Celejowa Rozdz ok

Celejowa Rozdz ok
27/3/08
1:38
Page 28
28 Potrzeby energetyczne sportowców
1.4. Dobowy wydatek energetyczny
Ca∏kowita przemiana materii w ciàgu doby (CPM), czyli dobowy wydatek energetyczny, to suma, w której sk∏ad wchodzà: podstawowa przemiana materii, swoiste
dynamiczne dzia∏anie po˝ywienia, wydatki energetyczne na wykonywanie codziennych czynnoÊci, wydatki energetyczne na czynnoÊci zawodowe i pozazawodowe,
a wi´c sport, rekreacj´, turystyk´, zaj´cia kulturalne, nauk´ i in.
Przemian´ materii bada si´ albo metodà bezpoÊrednià – mierzàc w specjalnych
kalorymetrach iloÊç ciep∏a bezpoÊrednio wytworzonà w procesie pracy, albo metodà poÊrednià – mierzàc iloÊç zu˝ytego przy pracy tlenu, pobranego do wyzwalania
energii z substratów energetycznych. Zawsze przy tym mierzy si´ równoczeÊnie
podstawowà przemian´ materii, swoiste dynamiczne dzia∏anie po˝ywienia i ponadpodstawowà (dodatkowà) przemian´ materii, czyli ∏àcznie ca∏kowità przemian´
materii (CPM). Oddzielnie mierzy si´ podstawowà przemian´ materii, jeÊli zachodzi koniecznoÊç zorientowania si´, jak ró˝ne czynniki, np. zaburzenia hormonalne,
mogà wp∏ywaç na ca∏kowity koszt energetyczny pracy. Informacje szczegó∏owe dotyczàce tych metod mo˝na znaleêç w pracy I. Celejowej „Teoria i praktyka ˝ywienia
sportowców” [1983].
W badaniach naukowych i w praktyce sportowej, przy obliczaniu dobowego wydatku energii, jako podstaw´ ustalenia wartoÊci energetycznej po˝ywienia zawodników
stosuje si´ tzw. koszty energetyczne brutto obrazujàce ca∏kowità przemian´ materii.
Najpierw zapisuje si´ rozk∏ad (chronometra˝) wszystkich czynnoÊci w ciàgu doby, notujàc czas ich trwania, potem dobiera si´ z tabel wartoÊci kosztów energetycznych
i mno˝y je przez ten czas. Tak uzyskane wydatki energetyczne poszczególnych czynnoÊci sumuje si´ i otrzymuje dobowy wydatek energetyczny (tab. 8). Dla treningu nale˝y
sporzàdziç chronometra˝ pomocniczy, poniewa˝ efektywny czas pracy jest zwykle
znacznie krótszy ni˝ czas przerw, a ich koszty energetyczne sà przecie˝ ró˝ne.
Godzina
Czas
[min]
Koszt energetyczny
czynnoÊci
[kcal/min/kg mc.]
Koszt energetyczny
czynnoÊci
[kcal/min/68,2 kg mc.]
Wydatek
energetyczny
[kcal]
Tabela 8. Dobowy wydatek energetyczny biatlonisty kadry olimpijskiej obliczony na
podstawie przyk∏adowego chronometra˝u dnia [21]
7.00–7.15
15
Ubieranie si´
0,051
3,4780
52,170
7.15–7.50
35
Rozruch poranny
0,061
4,1602
145,607
7.50–8.00
10
Zabiegi toaletowe
0,061
4,1602
145,607
8.00–8.25
25
Âniadanie. Jedzenie na siedzàco
0,022
1,5000
37,500
Rodzaj czynnoÊci
Celejowa Rozdz ok
27/3/08
1:38
Page 29
Dobowy wydatek energetyczny
Godzina
Czas
[min]
Koszt energetyczny
czynnoÊci
[kcal/min/kg mc.]
Koszt energetyczny
czynnoÊci
[kcal/min/68,2 kg mc.]
Wydatek
energetyczny
[kcal]
cd. tab. 8
8.25–9.30
15
Czyszczenie broni
0,038
2,5916
38,874
50
Swobodne chodzenie
0,047
3,2054
160,270
9.30–10.00
30
Trening „na sucho” z karabinkiem
0,013
0,8866
26,598
10.00–10.30
30
Rozgrzewka
0,125
8,5250
255,750
10.30–11.30
60
Trening strzelecki ∏àczony z biegiem
0,132
9,0024
540,140
11.30–11.40
10
Marsz spokojny – çwicz. rozluêniajàce
0,057
3,8874
38,874
11.40–12.00
20
Zabiegi toaletowe
0,061
4,1602
83,204
12.00–13.00
60
Odpoczynek
0,047
3,2054
192,324
13.00–13.20
20
Obiad
0,022
1,5000
30,000
13.20–14.30
70
Odpoczynek na le˝àco
0,018
1,2276
85,932
14.30–15.00
30
Trening – strzelanie „na sucho”
0,013
0,8866
26,598
15.00–17.00 120
Trening – rolki
0,278
18,9596
2275,080
17.00–17.30
30
Domarsz
0,057
3,8874
116,622
17.30–18.00
30
Zabiegi toaletowe
0,061
4,1602
124,800
18.00–18.20
20
Kolacja
0,022
1,5000
30,000
18.20–21.30
10
Spacer (chodzenie swobodne)
0,047
3,2054
609,026
21.30–22.00
30
Zabiegi toaletowe
0,061
4,1602
124,800
22.00–7.00
540
Sen
0,0169
1,1536
622,390
Razem
1440
Rodzaj czynnoÊci
5658,300
(23,7 MJ)
Wed∏ug badaƒ [Celejowa i wsp., 1961–1975] wydatek energetyczny zawodników
podczas treningów zale˝y od okresu cyklu treningowego. Stanowi na poczàtku
rocznego cyklu szkoleniowego i w okresie startowym 20–30% dobowego wydatku
energetycznego, a w okresie treningu intensywnego nawet 56%. Wydatki energetyczne mo˝na te˝ badaç metodami niekalorymetrycznymi, np. bilans w´gla, wodoru i azotu [105], monitorowaniem cz´stoÊci t´tna, podwójnie znakowanà wodà [57].
W sporcie znalaz∏y równie˝ zastosowanie metody telemetryczna [101] i biomechaniczna [45].
29
Celejowa Rozdz ok
27/3/08
1:38
Page 30
30 Potrzeby energetyczne sportowców
Badanie dobowego wydatku energetycznego jest podstawà obliczania zapotrzebowania ˝ywieniowego na energi´. Zwykle przyjmuje si´, ˝e jest ono o ok. 10%
wi´ksze od dobowego wydatku energetycznego, poniewa˝ spo˝yte po˝ywienie nie
jest ca∏kowicie przyswajalne.
Wed∏ug zaleceƒ ekspertów FAO/WHO/UNU [1958] dzienne zapotrzebowanie kobiety o masie cia∏a 55 kg, w wieku 18–30 lat, przy Êredniej aktywnoÊci fizycznej
(1,6 PPM), wynosi 2100 kcal (8,60 MJ), a zapotrzebowanie m´˝czyzny o masie cia∏a
65 kg, w wieku 18–30 lat, przy Êredniej aktywnoÊci fizycznej (1,8 PPM) wynosi
3000 kcal (12,55 MJ).
U sportowców wykwalifikowanych kszta∏tuje si´ ono na poziomie 4000 kcal
(16,74 MJ), 6000 kcal (25,10 MJ), a nawet 7000 kcal (29,29 MJ). Na skutek ustawicznego wzrostu obcià˝eƒ treningowych we wspó∏czesnym sporcie wyczynowym
notuje si´ ciàg∏à tendencj´ do zwi´kszania si´ wydatków energetycznych i ˝ywieniowego zapotrzebowania energetycznego.
Kontrolà stopnia pokrywania zapotrzebowania energetycznego jest bilans energetyczny, tj. zestawienie dobowego wydatku energii z wartoÊcià energetycznà po˝ywienia [64]. Rozchód energii powinien pokrywaç si´ z jej przychodem, czyli bilans
powinien byç zerowy. W praktyce jednak w poszczególnych, nast´pujàcych po sobie
dniach obserwuje si´ nieraz du˝e wahania (ryc. 1). Dlatego miarodajny jest bilans
energetyczny Êredni w d∏u˝szym czasie, np. 8–10 dni. Jest on zrównowa˝ony, jeÊli
ró˝nica stanowi ± 10% [26].
Spo˝ycie
[kcal]
Wydatek energetyczny
4000
Âr.
Âr.
3500
3000
7
8
9
10
11
12
13
14 [dni]
Rycina 1. Zmiany spo˝ycia i dobowego wydatku energetycznego u zapaÊników w stylu
wolnym podczas zgrupowania treningowego [85].
Celejowa Rozdz ok
27/3/08
1:38
Page 31
Dobowy wydatek energetyczny
Sà takie sytuacje w sporcie, kiedy nie mo˝na doraênie pokryç zapotrzebowania
energetycznego, np. podczas szosowych wyÊcigów kolarskich, maratonów i biegów
d∏ugich w lekkiej atletyce i w narciarstwie, w których wydatki energii si´gajà 9000
kcal (37,66 MJ) i 10 000 kcal (41,84 MJ) [91]. Wówczas wielkie znaczenie majà od˝ywki (p. rozdz. 4 cz´Êci II). Najprostszym miernikiem bilansu energetycznego jest
systematyczna kontrola masy cia∏a przez wa˝enie w tych samych warunkach fizjologicznych, najlepiej rano, bez odzie˝y i na czczo.
Sta∏y i doÊç znaczny spadek masy cia∏a oznacza ujemny bilans energetyczny, co
Êwiadczy o tym, ˝e wartoÊç energetyczna po˝ywienia jest mniejsza od dobowego wydatku energetycznego. Organizm w tych warunkach czerpie energi´ ze swych zapasów, tj. z glikogenu mi´Êniowego i wàtrobowego oraz z tkanki t∏uszczowej. Przy d∏u˝ej trwajàcym ujemnym bilansie energetycznym i ma∏ych zasobach tkanki
t∏uszczowej, co jest najcz´stsze w sporcie wyczynowym, organizm mo˝e naruszaç –
do wyzwalania energii w czasie pracy – tkank´ aktywnà, a wi´c mi´Ênie, ze szkodà
dla sprawnoÊci fizycznej i si∏y.
Natomiast ustawiczny przyrost masy cia∏a Êwiadczy o przewadze poda˝y po˝ywienia nad zapotrzebowaniem energetycznym i oznacza bilans energetyczny
dodatni. Zwi´kszanie si´ masy cia∏a na poczàtku treningu, jako skutek rozrastania si´ mi´Êni, jest zjawiskiem pozytywnym, jednak niepo˝àdany jest przyrost
masy cia∏a w wyniku zwi´kszania si´ iloÊci tkanki t∏uszczowej. Mo˝liwoÊci jej powi´kszania si´ sà, niestety, olbrzymie. Âwiadczà o tym przypadki monstrualnej
oty∏oÊci. Nadmierny wzrost tkanki t∏uszczowej jest wrogiem sprawnoÊci fizycznej. To, czy przyrost masy cia∏a nie jest spowodowany rozwojem tkanki t∏uszczowej mo˝na skontrolowaç za pomocà nieskomplikowanych pomiarów antropometrycznych gruboÊci fa∏du skórno-t∏uszczowego, która koreluje z procentowà
zawartoÊcià t∏uszczu w ca∏ym organizmie [89]. Niepo˝àdanemu, d∏ugotrwa∏emu
dodatniemu bilansowi energii mo˝na zapobiec przede wszystkim przez racjonalne, zrównowa˝one ˝ywienie o wartoÊci energetycznej odpowiadajàcej zapotrzebowaniu.
1.5. èród∏a energii w pracy mi´Êni
Wiadomo, ˝e bezpoÊrednim êród∏em energii potrzebnej do skurczu bia∏ka miozyny
w komórce mi´Êniowej jest rozpad wysokoenergetycznego zwiàzku chemicznego,
kwasu adenozynotrifosforowego (ATP). St´˝enie tego kwasu w mi´Êniach jest ma∏e, wynosi zaledwie 2,5 mM/100 g suchej masy tkanki mi´Êniowej. Aby mi´sieƒ
móg∏ pracowaç, ATP musi si´ ustawicznie odnawiaç. Przy rozpadzie ATP powstaje
kwas adenozynodifosforowy (ADP) i kwas fosforowy. Dostawcà energii do odbudowy ATP z ADP jest fosfokreatyna. Energia do jej rozpadu jest wyzwalana z kolei
z beztlenowej przemiany glikogenu i z fosforylacji tlenowej, czyli tlenowego spalania cukrów, t∏uszczów, a tak˝e niewielkiej iloÊci zwiàzków ketonowych [46]. A zatem ciàg∏y proces odnowy ATP zale˝y od dowozu z po˝ywieniem w´glowodanów,
31
Celejowa Rozdz ok
27/3/08
1:38
Page 32
32 Potrzeby energetyczne sportowców
t∏uszczów i bia∏ek, dlatego w uproszczeniu mówi si´, ˝e te sk∏adniki pokarmowe sà
êród∏em energii potrzebnej do pracy mi´Êni.
Wykorzystanie g∏ównych substratów energetycznych: w´glowodanów i t∏uszczów
(bia∏ko uczestniczy w tym poÊrednio przez zmian´ ich czàstek sk∏adowych – aminokwasów na glukoz´ lub na kwasy t∏uszczowe) zale˝y od wielkoÊci i charakteru obcià˝enia wysi∏kowego i od jakoÊci po˝ywienia.
Przy zrównowa˝onym ˝ywieniu, kiedy bia∏ka, t∏uszcze i w´glowodany sà spo˝ywane zgodnie z normà (podczas krótkotrwa∏ych wysi∏ków o du˝ej intensywnoÊci, takich jak rzuty, skoki, podnoszenie ci´˝arów, sprinty itp.), g∏ównym êród∏em energii
sà w´glowodany, które jako substrat mogà przechodziç przemian´ w warunkach
pracy anaerobowej, przewa˝ajàcej w tego rodzaju wysi∏kach. W wysi∏kach o ma∏ej
intensywnoÊci, niezbyt d∏ugo trwajàcych, w których zapotrzebowanie na tlen jest
pokrywane podczas pracy, substratem energetycznym sà przede wszystkim t∏uszcze
(50–60%), co pozwala organizmowi oszcz´dzaç najwa˝niejsze paliwo – w´glowodany [64]. Jednak je˝eli tego rodzaju wysi∏ek trwa bardzo d∏ugo, praca nie by∏aby nadal mo˝liwa bez równoczesnego wzmo˝onego zu˝ytkowania glikogenu. JeÊli jego
zapasy wyczerpià si´, praca nie mo˝e byç kontynuowana, choç zapasy t∏uszczu sà
jeszcze du˝e. D∏ugotrwa∏à prac´ w sporcie warunkuje wi´c wyjÊciowy poziom glikogenu w komórce mi´Êniowej (tab. 9, 10).
Tabela 9. ZawartoÊç glikogenu w mi´Êniach zale˝nie od rodzaju diety [13]
Dieta
Glikogen w 100 g mi´Êni [g]
Czas pracy [min]
Normalna mieszana
1,75
126
Bia∏kowo-t∏uszczowa
0,63
59
W´glowodanowa
3,30
189
Tabela 10. Czynniki powodujàce zwi´kszenie zawartoÊci glikogenu w mi´Êniach [12, 13]
1. Racja pokarmowa z du˝à przewagà w´glowodanów
2. Racja pokarmowa o du˝ej zawartoÊci w´glowodanów poprzedzona ˝ywieniem ubogim w w´glowodany
3. Racja pokarmowa bogata w w´glowodany poprzedzona du˝ym wysi∏kiem mi´Êniowym
4. Trening
Je˝eli po˝ywienie nie jest zrównowa˝one, tzn. w po˝ywieniu jest znaczny nadmiar któregoÊ ze sk∏adników energetycznych w stosunku do normy, mo˝e to mieç
wp∏yw na stopieƒ wykorzystania ich przy wyzwalaniu energii w mi´Êniach. Po˝ywienie wysokow´glowodanowe zwi´ksza zu˝ycie w´glowodanów w komórce mi´Êniowej podczas wysi∏ku, natomiast wysokot∏uszczowe pociàga za sobà zwi´kszenie wykorzystania t∏uszczów. Ale racja pokarmowa wysokow´glowodanowa
Celejowa Rozdz ok
27/3/08
1:38
Page 33
èród∏a energii w pracy mi´Êni
wp∏ywa na podniesienie wydolnoÊci fizycznej zawodnika, wysokot∏uszczowa zaÊ jà
zmniejsza [47].
W Êwietle danych naukowych najkorzystniejszy jest nast´pujàcy udzia∏ sk∏adników energetycznych w wartoÊci energetycznej ca∏odziennego po˝ywienia sportowców: 12–15% powinno przypadaç na bia∏ko, 25–31% na t∏uszcz i 53–63% na w´glowodany. Sà równowa˝niki energetyczne, okreÊlajàce iloÊç energii wyzwalanej
podczas utleniania 1 g bia∏ka, t∏uszczu i w´glowodanów. W Polsce w nauce o ˝ywieniu cz∏owieka stosuje si´ równowa˝nik netto wg Atwatera, tzn. wartoÊci energii faktycznie przyswajanej przez ustrój: z 1 g w´glowodanów – 4 kcal (16,7 kJ), z 1 g t∏uszczów – 9 kcal (37,7 kJ), z 1 g bia∏ka – 4 kcal (16,7 kJ).
33