Лабораторне заняття №13 Біохімічні основи раціонального харчування спортсменів. Визначення загального холестерину крові ферментативним методом

Мета роботи: вивчити біохімічні основи раціонального харчування спортсменів як фактора, який впливає на адаптаційні можливості організму і фізичну працездатність. Опанувати методику визначення загального холестерину крові.

Питання для самопідготовки:

1. Назвіть принципи збалансованого харчування.

2. Перерахуйте групи поживних речовин, необхідних людині.

3. Яку роль відіграють вуглеводи і жири в харчуванні спортсмена, норми їх споживання?

4. Яке значення має споживання вітамінів і мінеральних речовин?

5. Назвіть норми і особливості споживання вуглеводів для підвищення працездатності і швидкості відновлення.

Теоретична частина

Основи раціонального харчування при розвитку фізичних якостей.

У фізичній підготовці, крім раціонально побудованих занять, велике значення має організація правильного харчування, що забезпечує прискорення відновних процесів після тренувальних навантажень і високу працездатність тих осіб, які займаються спортом. У своїй основі харчування не є чимось абсолютно особливим, воно лише задовольняє підвищені запити організму і відповідає вимогам специфіки підготовки.

Раніше фахівцям з фізичної підготовки при плануванні навантажень часто доводилося мати справу з недостатнім харчуванням своїх підопічних. Сьогодні на перший план виступають в основному наслідки переїдання, які призводять до ожиріння, зниження фізичної працездатності. Супутником переїдання є цілий "букет хвороб цивілізації" і, як наслідок, скорочення середньої тривалості життя.

До режиму харчування необхідно підходити з раціональних позицій. Основні вимоги до харчування наступні: споживана їжа не повинна бути важкою (тобто не містити нічого зайвого, що перенавантажувало б організм), вона повинна володіти високими смаковими якостями, бути повноцінною і різноманітною. Харчування повинно бути регулярним, дрібним (3-5 разів на день) і, бажано, в один і той же час.

У їжі містяться багаті енергією поживні речовини, а також білки, вітаміни, солі, мікроелементи, клітковина, вода і інші необхідні для нормальної життєдіяльності компоненти (див. табл. Додаток №1). Тому оптимальне задоволення потреб організму при великих фізичних навантаженнях є важливою передумовою для вирішення завдань фізичної підготовки.

З енергетичної точки зору поживні речовини можуть взаємозамінюватися відповідно до вмісту в них поживних речовин (див. табл. Додаток №1).

Майже всі тканини організму в ході структурного метаболізму зазнають постійного розпаду і оновлення, або перетворення. Цей процес не зводиться до простої перебудові однієї і тієї ж кількості компонентів. Навпаки, для нього потрібна постійна кількість нових речовин. Це пов'язане, зокрема, з втратою організмом деяких структур (наприклад, злущування епітеліальних клітин з поверхні шкіри і кишечника, руйнування міофібрил при фізичних перевантаженнях і т. і.). Такі втрати стосуються головним чином білків.

Тому всі поживні речовини виконують не тільки енергетичну, але і пластичну функцію – використовуються для побудови структур і синтезу секретів. Харчовий раціон повинен містити деяку мінімальну кількість білків, жирів і вуглеводів. Якщо надходження цієї мінімальної кількості забезпечується, то решта може бути замінена. Особливо важкі порушення в організмі виникають при недостатньому надходженні білків.

Білками є полімерні сполуки, які складаються з окремих амінокислот, які і використовуються при синтезі сполук, необхідних організму для забезпечення життєдіяльності і побудови його структур. Відомо 20 видів різних амінокислот, необхідних для життєдіяльності людського організму. До складу їжі обов'язково повинні входити білки, які містять незамінні амінокислоти: вони або зовсім не утворюються в організмі, або утворюються недостатньо. Тому білки не можуть бути замінені жирами і вуглеводами.

Білки містяться як в тваринній, так і в рослинній їжі. Основними джерелами тваринних білків служать м'ясо, риба, молоко, молочні продукти і яйця. У хлібі, картоплі, бобах є відносно високий вміст рослинних білків, а в невеликих кількостях вони містяться майже у всіх фруктах і овочах.

При безбілковій дієті, яка повністю задовольняє потреби організму людини в енергії, втрати білка складають 13-17 грам на добу («коефіцієнт зношування»). Але навіть якщо в раціон включити цю кількість білка, то білкової рівноваги не наступить, оскільки:

по-перше, споживання білка супроводжується підвищеним виведенням азоту (по кількості виведеного азоту судять про втрати білка);

по-друге, частка харчових білків, білка самого організму, яка йде на побудову, залежить від їх амінокислотного складу, тобто біологічна цінність різних білків для людини різна і визначається вмістом в них незамінних амінокислот. Саме з цієї причини білки тваринного походження більш повноцінні для харчування людини, а особливо спортсмена, ніж рослинні.

Жири складаються, головним чином, із суміші різних тригліцеридів (ефіри гліцерину і трьох жирних кислот). Розрізняють насичені і ненасичені жирні кислоти. Ряд ненасичених жирних кислот, необхідних для життєдіяльності, в організмі не синтезується – це незамінні жирні кислоти. Оскільки незамінні жирні кислоти необхідні також і для синтезу фосфоліпідів, вони відіграють найважливішу роль в побудові клітинних структур і, зокрема, мітохондрій – клітинних «електростанцій», які здійснюють аеробний метаболізм. Для людини найважливішою незамінною жирною кислотою є ліпоєва.

Жири обов'язково входять до складу майже всіх продуктів тваринного походження (у м'ясо, рибу, молоко, молочні продукти і т.і.), а також є в насінні рослин, наприклад в горіхах.

Рослинні жири характеризуються високим вмістом ненасичених жирних кислот. У гідрогенізованих (штучно перетворених на тверді) рослинних жирах такі кислоти не містяться.

Після всмоктування жири або зазнають окиснювального розпаду в процесі енергозабезпечення організму, або відкладаються в тканинах, утворюючи запас енергії.

Вуглеводи служать головним джерелом енергії для життєдіяльності клітин. Енергетичні потреби головного мозку покриваються майже виключно за рахунок глюкози. Скелетні м'язи, навпаки, при недостатньому надходженні глюкози можуть розщеплювати жирні кислоти. Глюкоза виконує не тільки енергетичну функцію, але використовується також як будівельний матеріал для синтезу багатьох важливих речовин організму.

Основними вуглеводними молекулами є прості цукри – моносахариди. Сполуки з двох і більш моносахаридів називаються ди-, оліго- або полісахаридами. Головним вуглеводом в раціоні людини є такий полісахарид, як рослинний крохмаль. У організмі вуглеводи запасаються у вигляді глікогену – тваринного крохмалю.

Людина споживає майже виключно рослинні вуглеводи. Фрукти, овочі, картопля, зелені рослини, злаки містять не тільки вуглеводи, які можуть засвоюватися, але також велику кількість клітковини – неперетравлювані вуглеводи типу целюлози.

Споживання їжі супроводжується підвищенням інтенсивності обмінних процесів. При споживанні змішаної їжі метаболізм збільшується приблизно на 6%, а при споживанні білків зростає ще в більшому ступені. Таким чином, при харчуванні тільки білковою їжею для забезпечення функціонування організму доводиться витрачати більше енергії, ніж при споживанні її разом з жирами і вуглеводами.

Ефективність розвитку силових і швидкісно-силових якостей пов'язана із значною активізацією синтезу білків в працюючих м'язах. Утворення необхідних білкових структур, які забезпечують специфічну роботу м'язів, пов'язане з посиленням генної активності і вимагає повноцінного білкового харчування. У людей, які зазнають великих фізичних навантажень, замінні і незамінні амінокислоти в раціоні харчування повинні міститися в певних пропорціях. На жаль, наше звичайне харчування не забезпечує надходження в організм достатньої кількості легкозасвоюваних білків, особливо амінокислот, в необхідному співвідношенні. Тому при посиленій м'язовій діяльності, особливо в тренуваннях силового і швидкісно-силового характеру, з'являється необхідність в додатковому білковому харчуванні або в застосуванні спеціальних продуктів підвищеної біологічної цінності (з оптимальним вмістом необхідних амінокислот, вітамінів, мінеральних солей і т.і.).

Крім повноцінного білкового харчування, при посиленій м'язовій діяльності виникає необхідність в споживанні біологічно активних речовин здатних активувати генний апарат клітин в працюючих органах. У організмі людини найбільш сильну анаболічну дію мають статеві гормони і гормони росту. Саме тому фармакологічні препарати, які є похідними цих гормонів, набули широкого поширення в спортивній практиці. Проте, застосування гормональних препаратів небезпечне для здоров'я і тому заборонене медичною комісією Міжнародного Олімпійського комітету. Для посилення генної активності в процесі силового і швидкісно-силового тренування краще за все використовувати природні анаболізатори, до яких належать окремі амінокислоти (метіонін, триптофан і ін.), прості пептиди і пептони, креатин, інозин, аденозинмонофосфат (АМФ), АТФ, а також речовини, широко вживані в народній і східній медицині: женьшень, золотий корінь, панти оленя, муміє і тому подібне.

Звичайна норма добового споживання білка в раціоні харчування для людини середньої ваги (75 кг) складає 70-80 г, тобто приблизно по 1 г на кожний кг маси тіла.

При більшій вазі необхідно додавати приблизно по 5 г білка на кожних 10 кг маси. При посиленому тренуванні норму споживання білків треба збільшити до 1,5-2,5 г/кг, а під час інтенсивних силових, швидкісно-силових навантажень і великій роботі на витривалість – іноді навіть до 4,0 г на кг маси тіла, і складати в середньому 100-120 г на добу. Проте, споживання більше 5 г білка на кг ваги веде до активації гнильних процесів в кишечнику. Бажано також, щоб кількість споживаного білка була не у формі важкозасвоюваних білків, а у вигляді молочних, або спеціально приготованих амінокислотних сумішей. В даний час промисловість випускає спеціальні білкові препарати для харчування спортсменів: білкове печиво, шоколад, білкові пасти, горіхову халву тощо.

Середнє співвідношення споживаних білків, вуглеводів і жирів повинно складати відповідно 15-20%, 45-55%, 35% і менше від загального калоражу харчування. Ці калорії необхідно вживати у формі зелених або достиглих овочів, фруктів, картоплі, молока, сиру, пісного м'яса (включаючи рибу, куряче м'ясо, телятину).

При високих навантаженнях бажано застосовувати дрібне, 5-6-разове харчування. Таке харчування більш фізіологічне. Перший сніданок складає 5%, другий сніданок – 30%, додаткове харчування після тренування – 5%, обід – 30%, полуденок – 5%, вечеря – 25% добової калорійності. Харчування повинне містити речовини, які здатні насичити організм людини. Ступінь насичення залежить від якості продуктів, їх співвідношення і від кулінарної обробки. Об'єм їжі не повинен бути дуже великим: на 70 кг маси тіла від 3 до 3,5 кг їжі на добу. Фрукти і овочі повинні складати 10-15% раціону.

Важкоперетравлювані капуста, квасоля, чечевиця, боби, горох, свиняче і бараняче сало треба використовувати рідше за інші продукти і лише після тренувальних занять. Необхідною умовою є різноманітність їжі, а також якісна кулінарна обробка продуктів харчування. Після цього легше засвоюються молоте, відварне, парове м'ясо, протерті боби, вівсянка у вигляді киселю з молоком, некруто зварені яйця. Часте повторення блюд і одноманітність їжі небажані. Нейтральні супи необхідно чергувати з кислими (щі, борщі). Бажано уникати однакових гарнірів (наприклад, суп з локшиною і макарони). В умовах жаркого клімату калорійність повинна бути знижена на 7-8 ккал/кг маси тіла. В умовах холодного клімату необхідно збільшити споживання білка на 0,4-0,5 г/кг.

Дослідження зміни вмісту глікогену в м'язах людини показують, що його відновлення після виснажуючих фізичних навантажень, у тому числі і на витривалість, відбувається в дві фази і знаходиться в тісному зв'язку з вмістом інсуліну в крові. Ці фізіологічні передумови пояснюють швидкий синтез глікогену протягом першої години після навантаження. Прийом вуглеводів в першу годину після навантаження, яке виснажує організм, призводить до їх адекватного засвоєння скелетними м'язами. У подальшому, не дивлячись на подальше споживання вуглеводів, виникає істотна різниця між загальним об'ємом їх надходження в організм і вмістом глікогену в м'язах. Враховуючи ці особливості, доцільно тільки в перші 5-6 годин після високих фізичних навантажень і роботи на витривалість приймати великі дози вуглеводів у складі збагаченої їжі. Але особливо ефективне їх застосування в перші 30 хвилин після закінчення тренування.

Тривале надходження в організм вуглеводів викликає підвищення рівня інсуліну в крові людини. Таким чином може бути використаний загальний ефект анаболізму інсуліну на процеси відновлення. Завдяки цим відносно нескладним заходам, значно прискорюється відновлення енергетичного потенціалу скелетних м'язів.

Разом з тим відомо, що відновлення і навіть суперкомпенсація вмісту глікогену в м'язах після навантаження необов'язково пов'язані з відновленням фізичної працездатності. Це пов'язане з тим, що завершення ресинтезу глікогену випереджає за часом процеси синтезу білка у відновному періоді після навантаження. Вважають, що енергетична суперкомпенсація м'язової клітини після високих фізичних навантажень є передумовою для активізації адаптаційного синтезу витрачених білкових структур. І цією суперкомпенсацією можна управляти цілеспрямовано. Посилений синтез білка в м'язах починається відразу ж після закінчення дії навантаження, і основою для цього є своєчасне забезпечення м'язових клітин достатньою кількістю вуглеводів. З цієї причини рекомендується прийом вуглеводів в перші 30 хвилин після великої тренувальної роботи на витривалість або виснажуючого тренування у вигляді вуглеводних або білково-вуглеводних «коктейлів» (з вмістом в них 50-75 г глюкози на один прийом), а через 60 хвилин – прийом білкового харчування. Це сприяє значному і достовірному підвищенню рівня максимальної сили і різних видів витривалості (силової, швидкіснї, гліколітичної, аеробної) на 10-11% в порівнянні з використанням звичайного харчування. Споживання після таких навантажень біологічно цінного білка двічі на день підвищує ефективність відновлення як після силових навантажень, так і після роботи на витривалість.

Під час тривалих фізичних навантажень організм витрачає не тільки енергетичні запаси, але і воду та електроліти. Великі втрати води призводять до згущування крові і порушень гемодинаміки, наслідком чого є різке зниження працездатності і розвиток явищ перевтоми під час бігу або після закінчення дистанції. Тому для попередження надмірного стомлення на дистанції необхідне спеціальне харчування. На дистанціях 15-20 км можна, особливо в жарку погоду, пити звичайну чисту воду, щоб не допустити згущування крові і зниження працездатності. При триваліших фізичних навантаженнях необхідно вживати спеціальні поживні суміші у вигляді напоїв.

Заняття фізичною підготовкою і спортом в умовах підвищених температур призводять до перенапруження органів і систем організму. При цьому найбільшої напруги зазнають серцево-судинна і терморегуляторна системи. Фізичні навантаження в умовах високих температур супроводжуються збільшенням споживання вуглеводів скелетними м'язами, міокардом, мозком. Це підтверджується посиленим витрачанням глікогену і накопиченням в м'язах молочної кислоти. Окрім цього, втрата води призводить до перегріву організму і викликає посилення кровотоку в шкірі при одночасному зменшенні його у внутрішніх органах, що веде до розвитку гіпоксії. Втрата організмом води призводить до згущування крові і ускладнює гемодинаміку.

Під час тренувань в умовах жаркого клімату разом з потом втрачаються важливі для організму електроліти. Великі втрати з потом натрію, калію і інших хлоридів можуть призвести до пошкоджень міокарду. Тому, під час фізичних навантажень в умовах жаркого клімату перш за все необхідно збільшити споживання рідини у вигляді води і спеціальних напоїв, які включають мінеральні солі і мікроелементи. Напої повинні бути охолодженими. Якщо спеціальних напоїв або мінеральної води немає, вживайте звичайну газовану воду, додаючи до неї 0,5 чайної ложки кухонної солі на стакан води.

Охолодженими рекомендується також приймати і перші блюда. Харчування повинне бути дрібним, 5-6-разовим і включати легкозасвоювані продукти: каші, сир, куряче м'ясо, рибу, овочі, фрукти і т.д. Рекомендується також застосовувати препарати "Панангін" або "Аспаркам" для усунення дисбалансу електролітів, профілактики перенапруження міокарду і перевтоми. Дозування цих препаратів: 1-2 пігулки 3 рази на день.