Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные проблемы оптимизации йодного статуса и повышения эффективности энергообеспечения спортсменов 10
1.1. Биоэнергетические механизмы обеспечения физических нагрузок субмаксимальной мощности 10
1.2.Биологические механизмы адаптации к анаэробно гликолитическому энергообеспечению 15
1.3. Физиолого- биохимический контроль в спорте 19
1.4. Потребности в йоде и пищевых веществах, влияющих на его биодоступность, при интенсивной мышечной работе 24
1.5. Биологическая роль йода в обеспечении энергетического статуса организма 36
1.6.Особенности питьевого режима спортсменов 43
Глава 2. Организация и методы исследования 47
Глава 3. Анализ пищевого статуса и энергетического баланса легкоатлетов, специализирующихся в беге на средние дистанции 57
3.1. Анализ суточных энергетических трат спортсменов и разработка эталонных рационов питания 57
3.2. Изучение пищевой и биологической ценности фактического питания легкоатлетов 59
3.3. Определение йодного статуса спортсменов с помощью йодурии 75
3.4. Мониторинг пищевого поведения спортсменов 80
3.5. Влияние энергетических и тонизирующих напитков на обеспеченность организма йодом 89
Глава 4. Физиолого-биохимическое обоснование йодной недостаточности как фактора лимитирующего физическую работоспособность 95
4.1. Влияние йодной недостаточности на эффективность восстановления спортсменов 95
4.1.1. Влияние йодного статуса спортсменов на процесс утилизации после стандартной физической нагрузки 96
4.1.2. Влияние йодного статуса на процесс нормализации уровня глюкозы в крови после выполнения стандартной физической нагрузки 101
4.1.3. Влияние йодного статуса спортсменов на образование лактата в организме после максимальной физической нагрузки 104
4.2. Влияние йодного статуса спортсменов на физиологические показатели тренированности 105
4.2.1. Влияние йодного статуса спортсменов на адаптационный потенциал 106
4.2.2. Влияние йодного статуса спортсменов на уровень физической подготовленности по индексу гарвардского степ-теста (ИГСТ) 108
4.2.3. Влияние обеспеченности организма йодом на физическое состояние 109
4.2.4. Влияние обеспеченности организма йодом на устойчивость к недостатку кислорода 110
4.3 Расширение биохимических маркеров оценки физической работоспособности 112
Глава 5. Физиолого-биохимическая модель оптимизации йодного статуса и энергетического обмена у легкоатлетов. «Иодсберегающий» рацион 117
5.1. Обоснование нутриентного состава «йодсберегающего» рациона 117
5.2. Физиолого-биохимическая модель йодного алиментарного статуса и повышения энергообмена у легкоатлетов 129
Заключение 133
Выводы 139
Список литературы 141
Список сокращений 161
Приложения 162
- Биоэнергетические механизмы обеспечения физических нагрузок субмаксимальной мощности
- Изучение пищевой и биологической ценности фактического питания легкоатлетов
- Влияние йодного статуса спортсменов на процесс утилизации после стандартной физической нагрузки
- Физиолого-биохимическая модель йодного алиментарного статуса и повышения энергообмена у легкоатлетов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Высокие физические нагрузки, свойственные современному спорту, предъявляют особые требования к энергообеспечивающей системе организма спортсмена. Спортивный результат зависит от того, насколько эффективно организм спортсмена сможет мобилизовать и использовать энергетические субстраты и насколько совершенно будет сформирована система регуляции этих процессов (А.Г. Самборский,1991; P.C. Суздальницкий и др., 2000). Особый интерес в этом плане представляет физическая работа в зоне субмаксимальной мощности (легкоатлетический бег на средние дистанции, велосипедные гонки, плавание на короткие дистанции и др.), в которой реализуются все типы энергообеспечения, с преимущественным гликолитическим механизмом ресинтеза АТФ (Г.Е. Медведева и др. 2006; С.С. Михайлов, 2007), характеризующимся высокой интенсивностью накопления молочной кислоты, уменьшающей активность ключевых ферментов гликолиза и дыхательного комплекса митохондрий и снижающей, тем самым, эффективность как анаэробных, так и аэробных механизмов энергообразования (Р.Ж Портман, 1975; Е.С. Северин и др., 2005; Г.Е. Медведева, 2006; S.Passarella e.a. 2008).
В приспособлении спортсменов к физическим нагрузкам, в том числе субмаксимальной мощности, традиционно приоритет отводится системе «гипофиз - кора надпочечников», при этом роль других гормональных систем в процессах адаптации к такого рода нагрузкам изучена недостаточно. В первую очередь это касается щитовидной железы (A.A.Виру., 1984; А.А Кублов, 2005), исключительно важная роль которой в регуляции энергетического обмена в организме не вызывает сомнений (Е.С. Северин и др., 2005). При этом обязательным условием нормального функционирования щитовидной железы является адекватная обеспеченность организма йодом, дефицит которого является одним из наиболее распространенных алиментарных дефицитов в мире (В.А. Конюхов, 1998; A. Franklyn, 2009; L.Pieter, 2010; F. Soriguer e.a., 2011). По данным ВОЗ общее число лиц, проживающих в дефицитных по йоду районах, составляет более одного миллиарда человек (Е.М. Мейер, 1981; M. Zimmermann, 2008). В России, по мнению большинства исследователей, практически нет регионов, свободных от йодной эндемии (И.В. Писарская, 1990; В.А. Конюхов, 1998; С.Ю. Сухинина, 1999; А.Д Цикуниб, 2000, 2007).
Физическая нагрузка в неблагоприятных условиях, вызванных недостаточной обеспеченностью организма йодом, а также недостаточностью коферментных форм ферментов и полноценного белка, сопровождается напряженным тиреоидным статусом и вызывает значительное снижение синтеза ферментов митохондрий и энергопродуцирующей функции клетки (Е.Б Демко, 1972; Ю.В.Руль, 1974; А.И Штенберг и др., 1979; А.Уайт с соавт.,1981; И.В Писарская, 1990; M. J. Berry e.a., 1992; Е.С.Северин, 2005; А.Д. Цикуниб, 1999, 2007; S. Passarella, 2008). Вместе с тем, анализ результатов научных исследований показывает, что в отношении спортсменов комплексные исследования йодного статуса, а также влияния йодной недостаточности на физическую работоспособность и процессы восстановления после мышечной работы, в том числе анаэробно – гликолитической направленности, не проводились. В этой связи изучение физиологических механизмов влияния йодного статуса спортсменов на адаптацию к физическим нагрузкам субмаксимальной мощности, представляется своевременной и актуальной проблемой. Несмотря на определенные успехи в развитии физиолого-биохимического контроля в спорте, актуальным остается также расширение аналитической и научно-методической базы оценки йодного статуса спортсменов и эффективности систем энергообеспечения организма при мышечной деятельности с использованием современных физиолого-биохимических методов исследования (B.Л. Карпман, 1988; Г.И. Козинец, 2000).
Обозначенный перечень вопросов послужил основанием для проведения работы, определил ее цели и задачи.
Цель исследования: обосновать физиолого-биохимические механизмы влияния йодного статуса спортсмена на адаптацию к физическим нагрузкам субмаксимальной мощности.
Задачи исследования:
- провести физиолого-гигиеническую оценку фактического питания спортсменов и установить уровень потребления важнейших пищевых веществ, в том числе йода и нутриентов, влияющих на его биодоступность;
- выявить физиолого-биохимические механизмы влияния йодной недостаточности на процессы восстановления после мышечной нагрузки субмаксимальной мощности и физическую работоспособность;
- изучить характер влияния энергетических и тонизирующих напитков на обеспеченность организма йодом в условиях интенсивных физических нагрузок;
- обосновать структурную модель оптимизации йодного статуса и энергетического обмена спортсменов.
Научная новизна исследования. На основании комплекса физиологических, биохимических, педагогических и гигиенических исследований йодного статуса спортсменов впервые:
- установлены значительные диетологические нарушения питания спортсменов, заключающиеся в нерациональном распределении суточной энергоемкости пищи, недостаточном потреблении полноценных групп пищевых продуктов, выраженной углеводно-жировой направленности рационов, высоком риске недостаточного потребления йода и нутриентов, повышающих его биодоступность;
- выявлены физиолого-биохимические механизмы лимитирующего действия йодной недостаточности на процессы восстановления после мышечной нагрузки и физическую работоспособность, заключающиеся в снижении эффективности утилизации лактата после физической нагрузки, уменьшении скорости перевода лактата в глюкозу клетками печени, снижении уровня физиологической подготовленности спортсменов;
- в процессе утилизации лактата, установлено существование двух пунктов более активног снижения уровня лактата: первого - происходящего в течение начальных пятнадцати минут после прекращения физической нагрузки и обеспечиваемого преимущественно гепато-миокардным механизмом, и второго - наблюдаемого после часа и обусловленного синтезом ферментов дыхательной цепи в митохондриях клеток, происходящего под действием возросшего после физической нагрузки уровня гормонов щитовидной железы;
- доказано, что употребление энергетических и тонизирующих напитков на фоне физических нагрузок уменьшает количество йода в организме, нарушая тем самым естественные механизмы регуляции энергетического обмена;
- разработана физиолого-биохимическая модель оптимизации йодного статуса, ключевым звеном которой выступает «йодсберегающий» рацион, формула которого не только максимально приближена к норме, но и имеет физиологически допустимый запас, по содержанию йода и нутриентов, повышающих его биодоступность.
Теоретическая значимость. Результаты исследования расширяют представление о физиологических и биоэнергетических механизмах влияния йодной недостаточности на организм в условиях интенсивной мышечной деятельности в зоне субмаксимальной мощности, углубляют знания о закономерностях процессов утилизации лактата и нормализации уровня глюкозы в крови после физических нагрузок. Получены новые дополнительные факты, позволяющие по новому оценить сложившиеся представления о динамике нормализации уровня глюкозы после тестирующих физических нагрузок: наряду с явлением «рабочей гипергликемии», широко известном в биохимии спорта, наблюдается феномен «рабочей гипогликемии», стимулирующей глюконеогенез, более выраженный при оптимальной йодной обеспеченности.
Практическая значимость. Разработан и апробирован «йодсберегающий» рацион на основе оптимальной линейки натуральных традиционных доступных пищевых продуктов с высоким содержанием йода и нутриентов, повышающих его биодоступность.
Полученные данные о высоких корреляционных зависимостях между уровнями йода в моче и лактата в крови до и после физической нагрузки, позволяют рекомендовать йодурию в качестве надежного биохимического маркера оценки, как йодного статуса спортсменов, так и эффективности систем энергообеспечения организма при мышечной деятельности и в период восстановительных процессов после физических нагрузок субмаксимальной мощности.
Данные об увеличении потери организмом йода под влиянием тонизирующих и энергетических напитков могут выступить дополнительным аргументом для медиков и педагогов в дискуссии об отрицательном влиянии такого рода напитков на организм, особенно в условиях интенсивных физических нагрузок.
Основные научно-методические разработки настоящего диссертационного исследования могут быть использованы в учебном процессе по физиологии и биохимии при подготовке специалистов по физической культуре и спорту.
Положения, выносимые на защиту:
1. Наиболее существенные отклонения от физиологических норм в питании обследованных спортсменов проявляются в недостаточном потреблении йода и нутриентов, повышающих его биодоступность, таких как фенилаланин+тирозин, селен, витамины А, Е и С, бета-каротин.
2. Недостаточная обеспеченность организма спортсменов йодом в условиях физической работы в зоне субмаксимальной мощности снижает эффективность гепато-миокардного механизма утилизации лактата после физической нагрузки, уменьшает скорость глюконеогенеза в печени, снижает уровень физической подготовленности спортсменов и выступает фактором, лимитирующим физическую работоспособность.
3. Энергетические и тонизирующие напитки способствуют вымыванию йода из организма и, тем самым, снижают функциональную активность щитовидной железы и эффективность механизмов регуляции энергообмена в клетках.
4.Йодная недостаточность эффективно поддается коррекции «йодсберегающим» рационом, целесообразность использования которого определяется возможностью оптимизации тиреоидного статуса, расширения потенциальных возможностей ферментного аппарата митохондрий, повышения эффективности энергетического обмена, ускорения процессов восстановления после физических нагрузок анаэробно-гликолитической направленности.
Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на «Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «На пути к XXII олимпийским и XI параолимпийским играм» (г. Краснодар, 2008), на Всероссийском форуме «Молодые ученые- 2009» конференции «Инновационные технологии и перспективы развития спортивной науки» (Москва, 2009), на XXXVIII научной конференции студентов и молодых ученых ВУЗов Южного федерального округа (г. Краснодар, 2010 - 2011), XIII Всероссийском конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (Москва, 2011).
Внедрение результатов исследования. Рекомендации и практические результаты работы, в том числе «йодсберегающий» рацион и данные о влиянии энергетических и тонизирующих напитков на обмен йода в организме, используются в учебно-тренировочном процессе детско-юношеских спортивных школ олимпийского резерва г. Майкопа (СДЮШОР №2) и в учебно-воспитательном процессе общеобразовательных школ г. Майкопа (МБОУ «ООШ № 20») и Республики Адыгея (МБОУ «СОШ №2 им Х.Я. Беретаря», МБОУ «СОШ 10»).
Материалы диссертационного исследования, касающиеся физиолого-биоэнергетических механизмов влияния йодной недостаточности на организм в условиях интенсивной мышечной деятельности, закономерностей процессов утилизации лактата и нормализации уровня глюкозы в крови после физических нагрузок, внедрены в учебный процесс Адыгейского государственного университета по дисциплинам «Физиология» и «Биохимия».
Результаты исследования особенностей питания и йодного статуса спортсменов представлены для включения в Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Республике Адыгея в 2011 г.»
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 статьи в реферируемом журнале перечня ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 183 страницах компьютерного текста, содержит 22 таблиц, иллюстрирована 20 рисунками. Работа состоит из введения, трех глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, библиографического указателя использованной литературы, включающего 166 отечественных и 51 иностранных источников, приложений.
Биоэнергетические механизмы обеспечения физических нагрузок субмаксимальной мощности
Долговременная адаптация спортсменов к физическим нагрузкам различной продолжительности и интенсивности сопровождается специфическими изменениями в структуре метаболизма1. Центральное место в таких структурных перестройках занимает система энергообеспечения мышечной деятельности [81, 83, 134, 158]. Качество тренировочного процесса зависит от того, насколько эффективно организм спортсмена -сможет мобилизовать и использовать энергетические субстраты и насколько совершенно будет сформирована система регуляции этих процессов [ЗГ, 68].
Физические нагрузки продолжительностью от 50 секунд и до 4 минут предельной для этой продолжительности интенсивностью, К КОТОрЬІМі относится легкоатлетический бег на средние дистанции 800 и 1500м, характеризуется смешанным типом энергообеспечения организма. В начале бега образование АТФ идет за счет КФ, через 20-30 с начинает разворачиваться гликолиз и работает с максимальной скоростью 2-3 мин, а в конце гликолиз начинает заменяться тканевым дыханием [40, 86, 89, 158]. В связи с этим, важным условием физической работоспособности в данном виде спорта, а также равно и в других видах спорта, где реализуется физическая работа субмаксимальной мощности, выступают как эффективность гликолиза, являющегося основным механизмом энергообеспечения в данном случае, так и эффективность подключения тканевого дыхания. Гликолиз, представляет собой сложный ферментативный процесс последовательных превращений глюкозы, протекающий преимущественно в мышцах, без участия кислорода. Субстратами гликолиза являются внутримышечные запасы гликогена, а также глюкоза, поступающая в кровь при распаде гликогена печени. Гликолизу предшествует гликогенолиз, ключевым ферментом которого является фосфорилаза, расщепляющий 1-4 гликозидные связи в молекуле гликогена с образованием глюкозы [12,14]. Процесс гликолиза, протекающий в цитоплазме клетки, можно условно разделить на три этапа [13, 14, 15]. Первый этап - подготовительный, начинается с фосфорилирования глюкозы с образованием глюкозо - 6 - фосфата и завершается образованием двух молекул глицеральдегида-3- фосфата являющихся субстратами биологического окисления. Второй этап приводит к образованию двух молекул пировиноградной кислоты, которые на заключительном, третьем этапе восстанавливаются до молочной кислоты. Реакция протекает при участии фермента лактатдегидрогеназы, коферментом которого выступает НАДН2. Реакция восстановления пирувата завершает внутренний окислительно-восстановительный цикл гликолиза, в котором НАД+ играет роль лишь промежуточного переносчика водорода от глицеральдегид-3-фосфата на ПВК, при этом сам он регенерирует и вновь может участвовать в циклическом процессе, получившем название гликолитической оксидоредукции [12,13]. Энергетический эффект гликолиза равняется всего двум молекулам АТФ при окислении одной молекулы глюкозы, но ценность данного метаболического процесса заключается в образовании АТФ в бескислородных условиях, путем субстратного фосфорилирования, без участия дыхательной цепи. Кроме того, при гликолизе освобождается четыре атома водорода, которые в анаэробных условиях передаются на пировиноградную кислоту, а в аэробных условиях переходят в дыхательную цепь [14].
Скорость гликолиза зависит от целого ряда факторов. В первую очередь от активности ключевых ферментов гликолиза фосфорилазы и фосфофруктокиназы, которая увеличивается под действием АМФ, адреналина, тироксина, ионов кальция, тормозиться избытком АТФ. Накопление молочной кислоты и сдвиг рН в кислую сторону вызывает торможение гликолиза. Чем больше запасы гликогена в мышцах, тем больше скорость гликолиза и наоборот [25, 165, 222].
Мощность гликолитического анаэробного механизма достаточно велика и составляет 2500 кДж/кг мин. Такая мощность определяется его высокой скоростью, которая достигает максимума уже на 20-30 -х секундах после начала мышечной работы и до 45 секунд [15] (по другим данным до 2-3 минут [58]) поддерживается на максимальном уровне. За счет такой мощности можно развить скорость бега, достигающую 7-8 м/с. Гликолитические (или лактатные) возможности организма зависят от запасов углеводов, находящихся в виде гликогена в мышцах (300—400 г), печени (40-70 г) и в виде свободной глюкозы в крови и во внеклеточной жидкости (25-30 г). Однако, довольно быстрое исчерпание запасов гликогена мышц, снижение активности ключевых ферментов гликолиза и внутриклеточного рН под влиянием образующейся молочной кислоты, приводит к падению скорости гликолиза и подключению аэробного дыхания [15, 185, 194].
Аэробный путь ресинтеза АТФ является основным способом образования АТФ, протекающий в митохондриях мышечных клеток [13,14, 15, 142 ]. В ходе тканевого дыхания от окисляемого вещества отнимаются два атома водорода и по дыхательной цепи передаются на молекулярный кислород, доставляемый кровью в мышцы из воздуха, в результате чего возникает вода. За счет энергии, выделяющейся при образовании воды, происходит синтез АТФ из АДФ и фосфорной кислоты. Обычно на каждую образовавшуюся молекулу воды приходится синтез трех молекул АТФ. Чаще всего водород отнимается от промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот, таких как изолимонная, а-кетоглутаровая, янтарная и яблочная кислоты. Цикл Кребса - завершающий этап катаболизма, в ходе которого происходит окисление ацетилКоА до углекислого газа и воды. В ходе этого процесса от перечисленных выше кислот отнимается 4 пары атомов водорода и поэтому образуется 12 молекул АТФ при окислении одной молекулы ацетилКоА [12, 13, 142]. В свою очередь, ацетил-КоА может образовываться из углеводов, жиров и аминокислот, т.е. через ацетил-КоА в цикл Кребса вовлекаются углеводы, жиры и аминокислоты [14].
Скорость аэробного пути ресинтеза АТФ контролируется содержанием в мышечных клетках АДФ, который является активатором ферментов тканевого дыхания. В состоянии покоя, когда в клетках почти нет АДФ, тканевое дыхание протекает с очень низкой скоростью. При мышечной работе за счет интенсивного использования АТФ происходит образование и накопление АДФ. Появившийся избыток АДФ ускоряет тканевое дыхание, и оно может достигнуть максимальной интенсивности [13].
Другим активатором аэробного пути ресинтеза АТФ является С02. Возникающий при физической работе в избытке углекислый газ активирует дыхательный центр мозга, что в итоге приводит к повышению скорости кровообращения и улучшению снабжения мышц кислородом [9, 168 ].
Максимальная мощность аэробного пути образования АТФ составляет 350-450 кал/мин-кг. По сравнению с анаэробными путями ресинтеза АТФ тканевое дыхание обладает самой низкой величиной максимальной мощности [89]. Это обусловлено тем, что возможности аэробного процесса ограничены доставкой кислорода в митохондрии и их количеством в мышечных клетках. Поэтому за счет аэробного пути ресинтеза АТФ возможно выполнение физических нагрузок только умеренной мощности. Аэробный путь образования АТФ характеризуется также большим временем развертывания - 3-4 мин., так как для обеспечения максимальной скорости тканевого дыхания необходима перестройка всех систем организма, участвующих в доставке кислорода в митохондрии мышц [89]. Время работы с максимальной мощностью составляет десятки минут. Как уже указывалось, источниками энергии для аэробного ресинтеза АТФ являются углеводы, жиры и аминокислоты, распад которых завершается циклом Кребса. Причем для этой цели используются не только внутримышечные запасы данных веществ, но и углеводы, жиры, кетоновые тела и аминокислоты, доставляемые кровью в мышцы во время физической работы. В связи с этим данный путь ресинтеза АТФ функционирует с максимальной мощностью в течение такого продолжительного времени [8, 86 ].
Изучение пищевой и биологической ценности фактического питания легкоатлетов
Питание спортсменов должно быть организовано таким образом, чтобы оно не только полностью покрывало энергетические и пластические траты, но и целенаправленно повышало эффективность тренировки, работоспособность на соревнованиях, ускоряло течение восстановительных процессов и способствовало переходу организма на более высокий функциональный уровень. При этом необходимо учитывать режим питания, набор пищевых продуктов и их количественные пропорции в рационе, способы кулинарной обработки сырья и химический состав пищевых продуктов, формирующих ежедневный рацион [107, 112, 163].
Фактическое питание спортсменов, специализирующихся в легкой атлетике, изучалось методом- анкетирования в зимне - весенний и летне-осенний периоды, совпадающие с периодами подготовки к соревнованиям. Питание спортсмены организовывали самостоятельно: или готовили сами (в основном девушки), или питались в студенческих столовых и кафе. Оценивались режим питания, особенности потребления основных групп пищевых продуктов, сравнивались качественные и количественные характеристики анализируемых рационов с эталонными значениями nov 35 показателям химического состава.
Осуществление принципов сбалансированности и умеренности в питании невозможно без соблюдения, в первую очередь, режима питания. Наиболее физиологически обоснованным считается как минимум трехразовый, прием пищи в течение дня, однако учитывая необходимость потребления большего объема пищи в связи с значительными.энерготратами спортсменам при усиленном; тренировочном режиме рекомендуется более частый прием пищи до 5-6 раз в сутки.
Анализ анкет показал, что у большинства спортсменов количество приемов пищи в день не всегда одинаково, чаще всего прием пищи осуществляется 2 раза в день (54%), ежедневное трехразовое питание представлено у 29 %, четырехразовое у 14 % , у 3 %- питание 5-6 раз в день. При этом не завтракают 4 дня в неделю 26 % спортсменов, 2-3 дня в неделю -34%, 1 раз в неделю -9%. Чаще всего не завтракают девушки. Не обедают 2-3 раза в неделю-15 % спортсменов, Іраз в неделю -26%.
Ужин регулярный и на него у большинства спортсменов (71%) приходится основной по плотности и объему прием пищи. Отмечаются случаи несоблюдения не только правильных интервалов между приемами пищи, но и началом и окончанием тренировок.
Указанные нарушения режима питания приводят к нерациональному распределению энергоемкости пищи (рис. 3).
Как видно из представленных данных у большинства спортсменов калорийность ужина выше нормы, а калорийность завтрака, наоборот, ниже нормы.
В среднем, на завтрак приходится 19±4,5% энергетической ценности суточного рациона при рекомендуемом- 25%, на обед 31±7,8% при рекомендуемом -35%, на полдник 12±6,2% при рекомендуемом -15%, на ужин 38±12,7% - при рекомендуемом 25% (рис. 4 ).
Известно, что каждая группа пищевых продуктов содержит определенный, свойственный ей набор пищевых веществ и определенное количество энергии. Только комбинация всех групп пищевых продуктов дает полный набор необходимых ингредиентов пищи [82]. Разнообразное питание означает потребление каждый день пищевых продуктов из всех основных групп.
Анализ структуры питания легкоатлетов показал, что большинство рационов питания однообразны, несбалансированны по важнейшим группам пищевых продуктов (табл. 4).
Как видно из полученных данных в рационах питания значительное место занимают хлебопродукты и картофель, удельный вес которых превышает рекомендуемые величины на 15,2 % и 13,7 % соответственно, а так же кондитерские изделия, потребление которых также превышает рекомендуемые величины на 33,5 %, однако потребление полноценных продуктов питания, ниже рекомендуемых величин. Так, удельный вес молока и молочных продуктов, мяса и мясопродуктов, рыбы и рыбопродуктов, а также овощей и фруктов в структуре питания в сравнении с рекомендуемыми нормами составил 48,3%, 38,9 %, 62,3%, 43,8% и 20,4% каждый.
Разбалансированность проявляется не только в количественном соотношении основных групп продуктов, но и в качественном составе каждой группы. Так, в группе хлеб, хлебопродукты, значительную долю занимают макаронные изделия, особенно у мужчин, и мучные кондитерские изделия у девушек, которые, как видно из анкет, часто отказываются от потребления хлеба. Но как известно, хлеб один из важнейших продуктов питания, поставляющих не только энергетический материал в виде крахмала, но и витамины группы В, такие как тиамин, рибофлавин, пиридоксин, ниацин и целый ряд минеральных веществ, таких как калий, магний, железо, марганец, медь, цинк и селен [141, 146].
Отмечается также повышенное потребление сахара и кондитерских изделий т.е. продуктов промышленного производства, прошедших жесткую технологическую обработку, в связи с чем, в них полностью или частично отсутствуют природные биологически активные вещества (витамины, минеральные элементы- и др.), но содержится много калорий. Чаще всего кондитерские изделия являются-импортными, а это продукты с длительным сроком»хранения, что возможно лишь при высоком содержании в их составе консервантов, которые небезопасны для организма человека. Сахар и кондитерские-изделия потребляются ежедневно, причем не менее 2-3 раз в день.
В рационах практически отсутствуют блюда из натурального мяса, в основном данная группа продуктов представлена различными- колбасами и сосисками, мясными начинками, которые содержат меньше полноценного белка, витаминов и микроэлементов, но включают значительные количества животного жира, а также соевый белок, зачастую генетически модифицированный, красители и консерванты, в частности нитрит натрия [55]. Мясные продукты в натуральном виде потребляют, хотя и недостаточно, в основном легкоатлеты-мужчины.
Серьезные проблемы выявились в потреблении рыбы, рыбопродуктов и в особенности морепродуктов: 51 % спортсменов ни разу в неделю не употребляют рыбу и 89 % - морепродукты, хотя известно, что рыба богата полноценным белком, железом, жирорастворимыми витаминами, со-3 жирными кислотами, а морепродукты - йодом.
Влияние йодного статуса спортсменов на процесс утилизации после стандартной физической нагрузки
Для проведения данных исследований были сформированьвдве группы: контрольная группа, которую составили спортсмены с нормальным! содержанием йода в моче 14,07±2,89 мкг% и экспериментальная группа , в которую вошли спортсмены с низким содержанием йода в моче 5,95±1,66 мкг%.
На первом этапе были проведены исследования по определению динамики утилизации лактата после стандартной физической нагрузки, в условиях пассивного восстановления. Определение содержания лактата в крови и моче проводили до и после физической нагрузки в динамике через определенные промежутки времени.
Анализ полученных данных показывает, что исходное содержание лактата в крови у лиц с нормальной обеспеченностью йодом ниже на 37,7 % , чем у лиц с недостаточной обеспеченностью йодом, что свидетельствует о стабильных аэробных процессах в организме. После выполнения стандартной физической нагрузки уровень лактата в крови резко увеличивается в обеих группах, но у лиц с недостаточной обеспеченностью йодом и напряженным тиреоидным статусом уровень лактата увеличивается на 19,4 % больше, что свидетельствует о меньшей доле аэробных механизмов в энергообеспечении в процессе выполнения физической нагрузки в сравнении с контрольной группой (рис. 17).
Анализ динамики утилизации лактата после физической нагрузки показывает, что у спортсменов с адекватной обеспеченностью организма йодом концентрация лактата снижается до нормальных величин в течение 1,0 часа, а у лиц, с недостаточной обеспеченностью организма йодом и напряженным тиреоидным статусом утилизация лактата идет гораздо медленнее, и продолжается 1,5-2,0 часа (рис. 18).
В процессе утилизации лактата, как это отчетливо видно на рисунке, можно выделить два пункта наиболее быстрого снижения уровня лактата: первый пункт, который происходит в течение первых 15 минут, и второй - после 60 минут.
Первый пункт более выражен у лиц с нормальной обеспеченностью организма йодом, что, видимо, обусловлено не сколько выведением лактата через почки, о чем свидетельствуют данные, представленные в табл. 11, а скорее более эффективной утилизацией его печенью и сердечной мышцей. У лиц, с недостаточной обеспеченностью организма йодом и напряженным тиреоидным статусом первый пункт снижения уровня лактата менее выражен, обеспечивается преимущественно выведением лактата через почки (табл.11), что свидетельствует о меньшей эффективности гепато-миокардного пути утилизации лактата. У контрольной группы высокие концентрации лактата сохраняются более длительный4 период, утилизация наиболее активно идет во втором пункте, видимо после увеличения-синтеза ферментов дыхательной цепи в-митохондриях клеток,, в том числе печени и сердечной мышцы, под действием возросшего-уровня гормонов щитовидной железы. Как известно, синтез ферментов, как и любых белков, более длительный процесс, чем активация уже имеющихся, в достаточном количестве ферментов [12]. Второй і пункт снижения концентрации лактата у лиц с нормальной, обеспеченностью йодом-, и нормальным тиреоидным статусом менее выражен, что,1 видимо, обусловлено тем, что к часу утилизации лактата уже завершилась имеющимися- фондом ферментов и нет необходимости в синтезе новых ферментов. Определенный вклад в первый пункт снижения» концентрации лактата у обеих групп вносит также процесс активации ферментов челночного переноса водорода из цитоплазмы в матрикс митохондрий, происходящий под влиянием гормонов щитовидной железы, концентрация которых, как было отмечено ранее повышается при физических нагрузках.
Корреляционный анализ выявил существенную зависимость между содержанием йода в моче и уровнями лактата в крови дои после физической нагрузки.
Коэффициент корреляции между уровнем йода в моче и уровнем лактата в крови до нагрузки у спортсменов с нормальным тиреоидным статусом; составил -0,91, с недостаточным тиреоидным статусом -0,84, а после нагрузки -0,86 и -0;71 соответственно.
Более; высокие уровни корреляционных зависимостей между йодным статусом- и .уровнями лактата; выявляемые в покое до нагрузки, свидетельствуют об оптимальных и стабильных аэробных процессах в организме при нормальном: функционировании щитовидной железы, регулирующем энергетический обмен в организме; и нестабильности этих процессов; при недостатке йода. После физической? нагрузки выявляются также высокие:корреляционные.связи однако онишиже;чем вшокое,,таюкак: физическая нагрузка? активизирует целыщряд систем; тчастности буферную и легочную, участвующие в утилизации лактата. Полученные результаты связаны;с:тем;. чтопришедостаточностишода В; организме: происходит цепь: метаболических- нарушений; приводящих к: несоответствию низкого; количествами активности-: ферментов;; дыхательной? цепишозросшему уровню кислорода И;субстратов:окисленияї(лактат, жирные кислоты); что? с одной? стороньь приводит:к; недостаточному образованию? А-ЕФ; необходимого- в; первую очередь, для? процессов, восстановления,- и снижению) интенсивности утилизации; лактата, с другой- стороны; активации? процессов г свободно-радикального окисления в І организме: Это может привести к существенному снижению физическойработоспособности.
Физиолого-биохимическая модель йодного алиментарного статуса и повышения энергообмена у легкоатлетов
Комплекс проведенных физиолого- биохимических исследований позволил научно обосновать и предложить модель (рис. 22) оптимизации алиментарного статуса и повышения энергообмена у легкоатлетов, базирующийся на следующих принципах:
- установление степени недостаточности йода;
-выявление распространенности факторов, влияющих на биодоступность йода, и их устранение;
-введение в рацион питания спортсменов продуктов, обладающих йодсберегающим эффектом;
- повышения уровня знаний о принципах здорового питания.
Исследования по установлению степени недостаточности йода должны включать:
- изучение содержания йода в рационах питания спортсменов;
- определение содержания йода в биоматериалах: сыворотке крови и моче;
-обследование состояния щитовидной железы
2. Выявление распространенности факторов, влияющих на биодоступность йода
На усвоение йода организмом на этапах всасывания в желудочно-кишечном тракте, метаболизации- в активные формы и реализации функций по энергетическому обмену в организме, а также выведении» йода из организма, влияет целый ряд компонентов, содержащихся в пищевых, продуктах. Факторы, влияющие на биодоступность йода можно разделить на две группы: повышающие, биодоступность йода и, наоборот, понижающие усваиваемость йода..организмом. С целью повышения биодоступности йода необходимо:
-изучение4структуры и,качества питания спортсменов и установление квоты полноценного белка в рационе,
-установление дисбаланса микроэлементов, влияющих на метаболизм йода;
-установление уровня обеспеченности различных групп1 населения витаминами А , Е, С, селеном;
-определение содержания в пищевых продуктах тяжелых металлов, нитратов и пестицидов, снижающих биодоступность йода;
3. Оптимизация йодного статуса спортсменов, в том числе введением в рацион «йодсберегающего» рациона
Именно рационализация питания является одной из наиболее важных мер профилактики йодной недостаточности. «Иодсберегающий» рацион рекомендуется как отдельный суточный рацион, который должен применяться не менее трех раз в неделю, особенно при усиленном тренировочном режиме и перед соревнованиями. Одним из важнейших условий рационализации питания является повышение уровня знаний спортсменов о роли питания в обеспечении здоровья, в том числе путем организации элективных курсов для студентов, обучающихся в спортивных ВУЗах. Предложенная физиолого-биохимическая модель оптимизации йодного статуса организма, направлена на расширение потенциальных возможностей ферментного аппарата клеток, совершенствование механизмов энергообеспечения организма и повышение работоспособности спортсменов.
