Wpływ diety na organizm osoby trenującej siłowo-wytrzymałościowo

Właściwy sposób odżywiania stanowi istotny czynnik wpływający na zdrowie. Codzienne dostarczanie do organizmu poszczególnych grup produktów zaspokaja głód oraz doprowadza do organizmu niezbędne witaminy, substancje budulcowe i energetyczne. Dieta w połączeniu z odpowiednim treningiem siłowym wpływa na wzrost objętości mięśni, mając duże znaczenie w odniesieniu do regulacji składu i masy ciała. Tkanka mięśniowa inaczej nazywana aktywną metabolicznie tkanką ma szczególny wpływ na przemianę materii. W miarę wzrostu tkanki mięśniowej względem tkanki tłuszczowej w ciele człowieka zachodzi wyższy poziom przemiany materii, co prowadzi do większego zapotrzebowania na energię. Zawartość aktywnej metabolicznie tkanki posiada olbrzymie znaczenie w regulacji bilansu energetycznego, utrzymaniu odpowiednich proporcji pomiędzy beztłuszczową a tłuszczową masą ciała oraz w wypracowaniu i utrzymaniu odpowiedniej masy ciała.

Zapotrzebowanie osób uprawiających kulturystykę oraz trenujących siłowo-wytrzymałościowo różni się od innych grup ludności (1). Główne różnice wynikają ze zwiększonej wartości energetycznej oraz różnorodności składników pokarmowych. Zwiększona przemiana materii, nasilona wymiana gazowa, wzrost szybkości procesów biochemicznych z nagromadzenia produktów niepełnego spalania oraz różniący się metabolizm związany z silnym emocjonalnym oddaniem i zacięciem w celu osiągnięcia efektów treningowych charakteryzują kulturystów i osoby trenujące siłowo-wytrzymałościowo (2). Odpowiednio łącząc podaż składników pokarmowych z aktywnością fizyczną można uzyskać cele treningowe w postaci: budowy mięśni, reorganizacji ich struktury, powysiłkowej regeneracji czy zmniejszenia zawartości tkanki tłuszczowej. Wysiłek fizyczny wzmaga efekt, jaki uzyskuje się przez odpowiednią podaż białka w diecie, uwzględniając rodzaj treningu, który determinuje rodzaj i skalę budowy białek we włóknach mięśniowych (3, 4, 5).

Rola makroskładników w diecie

Węglowodany

Węglowodany to związki organiczne, które składają się z węgla, wodoru i tlenu, a stosunek wodoru do tlenu jest analogiczny, jak w cząsteczce wody. Występują w formie cukrów prostych i ich polimerów, czyli oligosacharydów i polisacharydów. W wielu strukturach węglowodany występują często w połączeniu z białkami, jako glikoproteiny oraz lipidami, jako glikolipidy. Monosacharydy, inaczej cukry proste bardzo rzadko występują w naturze w postaci wolnej.

Podział cukrów prostych jest oparty na liczbie atomów węgla w cząsteczce (6). Węglowodany proste, na które składają się: glukoza, fruktoza, galaktoza i mannoza są bezpośrednio wchłaniane w przewodzie pokarmowym do krwi, proces ten zaczyna się w jamie ustnej. Cukry proste znajdują się w owocach, sokach owocowych, kwiatach i miodzie.

Węglowodany złożone stanowią połączenie dwóch lub więcej cukrów prostych. W wyniku hydrolizy węglowodany złożone przechodzą ponownie w cukry proste. Dwucukier – sacharoza, który jest złożony z glukozy i fruktozy pochodzi z buraka bądź trzciny. Do dwucukrów zalicza się również laktozę, jako cukier mleczny i maltozę, jako cukier słodowy. Poprzez połączenie w szczególny sposób cząsteczek węglowodanów prostych powstają wielocukry inaczej nazywane polisacharydami. Grupa charakteryzująca się łatwą przyswajalnością przez organizm składa się ze skrobi zawartej w ziarnach zbóż, ziemniakach, nasionach roślin strączkowych i glikogenu, który w formie zapasowej energii jest odkładany w mięśniach i wątrobie (7).

Węglowodanem odgrywającym bardzo ważną rolę w żywieniu człowieka jest błonnik, inaczej mówiąc nieprzyswajalna lub w zdefiniowanych warunkach częściowo przyswajalna grupa celulozy. Warunkuje on odpowiednie trawienie i wydalanie kału poprzez pobudzanie perystaltyki jelit. Absorbuje cholesterol i działa przeciwmiażdżycowo. Dzienne zapotrzebowanie wynosi od 25 do 40 gramów (8).

Węglowodany nim zostaną przyswojone muszą ulec strawieniu. Wstrzyknięta do krwi sacharoza z ominięciem przewodu pokarmowego zostaje usunięta z organizmu w niezmienionej postaci. Definitywnym produktem trawienia cukrów złożonych jest glukoza, wprowadzana do wszystkich tkanek organizmu, jako kluczowy substrat energetyczny. Poprawne stężenie glukozy we krwi według wskazań WHO zawiera się w przedziale 70 do 99 mg/dl (od 3.9 do 5.5 mmol/l). Spadek poniżej 70 mg/dl nazywany jest hipoglikemią, a wzrost powyżej górnej granicy normy hiperglikemią. Organizm reguluje drogą neurohormonalną nieprawidłowe odchylenia glukozy od normy w celu przywrócenia jego fizjologicznego stężenia. Zwiększający się po posiłku poziom glukozy poprzez insulinę odkłada ją w wątrobie w postaci glikogenu. Wraz ze zmniejszeniem się stężenia glukozy we krwi, glukagon i adrenalina uwalnia go z rezerw. Ustrój człowieka ma ograniczone zapasy glikogenu. Osoby nieuprawiające sportu posiadają około 300 g, sportowcy wyczynowi około 600 g. Różnica pomiędzy zawartością glikogenu wynika ze zjawiska super kompensacji inaczej nazwanego treningiem fizjologicznym. Wysiłek związany z treningiem generuje odkładanie z nadwyżką zużytych ilości glikogenu po zakończeniu aktywności. Glukozę wyekstrahowaną z produktów spożywczych takich, jak owoce czy miód należy stosować z umiarem, by nie spowodować zbyt gwałtownego wzrostu jej stężenia we krwi. Dopływ glukozy do mózgu musi być stabilny i nieprzerwany, ponieważ jej najmniejsze obniżenie względem granicy normy osłabia działanie ośrodkowego układu nerwowego, mając natychmiastowe odzwierciedlenie w pogorszeniu pracy mięśni (9). Treningi siłowo-wytrzymałościowe charakteryzują się pracą w warunkach anaerobowych krótkotrwałych, dlatego dług tlenowy jest spłacany dopiero po zakończeniu pracy. Jedynym składnikiem energetycznym, który może być wykorzystywany zarówno w warunkach glikolizy, czyli anaerobowych oraz fosforylacji tlenowej, czyli aerobowych są węglowodany. Możliwości składowania glikogenu są ograniczone, dlatego cukry są z łatwością przekształcane w tłuszcz, co prowadzi do nadwagi.

Węglowodany w żywieniu sportowców powinny stanowić 4-5 razy większą ilość w diecie od zawartości białka i tłuszczu. Biorąc pod uwagę duże niedotlenienie w sportach siłowo-szybkościowych, należy ograniczać tłuszcze. W treningach długotrwałych wytrzymałościowych, rośnie zapotrzebowanie na węglowodany. Według zasad zdrowego żywienia węglowodany zasadniczo powinny stanowić od 50-65% w diecie. Natomiast u osób regularnie trenujących zawartość tego makroskładnika w diecie powinna stanowić od 4 do 10 gkg masy ciała (10).

Tłuszcz

Kolejnym ważnym źródłem energii w diecie jest tłuszcz, którego 1 gram dostarcza aż 9 kcal. Dodatek tłuszczu pozwala na zmniejszenie objętości posiłku. z tkanki tłuszczowej są uwalniane kwasy tłuszczowe będące substratem energetycznym, dzięki czemu sportowiec wyczynowy jest w stanie pokryć duże zapotrzebowanie. Lipidy, głównie estry kwasów tłuszczowych i glicerolu dzielą się na proste i złożone. Proste kwasy tłuszczowe składają się z węgla, wodoru i tlenu, natomiast tłuszcze złożone zawierają również azot, fosfor, siarkę, glukozę, galaktozę, laktozę i aminokwasy. Lipidom towarzyszą sterole, roślinnym fitosterol a zwierzęcym cholesterol. Nasycone kwasy tłuszczowe dominują w tłuszczach zwierzęcych, nienasycone znajdują się w tłuszczach roślinnych. Wiele wartości wnoszą kwasy tłuszczowe wielonienasycone oraz niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe, które należy dostarczać z pożywieniem, ponieważ organizm nie jest ich w stanie wytworzyć. Do NNKT należą m.in. kwas linolowy – omega-6 oraz kwas linolenowy – omega-3. Ich głównym źródłem są głównie: olej rybi i oleje roślinne, w tym: olej sojowy i rzepakowy, które mają duże znaczenie przeciwmiażdżycowe.

Tłuszcze są nośnikiem rozpuszczalnych w nich witamin, jak A, D, E, K i choliny. Tłuszcze nie powinny przekraczać od 25 do 30% wartości energetycznej pożywienia w diecie osoby trenującej siłowo-wytrzymałościowo. Rodzaj wysiłku oraz diety ma wpływ na utylizację głównych substancji energetycznych, czyli węglowodanów i tłuszczów. Metabolizm tłuszczów i węglowodanów w komórkach mięśniowych są ze sobą powiązane i wykorzystywane przez organizm w zależności od okoliczności. Sporty siłowo-szybkościowe charakteryzują się znacznym udziałem glukozy w pokryciu energetycznym ustroju. Podczas wysiłku fizycznego oraz w spoczynku głównym źródłem energii obok glukozy są lipidy. Komórka mięśniowa podczas pracy wykorzystuje energię ze zgromadzonych rezerw tłuszczowych oraz z zapasowej tkanki tłuszczowej, lecz nie z doraźnych źródeł tłuszczu. Po tłustych posiłkach naczynia limfatyczne i krwionośne zostają wręcz „zalane” triglicerydami, co wpływa ujemnie na tempo przepływu krwi w naczyniach krwionośnych i uszkadza czynność komórek mięśniowych.

Należy spożywać różnorodne tłuszcze zwierzęce, jak: masło, smalec, słoninę, boczek oraz oleje roślinne, jak: oliwa z oliwek, oleje: lniany, arachidowy, rzepakowy. Zawartość szkodliwego kwasu erukowego w oleju rzepakowym obecnie nie budzi zastrzeżeń, ponieważ produkcja następuje z rzepaku bezerukowego lub niskoerukowego. Smalec, boczek, słonina, masło klarowane, nadają się do smażenia i pieczenia, ponieważ mają wysoki punkt dymienia. Można też smażyć na oleju rzepakowym czy oliwie z wytłoczyn z oliwek ze względu na niską zawartość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (7).

Białko

Białko jest składnikiem budulcowym tkanek oraz kości człowieka, gdzie w tkankach mięśni jego zawartość sięga 75% suchej masy. Białko składa się z azotu, węgla, wodoru, tlenu, siarki, fosforu, wapnia, żelaza, miedzi, jodu, cynku, magnezu, kobaltu czy manganu. Strukturę większych cząstek białka tworzą aminokwasy złączone wiązaniami peptydowymi. Proste białka składają się prawie wyłącznie z aminokwasów, np. białka limfy czy surowicy krwi. Białka złożone, np. hemoglobina i mioglobina dodatkowo zawierają składnik niebiałkowy, czyli grupę prostetyczną, którą w tym przypadku stanowi hem, zawierający żelazo. Elementem składowym kazeiny mleka jest wapń, białek jąder komórek – kwas fosforowy, enzymów białkowych – miedź, cynk, żelazo, magnez i wapń. Złączenie białka z węglowodanami tworzy związki nazywane glikoproteinami a z tłuszczami lipoproteinami. Wartość biologiczna białka dzieli je na pełnowartościowe oraz niepełnowartościowe.

Niezbędne aminokwasy, których organizm sam nie jest w stanie wytworzyć to: fenyloalanina, izoleucyna, metionina, lizyna, leucyna, treonina, tryptofan, walina, arginina, histydyna. Dwa ostatnie uważane są za niezbędne tylko dla dzieci. Źródłem aminokwasów egzogennych są produkty odzwierzęce takie, jak: mięso, wędliny, drób, podroby, mleko, sery, jaja. Jedynym białkiem zwierzęcym niepełnowartościowym jest żelatyna. Produkty roślinne, czyli kasze, pieczywo, ziemniaki, nasiona roślin strączkowych są źródłem niepełnowartościowego białka. Niezwykle wartościowym źródłem białka roślinnego dla organizmu człowieka jest soja, ponieważ posiada skład aminokwasowy podobny do białek tkanek człowieka. Najlepszym zestawieniem jest łączenie białka zwierzęcego z roślinnym, ponieważ białko roślinne w większości będzie służyło syntezie tkanek, natomiast niedobory będzie pokrywać białko zwierzęce. Stosunek optymalny dla tych białek wynosi 1:1. W diecie sportowców białko zwierzęce powinno stanowić 2/3 a roślinne 1/3 całego zapotrzebowania w ciągu dnia. Istotna jest ogólna podaż białka, które pełni rolę budulcową. Część aminokwasów, które nie zostały wykorzystane do syntezy, ulega przemianom do glukozy, kwasów tłuszczowych i związków ketonowych, w ten sposób staje się pożywką energetyczną. Cukrotwórczymi aminokwasami są: glicyna, seryna, cysteina, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy, prolina, arginina, histydyna. Z kolei na tłuszczotwórcze aminokwasy składają się: leucyna, izoleucyna i walina. Natomiast do ketogennych aminokwasów należą: tyrozyna i fenyloalanina oraz pozostałe aminokwasy tłuszczotwórcze.

Białko jest w stanie pokryć zapotrzebowanie na energię od 10 do 15%. Dieta niezrównoważona, w której brakuje węglowodanów i tłuszczy, a organizm odczuwa głód charakteryzuje się wzrostem energetycznej roli białka. Od 45 do 48% białek nie tylko z pożywienia, lecz również z mięśni, organizm może zamienić na glukozę, natomiast około 46%kwasy tłuszczowe. Podczas diety zbilansowanej pod kątem zawartości węglowodanów i tłuszczy, przy przesadnej ilości białka, aminokwasy niezużyte na energię są zamieniane na tłuszcz oraz następuje ich lokowanie w tkance tłuszczowej. Nadmierna podaż białka w diecie prowadzi do obciążenia nerek, które są odpowiedzialne za usuwanie produktów metabolizmu białek, zwiększonego ubytku wody z moczem, co w konsekwencji prowadzi do odwodnienia organizmu oraz zwiększonych strat wapnia (11).

Wzrost białka w diecie osób trenujących siłowo-wytrzymałościowo jest uzasadniony rosnącym wydatkiem energetycznym, zwiększoną przemianą materii, wytwarzaniem większej ilości enzymów, przewagą procesów anabolicznych nad katabolicznymi związaną ze wzrostem tkanek i nieustającą ich odnową, stresem czy utratą azotu bezpośrednio niezwiązaną z metabolizmem mięśni. Anabolizm, jako ogólne pojęcie oznacza ogół przemian związanych z utworzeniem nowych makromolekuł. Jego przeciwieństwem jest katabolizm, jako rozpad omawianych związków (7). Celejowa (12) zwraca uwagę na zwiększenie zapotrzebowania na białko u zawodników podnoszących ciężary, biatlonistów oraz zapaśników w stylu wolnym. Uzasadnia to dobowym zapotrzebowaniem na energię wynoszącym ok 6000 kcal. Dowodzi, że należy wtedy podać 1,9 g na kg masy ciała, co stanowi 10% całkowitego zapotrzebowania. Przy naprawdę dużych obciążeniach białko powinno pokrywać jednak 15% zapotrzebowania a więc 2,8 g na kg masy ciała. Dla sportów siłowo-szybkościowych opracowano zapotrzebowanie na białko od 2,5 g do 3,0 g na kg masy ciała. Rozbieżność poglądów wynika z nieujednoliconej metodyki badań oraz różnego przedmiotu badań. Przeważają badania u osób trenujących w niższych klasach sportowych, gdzie dobowy wydatek jest mniejszy niż u olimpijczyków (7).

Do budowy mięśni jest potrzebny trening siłowy typowo kulturystyczny w formie bodźca oraz podaż białka w odpowiednim stężeniu. Osoby nietrenujące, które przyjmują białko na czczo z produktami spożywczymi zwiększają syntezę nowych białek w mięśniach. Katabolizm białek może jednak mieć przewagę nad ich syntezą, dlatego trzeba zwrócić szczególną uwagę na podaż aminokwasów oraz na bodziec w postaci treningu, bez którego mięśnie nie urosną. Spożywając 20 g białek serwatki mleka, po około 2 do 3 godzinach po treningu synteza białek jest zwiększona niemalże trzykrotnie, biorąc pod uwagę stan na czczo. Po około 4 godzinach sytuacja jednak wraca do punktu wyjściowego, gdzie synteza białek ulega zmniejszeniu, natomiast stężenie aminokwasów we krwi się nie zmienia. Przy intensywności treningu od 60 do 90% ciężaru maksymalnego z powtórzeniem synteza białek wzrasta nawet do 3 razy. Intensywność poniżej 40% siły maksymalnej nie ma wpływu na zwiększenie syntezy białek. Przy intensywności treningowej poniżej 40% ciężaru maksymalnego efekt anaboliczny pojawia się tyko w momencie kontynuowania ćwiczenia, ale aż do niemożności jego wykonania. Synteza białek kurczliwych w mięśniach w treningach siłowych stanowi główną składową anabolizmu (13, 14).

Bibliografia:

• Bean A.: The complete guide to sports nutrition. A&C Black, London 2005,
• Cordain L., Friel J.: Dieta dla aktywnych, Buk Rower, Warszawa 2010.
• Atherton P.J., Etheridge T., Watt P.W., Wilkinson D., Selby A., Rankin D., Smith K., Rennie M.J.: Muscle full effect after oral protein: time-dependent concordance and discordance between human muscle protein synthesis and mTORC1 signaling. Am. J. Clin. Nutr. 2010, 92(5):1080-8.
• Atherton P.J., Smith K.: Muscle protein synthesis in response to nutrition and exercise. J Physiol 2012, 590(5):1049-57.
• Lysenko E.A., Vepkhvadze T.F., Lednev E.M., Vinogradova O.L., Popov D.V.: Branched-chain amino acids administration suppresses endurance exercise-
• related activation of ubiquitin proteasome signaling in trained human skeletal muscle Physiol Sci 2016.
• Gawęcki J.: Żywienie człowieka, Podstawy Nauki o Żywieniu, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2012.
• Celejowa I.: Żywienie Człowieka i Metabolizm. o właściwą metodykę i ustalanie norm zapotrzebowania na białko w sporcie, R. XXXIV, 2007, 1/2.
• Nocker J.: Die Ernahrung des Sportlers. Hoffman Verlag, Schorndof, 1974.
• Jastrzębski Z.: Węglowodany w praktyce żywieniowej sportowców. Medicina Stortiva 2002, 3.
• Magier Z.: The role of glucose transporters in human metabolic regulation. Postępy biochemii 2013, 59(1):70-82.
• Przepiórka M., Ziemlański.: Wpływ wysiłku fizycznego na zapotrzebowanie na białko, Medycyna Sportowa 1998, 10.
• Celejowa I.: Żywienie w sporcie. Wyd. Lek. PZWL, Warszawa 2008.
• Biłous K.: Dieta i trening – jak zdrowo budować siłę i wytrzymałość. Samo Sedno, Warszawa 2016.
• Brose A, Parise G, Tarnopolsky MA.: Creatine supplementation enhances isometric strength and body composition improvements following strength exercise training in older adults. J Gerontol a Biol Sci Med Sci 2003, 58: 11-19.