avangard-pressa.ru

Белки, углеводы и жиры в питании юных спортсменов - Медицина

Данный раздел представляемых материалов направлен на рассмотрение того, из чего непосредственно состоит пища, ее компонентов. Тренерам команд, специалистам в области питания, родителям спортсменов и всем заинтересованным лицам необходимо знать из чего состоит пища, зачем нужен каждый компонент, и в каком виде он поступает в организм. Все знают, что для наращивания мышц необходим белок, для обеспечения энергии - углеводы и жиры. В питании спортсменов привыкли пользоваться устаревшими рекомендациями, советами популярных изданий (зачастую представляющими собой замаскированную рекламу добавок) или полагаться на свои ощущения. В питании юных спортсменов часто используют схемы и рационы, рекомендуемые взрослым, не делая разницы и не учитывая анатомо-физиологические особенности детского организма. В данном случае необходим научный подход.

Три основных компонента пищи - далеко не все, что нам нужно. Есть еще вещества, которых мало, но без них ни белки, ни жиры, ни углеводы не принесут пользы. Это витамины и минеральные соли - вещества, о которых мы часто слышим, но неспециалисты в области диетологии мало что знают, за исключением известных фраз "овощи - источник витаминов" или "железо улучшает свойства крови".

Белки- это основной «строительный» материал тела. Белки входят в состав мышц, связок, кожи и внутренних органов, используются в качестве источника энергии (1 грамм белка в идеале дает 4,46 килокалории, однако, с учетом затрат на усвоение эта цифра уменьшается примерно до 3 килокалорий).

Влияние белка на построение мышц определяется разными факторами, в том числе химическим составом и структурой молекул белка. Хотя белки встречаются во всех живых организмах, далеко не все они одинаковы как компоненты пищи. Белок, поступающий в составе пищи, в организме распадается на составные части – аминокислоты, которые затем используются для построения наших собственных белков. Поэтому большое значение имеет аминокислотный состав белка. Принято делить все аминокислоты (их немногим более 20) на заменимые и незаменимые. Незаменимыми называются те аминокислоты, которые наш организм не может синтезировать сам и должен получать с пищей. К ним относят триптофан, лизин, лейцин, изолейцин, валин, треонин, метионин и фенилаланин. Еще две аминокислоты (цистеин и тирозин) могут в случае необходимости синтезироваться организмом, за что их в англоязычной литературе называют "полузаменимыми" (semi-essential). Иногда к незаменимым аминокислотам причисляют гистидин. Остальные аминокислоты - аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глутамин, глутаминовая кислота, глицин, пролин и серин – заменимые, синтезируются, в том числе и в организме.

Кроме того, есть несколько аминокислот, которые не входят в состав белка, но выполняют в организме важные функции. К ним относятся гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и диоксифенилаланин (ДОФА) - важнейшие компоненты нервной системы, участвующие в передаче нервных импульсов.

Особенно важны для организма лейцин, изолейцин и валин. Они представляют из себя некую основу, вокруг которой строится весь метаболизм белков. Белки, в которых не хватает заменимых аминокислот, называются неполноценными; те же, в которых незаменимых аминокислот достаточно - полноценными. Оптимальны в питании белки молока, мяса и яиц. Мясо богато глутамином, яйца - метионином. Наиболее сбалансирован состав белка сыворотки коровьего молока (лактоальбумин) и белка, содержащегося в желтке яйца. Кроме того, в молоке есть белок казеин. Белок яйца (альбумин) также представляет собой очень ценный компонент пищи. Дополнительное преимущество чистых яичных белков для некоторых типов диеты - почти полное отсутствие жира.

Для неполноценных белков принято находить незаменимую аминокислоту, которой не хватает больше других (лимитирующую), и рассчитывать ее скор - процентное содержание по отношению к теоретически необходимому количеству. Иногда скор находят для двух аминокислот.

Концепция “заменимости-незаменимости” в последнее время подвергают критике. Нет абсолютно четкого критерия, поскольку даже из одной незаменимой кислоты могут получаться другие. Так, глутамин, хотя и заменимый, должен все же содержаться в пище в достаточных количествах, поскольку недостаток его вредно влияет на работу мускулатуры и иммунной системы, а при интенсивном построении мышц расход этой аминокислоты увеличивается.

При разном характере жизнедеятельности, при различных физических нагрузках потребности в различных аминокислотах будут сильно различаться. Так, для спортсменов характерно резкое повышение потребности в “заменимом” глутамине. Аэробные нагрузки диктуют увеличение расхода серосодержащих аминокислот (из них синтезируется природный антиокислитель глутатион), силовые - повышение потребности в разветвленных аминокислотах (лейцин, изолейцин, валин). Поэтому аминокислотный профиль пищи необходимо строить в соответствии с потребностями организма.

Легкость усвоения белка существенно связана с его строением. Молочный и яичный белки, находящиеся в растворе в виде отдельных молекул «свернутых в клубки», усваиваются очень хорошо. Однако когда мы получаем из молока творог или варим яйца, происходит процесс денатурации белка, при котором часть связей в белковых молекулах нарушается, особенно сульфидные мостики и слабые связи между некоторыми аминокислотными остатками. При этом усвоение их усложняется. Белки, содержащиеся в мясной пище, при ее термической обработке, наоборот, становятся более легкоусвояемыми, хотя их пищевая ценность падает. Кстати, отдельные случаи, когда человек не воспринимает молоко, связаны с непереносимостью молочного сахара (лактозы) из-за нарушенного усвоения этого вещества.

Из растительных белков оптимальны белки сои, которые имеют высокую биологическую ценность и хорошую усвояемость. Белки бобовых растений усваиваются лучше после длительной обработки. Растительные белки по большей части получаются из семян, где белок запасается как "строительный материал" для будущего растения. Белки, содержащиеся в грибах, нежелательны, т.к. плохо усваиваются организмом (из-за их волокнистой структуры, присутствия углеводных остатков и др.).

«Идеальный» для организма белок содержит (в 1 грамме):

изолейцин – 40 мг, лейцин – 70 мг, лизин – 55 мг, метионин и цистин (в сумме) – 35 мг, фенилаланин и тирозин (в сумме) – 60 мг, триптофан – 10 мг, треонин – 40 мг, валин – 50 мг. Используя состав "идеального" белка, можно рассчитать содержание незаменимых аминокислот в данном белке по отношению к идеалу. Этот критерий затем используется для оценки сбалансированности рациона. Анализ этого показателя сразу выявляет, каких аминокислот будет не хватать в питании. Например, если в пище не хватает серосодержащих аминокислот, можно дополнить рацион яичным белком. Следует учитывать, что физические нагрузки предъявляют особые требования к качеству белка, и даже заменимые аминокислоты должны поступать из пищи в достаточном количестве. Указанный критерий не стоит абсолютизировать, поскольку значение имеет не только соотношение поступления отдельных аминокислот, но и каждой из них в отдельности.

Существенное значение имеет показатель биологической ценности белка (BV) – т.е. "количество белка, запасаемого организмом при употреблении в пищу 100 грамм данного белка пищи». Для белка сыворотки коровьего молока (лактоальбумин, альбумин) BV равно почти 100, для казеина и белков сои - 75, для белков мяса и рыбы – 80. У большинства растительных белков BV приближается к 50. Исключение составляют белок картофеля (увы, его мало - около 2 процентов сухого веса) и орехов. Термическая обработка пищи приводит к падению биологической ценности белка. Она, однако, необходима, и не только из-за органолептических свойств пищи. Употребление сырых яиц, к примеру, может привести к сальмонеллезу, сырого молока – к кишечным расстройствам.

Еще один широко применяемый критерий - показатель эффективности белка (PER). Он определяется по воздействию определенного белка на рост мускулатуры. Показатели эффективности для разных белков тоже различны, но и здесь белок сыворотки остается лидером. Сбалансированность по аминокислотам и оптимальная химическая структура - важнейшие характеристики белка.

Наиболее новый критерий качества потребляемого белка - показатель усвояемости, скорректированный по аминокислотному составу (PDCAAS). Однако он не учитывает существенного различия в пищевой ценности белков из разных источников. По этому показателю лидируют соевый белок, казеинат, яичный белок (1,00). Для говядины этот показатель составляет 0,92, для гороха – 0,69, фасоли консервированной – 0,68, овса (геркулесовые хлопья) – 0,68, чечевицы (консервированной) – 0,2, арахиса – 0,52, пшеницы – 0,40, глютена цельной пшеницы – 0,25.

Широко распространено мнение о том, что потребности интенсивно тренирующихся спортсменов в белке повышены. Считается, что для увеличения выносливости следует компенсировать расход мышечного белка, расходуемого на окислительные процессы. Для увеличения СИЛЫ считается полезным давать дополнительный белок в целях наращивания мышечной массы (т.н. анаболический эффект). Вместе с тем, убедительных научных данных, подтверждающих эти положения, в настоящее время не получено (в отличие от дополнительного приема углеводов, для которого эффект повышения выносливости – строго доказанный факт). Кроме того, приводя гипотетические предположения о пользе добавочных количеств белка, нельзя не учитывать очевидных негативных эффектов его передозировки, которые могут начаться уже с дозы 2-4 г белка на кг массы тела. В числе этих неблагоприятных эффектов – нарушение функции почеки отрицательный баланс кальция (способный привести к остеопорозу).

В настоящее время установлено, что занятия спортом, несмотря на сильное повышение потребления энергии, не очень значительно увеличивают потребность в белке. Взрослый человек, ведущий не спортивный образ жизни, должен получать 11-12 процентов суточной нормы калорий за счет белков (как животных, так и растительных, примерно в равных пропорциях). У интенсивно тренирующихся спортсменов в определенных условиях квота потребления белка может быть несколько повышена в сравнении с этими показателями.

Так, было, в частности, показано, что у очень интенсивно тренирующихся велосипедистов (при суточных энерготратах более 5900 ккал) положительный баланс азота наблюдается при потреблении белка на уровне 1,4 г/кг массы тела, что лишь на 20-40% превышает потребность в белке лиц, ведущих сидячий образ жизни. В настоящее время доминирует мнение, что для поддержания выносливости спортсменов профессионалов на должном уровне необходимо потребление белка 1,2-1,4 г/ кг массы тела/сутки, что отвечает приблизительно 12% по калорийности их рациона (с учётом того, что углеводный компонент должен обеспечивать повышенные энерготраты, составляющие у спортсменов юниоров 3500-4000 ккал в сутки, а у спортсменов профессионалов 5000-6000 ккал или даже более). Небольшое дополнительное количество белка в рационе может быть связано с тем, что в присутствии белка восстановление тканевого пула гликогена происходит быстрее (см. раздел, посвященный специализированным высоко углеводным продуктам).

Аналогично обстоит дело, по-видимому, и с питанием спортсменов, от которых требуется развитие рекордных силовых показателей (тяжелая атлетика, единоборства, гребля и др.). В тщательно поставленных контролируемых исследованиях молодые спортсмены культуристы получали диеты с уровнем белка от 1,05 до 2,62 г/кг массы тела. При этом оказалось, что положительный баланс азота достигается уже при 1,4-1,5 г/кг/день, что менее чем на 50% превышает потребность в белке для неспортивных лиц. У опытных спортсменов силовиков, тренирующихся многие годы и хорошо адаптированных к необходимости поддерживать избыток мышечной массы, потребность в белке лишь слегка превышает базовую норму потребности.

Причины этого явления лежат, по-видимому, в природе биосинтетических систем, осуществляющих синтез белка в организме вообще и в мышцах в частности. Эти системы имеют эффективную Km в диапазоне 10-30 мкМ, что на порядок ниже концентрации аминокислот в крови даже при низких уровнях потребления белка. То есть эти системы в любом случае насыщены своими субстратами (аминокислотами) и дальнейшее снабжение не приводит к увеличению их активности in vivo. Эффективная Km для систем окисления белка (ферменты цикла мочевины) много выше, поэтому при повышении концентрации субстрата скорость этого процесса значительно возрастает и весь избыток белка окисляется до СО2, Н2О и мочевины, но не расходуется на анаболические цели.

Таким образом, высокобелковое питание спортсменов имеет свою «нишу», однако, помимо эффекта создания психологического «комфорта» в ходе тренировок, рекомендации к его потреблению ограничены состояниями с риском усиления катаболических процессов - в первую очередь у молодых начинающих спортсменов (юниоров), в период «втягивания» в интенсивные циклы тренировок. В любом случае, желательно следить за тем, чтобы общее потребление белка с диетой даже у этих спортсменов не превышало 1,6-1,7 г/кг массы тела.

Продуктами с высоким содержанием белка, необходимыми в питании юных спортсменов являются яйца, куриное мясо, индейка; молочные продукты - творог, сыр, йогурт, кефир, молоко; постная говядина; рыба; бобовые (горох, фасоль, чечевица); орехи (Таблица 1). В определённых случаях (в начальный период тренировок, при высоких физических нагрузках, сопровождающихся стрессом и риском усиленного распада мышечного белка) могут быть рекомендованы также специализированные высокобелковые продукты, обогащённые комплексом витаминов и минеральных веществ.

Углеводы -основной источник энергии для организма. Углеводы могут перерабатываться в организме, что приводит в итоге к образованию воды, углекислого газа и энергии. При частичном "сжигании" углеводов образуется молочная кислота, которая также может использоваться как резервное "топливо". Один грамм углеводов в идеале дает 5 килокалорий, однако на его усвоение тратится меньше энергии, чем для белка - около 20 процентов общего числа калорий, и в результате организм получает около 4. Кроме того, из углеводов состоит резервный источник энергии в мышцах и печени - гликоген (иногда называемый животным крахмалом). Углеводы состоят из молекул, имеющих «кольцеобразную» структуру, содержащих 5-6 атомов углерода и замкнутых в цикл через кислород. Иногда несколько колец связаны между собой и образуют длинные цепочки или разветвленные сети. Если в молекуле одно-два кольца, такие углеводы традиционно называют "простыми" (глюкоза, фруктоза, галактоза имеют по одному кольцу; сахароза состоит из соединенных молекул глюкозы и фруктозы, а лактоза - из молекул галактозы и глюкозы),а если более - “сложными”. Молекула, имеющая только одно кольцо, называется моносахаридом; два кольца - дисахаридом; если колец более 10 - это полисахариды. Крахмал и декстрины – полисахариды, целлюлоза тоже полисахарид (сложный углевод), но наш организм ее не усваивает из-за отсутствия необходимых ферментов. Простые углеводы содержатся во фруктах и ягодах. Мы также потребляем простые углеводы в составе пирожных, тортов, меда и просто столового сахара, который представляет собой химически чистую сахарозу. Они легко усваиваются и могут давать кратковременный прирост энергии. Простые сахара поставляют основное количество энергии при потреблении так называемых "продуктов повышенной биологической ценности" - меда, сухофруктов и шоколада.

Наиболее распространенный углевод - крахмал, который в большом количестве содержится в крупах и макаронах (55-70 %), бобовых (40-45 %), хлебе (30-40 %), картофеле (16 %). В организме крахмал расщепляется до глюкозы. Некоторые крахмалы также содержат мальтозу, пищевое значение которой ограничено. В обработанной пище, а также специальных белково-углеводных смесях, заменителях пищи и углеводных напитках встречаются продукты частичного распада крахмалов - декстрины и мальтодекстрины. Они усваиваются лучше, чем крахмал.

Скорость усвоения разных углеводов зависит от показателя, называемого гликемическим индексом. Гликемический индекс (ГИ) определяется способностью данного углевода (или продукта) вызывать увеличение уровня сахара в крови. За 100 принят ГИ у белого хлеба. Чем выше гликемический индекс, тем быстрее растет уровень сахара после приема этого продукта. Резкое возрастание уровня сахара в крови вызывает усиленное выделение из поджелудочной железы инсулина (гормона, регулирующего уровень сахара в крови).

При избытке углеводов в рационе, часть их преобразуется в жировую ткань. Углеводы с высоким ГИ при неумеренном употреблении способствуют наращиванию жировых запасов. Углеводы с низким гликемическим индексом обеспечивают равномерное поступление глюкозы в кровь, а следовательно, к постоянной подпитке организма. Вследствие чего употребление таких продуктов способствует лучшей работе гормональной системы и оптимальной работоспособности. Поэтому показатель ГИ имеет первоочередное значение в диетологии. Так, ГИ фруктозы ниже, чем многих “сложных” декстринов, поскольку для превращения в глюкозу ей необходимо пройти сложную цепь биохимических реакций. Строение полисахарида также влияет на гликемический индекс, поскольку определяет скорость расщепления углеводной цепочки ферментами.

При силовой нагрузке потребность в углеводах больше, при аэробной нагрузке она меньше. При незначительной нагрузке (взрослые люди) потребность в углеводах около 4-5 г/кг веса в день, при умеренных (1-2 часа в день) – 5-6 г, умеренно-высоких нагрузках (2-4 часа) – 6-7г, высоких нагрузках (более 4 часа в день) – 7-8г. Продуктами с высоким содержанием углеводов являются: каши, макароны, фрукты и овощи, сухое печенье, крекеры, картофель. (Таблицы 2-5 ).

Жиры -необходимы для обеспечения энергией (1 г жира при расщеплении дает примерно 9 калорий), для процессов роста и жизнедеятельности организма. При недостатке жира в рационе нарушаются процессы роста и развития, структура и функциональная деятельность многих органов и систем. Кроме того, жиры обеспечивают энергию для расщепления белков пищи и дальнейшего построения собственных белков организма, причем более эффективно, нежели углеводы. В качестве источника энергии главным образом используются триглицериды, содержащие насыщенные жирные кислоты. Чем тверже жир, тем больше в нем насыщенных жирных кислот. Наиболее богаты ими животные жиры (говяжье сало - 58 процентов, сливочное масло - 40 процентов), а также маргарин - продукт насыщения жидких масел водородом. Мононенасыщенные жирные кислоты (олеиновая) способствуют нормализации холестеринового обмена. Больше всего их в оливковом масле (67 процентов). В свином жире также много ненасыщенных жирных кислот. Яичный желток богат прежде всего ненасыщенными жирами. Полиненасыщенные жирные кислоты (арахидоновая, линолевая, линоленовая) выполняют несколько другие функции. Во-первых, они участвуют в механизмах защиты клеток от окислительного стресса. Во-вторых, их эфиры входят в состав мембран - оболочки клеток, определяющих транспорт разных веществ (питательных - внутрь клетки, продуктов обмена – наружу), защищающих клетки от проникновения извне чужеродных субстанций. Если организм не получит достаточно строительного материала для клеточных мембран, восстановление после нагрузки замедлится. Эти кислоты также используются для синтеза важнейших регуляторов жизненных процессов, называемых простагландинами. Причем из омега-3 ненасыщенных кислот (линоленовая) получаются вещества, обладающие противовоспалительной активностью, а из омега-6 ненасыщенных (линолевая) - простагландины, способствующие развитию воспаления. Необходимо поддерживать правильное соотношение омега-3 и омега-6 ненасыщенных кислот, употребляя различные масла. Так, линолевая кислота содержится в подсолнечном масле (до 66 процентов). Арахидоновой кислоты в природных продуктах мало, но организм может ее синтезировать из линолевой при участии витамина В6 (Таблицы 6,7).

Пищевые волокна состоят, прежде всего, из целлюлозы, а потому не усваиваются и уходят из организма "невредимыми". Вместе с тем, пищевые волокна необычайно полезны и обязательно должны присутствовать в рационе юных спортсменов. Они способствуют оптимизации деятельности желудочно-кишечного тракта (улучшают моторику, препятствуют запорам), благотворно влияют на кишечную микрофлору. Больше всего клетчатки в овощах (14% сухого веса в капусте и 2,9 в картофеле), бобовых (3-5%), в ягодах (до 5 процентов). Другой углевод, не усваиваемый организмом - пектин (его много в разных фруктах) также способствует удалению токсических веществ и продуктов распада. Суммарная потребность в этих веществах, иногда называемых балластными - около 20 грамм. Тепловая обработка приводит к частичному расщеплению полисахаридов с образованием более легкоусвояемых соединений.

Холестерин при избытке способен «осаждаться» в виде бляшек на внутренней поверхности артерий (атеросклероз). В небольших количествах холестерин необходим организму, он используется в синтезе важнейших гормонов (тестостерон, эстрогены), желчных кислот. Недостаток холестерина встречается редко, но приводит к недостаточности синтеза некоторых биологически активных веществ.

В маслах (особенно неочищенных) присутствуют также фосфорсодержащие вещества - фосфолипиды, входящие в состав клеточных мембран. Много фосфолипидов в яйцах (более 3%), неочищенных растительных маслах (1-2 процента). Эти вещества способствуют улучшению работы головного мозга, периферической нервной системы, некоторые из них обладают липотропным действием (ускоряют сжигание жира). Лецитин, имеющийся в яичном желтке, помогает лучшему усвоению жира за счет образования эмульсии, а также снижает уровень липопротеинов низкой плотности ("плохого" холестерина) в крови. Поэтому у физически активных людей, потребляющих даже большое количество цельных яиц, уровень холестерина может быть в норме. Бета-ситостерин из растительных масел также нормализует холестериновый обмен.

Растительные масла и животные жиры содержат белки и витамины. Сливочное масло богато витамином А, растительные масла - витамином Е. В питании юных спортсменов недопустимо пренебрегать жирами, основу которых должны составлять неочищенные растительные масла (подсолнечное, хлопковое, оливковое). Вообще, насыщенные жиры должны составлять не более трети "жирных" калорий. В рацион следует включать хлопковое, льняное, рапсовое масло. Это необходимо для поддержания баланса между омега-3 и омега-6 ненасыщенными жирными кислотами. С той же целью можно использовать рыбий жир (если к нему нет аллергии), сливочное масло, сметану (в ней кроме жира имеются белок и микроэлементы). Следует избегать нетопленого сала, говяжьего жира и кулинарных жиров.