показників фізичних вправ (огляд див. Jeukendrup and Chambers [11]). Запропоновані тут нові керівні принципи враховують ці висновки (рис. 1).

Нові рекомендації щодо споживання вуглеводів. Рекомендації щодо споживання вуглеводів під час фізичних вправ залежать від тривалості фізичних вправ. Загалом, рекомендації щодо споживання вуглеводів зростають із збільшенням тривалості. Тип вуглеводів також може відрізнятися, а також рекомендації щодо тренінгів з харчування. Ці рекомендації призначені для добре підготовлених спортсменів. Спортсменам-початківцям, можливо, доведеться скоригувати ці рекомендації вниз

Практичні наслідки дослідження полоскання рота

Ці результати свідчать про те, що не потрібно вживати велику кількість вуглеводів під час фізичних вправ, що тривають приблизно від 30 хв до 1 год, і що полоскання рота вуглеводами може бути достатнім для отримання результату (рис. 1). У більшості випадків ефекти ефективності полоскання рота були подібні до прийому вуглеводного напою, тому, здається, немає недоліків споживання напою, хоча іноді спортсмени можуть скаржитися на шлунково-кишковий дистрес при вживанні більшої кількості. Коли вправа триваліша (2 години і більше), вуглеводи стають дуже важливим паливом, і щоб запобігти зниженню продуктивності, важливо вживати вуглеводи. Як обговорювалося в наступних двох розділах, для більш тривалих фізичних навантажень може знадобитися більша кількість вуглеводів.

Тривалі фізичні вправи та багаторазові транспортабельні вуглеводи

Різні вуглеводи, що потрапляють під час фізичних вправ, можуть використовуватися з різною швидкістю [12], але до знаменної публікації в 2004 р. [29] вважалося, що вуглеводи, що потрапляють під час фізичних вправ, можуть окислюватися лише зі швидкістю не вище 1 г/хв (60 г/год) незалежно від типу вуглеводів [9]. Це відображено в рекомендаціях, опублікованих ACSM, які рекомендують спортсменам приймати від 30 до 60 г вуглеводів під час вправ на витривалість (понад 1 год) [30] або 0,7 г/кг на годину [6].

Здається, екзогенне окиснення вуглеводів обмежується кишковим всмоктуванням вуглеводів. Вважається, що глюкоза використовує натрій-залежний транспортер (SGLT1) для всмоктування, який насичується при споживанні вуглеводів близько 60 г/год. Коли глюкоза потрапляла з такою швидкістю, а одночасно потрапляв інший вуглевод (фруктоза), що використовує інший транспортер, швидкість окислення значно перевищувала 1 г/хв (1,26 г/хв) [29]. Потім було проведено низку досліджень, намагаючись визначити максимальну швидкість екзогенного окислення вуглеводів. У цих дослідженнях швидкість поглинання вуглеводів змінювалася, а типи та комбінації вуглеводів - різними. Усі дослідження підтвердили, що багаторазові транспортувані вуглеводи призводили до (до 75%) вищих швидкостей окислення, ніж вуглеводи, що використовують лише SGLT1 (огляди див. Jeukendrup [12, 15]). Цікаво, що такої високої швидкості окислення можна досягти не тільки за допомогою вуглеводів, що потрапляють у напій, але також у вигляді гелю [31] або енергетичного батончика з низьким вмістом жиру, низьким вмістом білка та низьким вмістом клітковини [32].

Роулендс та ін. [37] нещодавно зробив дослідження на крок далі і вивчив підготовлених велосипедистів у гірських велосипедних гонках (в середньому 141 хв.) Та лабораторних випробуваннях (94-хвилинні інтервали високої інтенсивності з подальшим 10 максимальним спринтом). Розчини вуглеводів (мальтодекстрин: фруктоза або глюкоза: фруктоза у співвідношенні 2: 1) вживали із середньою швидкістю 1,2 г вуглеводів/кг на годину (або 95 г/год). Мальтодекстрин: розчин фруктози значно зменшив час перебігу на 1,8% та спазми в животі на 8,1 бала за шкалою 0–100. Після врахування дискомфорту в шлунково-кишковому тракті вплив розчину мальтодекстрин: фруктоза на час кола зменшився на 1,1%, що свідчить про те, що дискомфорт у шлунково-кишковому тракті пояснює частину впливу мальтодекстрину: фруктози на ефективність. У лабораторії середня спринтова сила була посилена на 1,4% за допомогою фруктози: мальтодекстрин.

Переваги щодо продуктивності, як правило, спостерігаються в дослідженнях, які тривають 2,5 години і довше, а ефекти починають ставати помітними через третю годину вправ [33]. Коли тривалість вправи менша, багато транспортуються вуглеводи можуть не мати однакових переваг [38], але слід зазначити, що ефекти принаймні схожі на інші джерела вуглеводів.

Вуглеводи під час фізичних вправ та виконання: відповідь на дозу

Було опубліковано дуже мало добре контрольованих досліджень дозової реакції щодо прийому вуглеводів під час фізичних вправ та фізичних вправ. Більшість старих досліджень мали серйозні методологічні проблеми, що ускладнювали встановлення справжньої залежності доза-реакція між кількістю введених вуглеводів та результатами. Ще кілька років тому, здавалося, робився висновок про необхідність мінімальної кількості вуглеводів (можливо

20 г/год на основі одного дослідження), але, як правило, припускали, що не було взаємозв'язку доза-реакція [6].

Однак останнім часом накопичуються дані про взаємозв'язок доза-реакція між швидкістю поглинання вуглеводів, екзогенною швидкістю окислення вуглеводів та ефективністю. В одному з недавніх ретельно проведених досліджень показники витривалості та підбору палива вимірювали під час тривалих фізичних вправ під час прийому глюкози (15, 30 та 60 г/год) [39]. Дванадцять випробовуваних їхали на велосипеді протягом 2 годин із 77% пікового поглинання кисню з подальшим 20-годинним випробуванням. Результати свідчать про взаємозв'язок між дозою введеної глюкози та покращенням витривалості. Екзогенне окиснення глюкози збільшується зі швидкістю прийому всередину, і можливо, збільшення екзогенного окислення вуглеводів безпосередньо пов’язане з фізичними вправами чи відповідає за них.

Статус навчання

Слід зазначити, однак, що нетреновані суб'єкти в обох цих дослідженнях [42, 43] мали значення VO 2max, які перевищують сидяче населення, тому настанови можуть бути екстрапольовані на спортсменів різного рівня, але не обов'язково на сидячих населення. Однак у дослідженні Van Loon et al. [43], в яких абсолютна інтенсивність фізичних вправ не мала різниці, можливо, існує поріг, нижче якого швидкість екзогенного окислення є нижчою, і всі суб'єкти цих досліджень завжди виконували вище цього абсолютного порогу інтенсивності.

Можливо, важливий не тренувальний статус спортсмена, а абсолютна інтенсивність фізичних вправ та абсолютні показники окислення вуглеводів визначають екзогенні швидкості окислення вуглеводів. Навряд чи бігуну, який завершить марафон за 5 год, не було б обов'язково потрібно приймати 90 г вуглеводів на годину, оскільки це було б близько або навіть могло перевищувати загальне споживання вуглеводів при такій абсолютній інтенсивності вправ.

Вплив інтенсивності вправ

Потреби у вуглеводах можуть бути різними при різній інтенсивності вправ. Коли інтенсивність вправ низька, а загальна швидкість окислення вуглеводів низька, рекомендації щодо споживання вуглеводів, можливо, доведеться коригувати вниз. Насправді є напрочуд мало досліджень, на яких ґрунтуються тверді рекомендації. Зі збільшенням інтенсивності фізичних вправ активна м’язова маса стає все більш і більш залежною від вуглеводів як джерела енергії. Як підвищений м’язовий глікогеноліз, так і посилене окислення глюкози в плазмі сприятимуть збільшенню енергетичних потреб [44]. Тому розумно очікувати, що екзогенне окиснення вуглеводів збільшиться із збільшенням інтенсивності фізичних вправ. Дійсно, раннє дослідження Пірнея та співавт. [45] повідомляли про нижчі показники екзогенного окиснення вуглеводів при низькій інтенсивності фізичного навантаження порівняно з помірною інтенсивністю, але екзогенне окислення вуглеводів, як правило, знижувалось між 51 і 64% V O 2max. Не було різниці в екзогенному окисленні вуглеводів між 60 і 75% V O 2max [45].

Тому можливо, що нижчі швидкості екзогенного окислення вуглеводів спостерігаються лише при дуже низькій інтенсивності фізичного навантаження, коли залежність від вуглеводів як джерела енергії мінімальна. У цій ситуації частина введеного в організм вуглеводу може бути спрямована на знешкодження глюкози, що не окислюється (зберігання в печінці або м’язах), а не на окислення.

Вплив маси тіла

Таким чином, існують індивідуальні відмінності в екзогенному окисленні вуглеводів, хоча вони, як правило, незначні. Ці відмінності не пов'язані з BW, але швидше за все з здатністю поглинати вуглеводи. Це, в свою чергу, може бути пов’язано з дієтою.

Тренування кишечника

Споживання вуглеводів у реальних подіях

Порівняно мало досліджень досліджували, скільки вуглеводів атлети приймають під час перегонів та чи відповідають вони рекомендованим рекомендаціям. У дослідженні Kimber et al. [49], середнє споживання вуглеводів під час триатлону на дистанції залізного чоловіка становило 1,0 г/кг БВ/год у жінок-спортсменів та 1,1 г/кг БВ/год у чоловіків-спортсменів. Вони досягли цих споживання вуглеводів, вживаючи дуже велику кількість вуглеводів під час їзди на велосипеді (приблизно 1,5 г/кг БТ/год). Більша частина споживання траплялася під час їзди на велосипеді, коли споживання було майже втричі більше, ніж під час бігу. У спортсменів-чоловіків споживання вуглеводів позитивно корелювало з часом фінішу, але у жінок ця взаємозв'язок не підтвердилася. Велике дослідження подій витривалості, проведене Пфайффером та співавт. [50] продемонстрували широкі розбіжності у споживанні вуглеводів, про які повідомляли спортсмени між подіями та всередині них, із найбільшим споживанням у велоспорті та триатлоні, а найнижчим у марафонах. У цьому дослідженні також було виявлено, що на расах залізних людей споживання вуглеводів було пов’язано з часом закінчення, причому більше споживання вуглеводів корелювало з кращими показниками. Ці висновки, судячи з усього, узгоджуються з нещодавніми дослідженнями дози-реакції Сміта та його колег [39, 51].

Різні поради щодо різних видів витривалості

Під час годування вуглеводами під час їзди на велосипеді неодноразово було показано, що розпад м’язового глікогену не впливає. Однак під час бігу є припущення, що розпад м’язового глікогену зменшується, зокрема, у м’язових волокнах типу I [52]. Отже, згодовування вуглеводів призводить до поліпшення продуктивності при їзді на велосипеді та бігу, хоча механізм, за допомогою якого це відбувається, не обов'язково може бути однаковим. Це питання обговорюється більш докладно у чудовому огляді Цинцаса та Вільямса [53]. Екзогенне окиснення вуглеводів схоже на їзду на велосипеді та біг [54], що свідчить про те, що поради для велосипедистів та бігунів не відрізняються.

Переривчасті та майстерні види спорту

Переважна більшість досліджень проведена зі спортсменами на витривалість, які виконують постійні фізичні вправи. Більшість командних видів спорту мають дуже переривчастий характер, з поривами вправ дуже високої інтенсивності, що супроводжуються відновно низькими періодами відновлення. Крім того, результативність у цих видах спорту часто залежить від інших факторів, ніж підтримка швидкості чи сили, і такі фактори, як спритність, хронометраж, рухова майстерність, прийняття рішень, стрибки та спринт, можуть зіграти свою роль. Тим не менш, було доведено, що прийом вуглеводів під час фізичних вправ підвищує витривалість у переривчастій діяльності. Велика кількість досліджень продемонструвала, що при попаданні вуглеводів під час переривчастого бігу втома може затримуватися і збільшуватися час до виснаження [55–59].

Зовсім недавно дослідження включали вимірювання кваліфікації у свої виміри ефективності. Currell et al. [60] розробив 90-хвилинний протокол симуляції футболу, який включав вимірювання майстерності, таких як спритність, дриблінг, стрільба та удар головою. Футболісти виконували 90 хв переривчастої вправи, що імітувала їхні моделі руху під час гри. Протягом 90 хв вимірювання ефективності навичок проводилося через рівні проміжки часу. Спритність, дриблінг і точність стрільби були покращені, але при попаданні вуглеводів на курс не впливало. Інші дослідження виявили подібні ефекти [61]. Хоча, як правило, деякі навички, виміряні в цих дослідженнях, вдосконалювались при згодовуванні вуглеводів, механізми цих удосконалень невідомі і не вивчені детально.

Здається, що споживання вуглеводів під час командних видів спорту та інших видів спорту, що мають певний вміння, може покращити не тільки стійкість до втоми, але й компоненти навичок спорту, особливо до кінця гри. Практична проблема часто полягає в тому, щоб знайти способи вживання вуглеводів під час гри за правилами цього виду спорту.

Висновок

Нарешті, слід зазначити, що більшість досліджень ґрунтуються на висновках бігунів та велосипедистів, і потрібна додаткова робота, щоб встановити вплив та основні механізми прийому вуглеводів на компоненти навичок у переривчасто-командних видах спорту. Рекомендації узагальнені на рис. 1 та розділі. 5.