Srovnávání příjmu a výdeje energie v průběhu ultratrailových závodů

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA Lékařská fakulta Srovnávání příjmu a výdeje energie v průběhu ultratrailových závodů Bakalářská práce v oboru Nutriční terapeut Vedoucí bakalářské práce: Mgr. Vlastimil Chadim Autor bakalářské práce: Eva Hvorecká Brno, květen 2015

2 Jméno a příjmení autora: Eva Hvorecká Studijní obor: Nutriční terapeut, Lékařská fakulta, Masarykova univerzita Název bakalářské práce: Srovnávání příjmu a výdeje energie v průběhu ultratrailových závodů Vedoucí bakalářské práce: Mgr. Vlastimil Chadim Rok obhajoby bakalářské práce: 2015

3 Anotace Bakalářská práce shrnuje aktuální poznatky a obecná doporučení týkající se výživy ve vytrvalostním běhu. V základech pojednává o jednotlivých nutrientech a jejich významu pro běžnou populaci i pro sportovce. V hlavní části se soustřeďuje na výživu vytrvalostních běžců v době před, během a po zátěži. Praktická část bakalářské práce se zaměřuje na srovnávání energetického příjmu a výdeje během vytrvalostního závodu a následně hodnotí rozdíly. Klíčová slova Výživa ve vytrvalostním sportu, vytrvalostní běh, ultravytrvalostní běh, trailový běh, sacharidy, lipidy, proteiny, pitný režim, mikronutrienty, energetický výdej, energetický příjem, energetická potřeba. Annotation This bachelor s thesis summarizes current knowledge and general recommendations in the endurance running nutrition. In basic terms it discusses particular nutrients and their significance for general population and for athletes. The main part focuses on the nutrition of endurance runners before, during and after the exercise. The practical part of this bachelor s thesis focuses on comparison of the intake and expenditure of energy during an endurance race and subsequently evaluates the differences. Keywords Endurance sport nutrition, endurance running, ultra-endurance running, trail running, carbohydrates, lipids, proteins, fluid intake, micronutrients, energy expenditure, energy intake, energy needs.

4 Prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracovala samostatně pod vedením Mgr. Vlastimila Chadima a na základě zdrojů uvedených v seznamu literatury. V Brně dne.. Eva Hvorecká

5 Poděkování Ráda bych poděkovala Mgr. Vlastimilu Chadimovi za pomoc a vedení při zpracování mé bakalářské práce. Dále děkuji Mgr. Michalu Kumstátovi, Ph.D., za cenné materiály k dané problematice a RNDr. Petru Kaňovskému za spolupráci při praktické části mé bakalářské práce. V neposlední řadě děkuji mému otci za maximální podporu při studiu.

6 OBSAH 1 Úvod Výživa ve vytrvalostním sportu Sacharidy ve výživě vytrvalostního běžce Obecná charakteristika sacharidů Úloha sacharidů Doporučený příjem sacharidů Proteiny ve výživě vytrvalostního běžce Obecná charakteristika proteinů Úloha proteinů Doporučený příjem proteinů Lipidy ve výživě vytrvalostního sportovce Obecná charakteristika lipidů Úloha lipidů Doporučený příjem lipidů Mikronutrienty ve výživě vytrvalostního sportovce Úloha mikronutrientů Potřeba mikronutrientů Pitný režim u vytrvalostních běžců Vliv vytrvalostní zátěže na hydrataci organismu Doporučený příjem tekutin Energetické potřeby vytrvalostních běžců Energetická potřeba před tréninkem nebo soutěží Sacharidová superkompenzace Obecná doporučení pro příjem sacharidů Energetická potřeba během tréninku nebo soutěže Makronutrienty jako zdroj energie Obecná doporučení pro příjem makronutrientů Energetická potřeba po tréninku nebo soutěži Obnovení glykogenových zásob Udržení proteinové bilance Metody měření energetického výdeje... 47

7 4.1 Přímá kalorimetrie Nepřímá kalorimetrie Vzorce pro odhad energetické potřeby Metabolické ekvivalenty Cíl a organizace praktické části Úvod Cíl práce Organizace praktické části Metodika Popis zkoumaného souboru Sběr dat Zhodnocení dat a výpočet energetického příjmu Výpočet energetického výdeje metodou MET Srovnání energetického příjmu a výdeje během zátěže Výsledky a diskuze Závěr Literatura Seznam zkratek Seznam obrázků Seznam tabulek... 68

8 I Teoretická část 1 Úvod Ultratrailové běhy jsou běhy o délce maratonu (42 km) a více. Jejich specifikem je to, že se běží v horách, tzn. často v nesmírně náročných podmínkách. Za posledních pár let se tento běh stal velmi populární i mezi laiky. Ať už tento sport provozuje laik nebo výkonnostní či vrcholový sportovec, vždy se jedná o zátěž několikahodinovou a tím energeticky velmi náročnou. Troufala bych si říci, že dobrý výsledek sportovce v takovém vytrvalostním závodě stojí na třech hlavních pilířích - kvalitní tréninkové přípravě, psychickém rozpoložení a na výživě sportovce. Výživová doporučení ve vytrvalostním běhu jsou rozdělena do tří částí na výživu před sportovní zátěží, během zátěže a po ní. Výživa před zátěží připravuje sportovce na výkon. Obnovuje a navyšuje glykogenové zásoby ve svalech a v rámci pitného režimu zajišťuje dostatečnou hydrataci organismu. Během vytrvalostní zátěže dochází k postupnému vyčerpání glykogenových zásob ve svalech, v důsledku čehož začíná sportovec pociťovat únavu. Abychom předešli těmto potížím, které sportovce často nutí zátěž přerušit, je potřeba doplňovat sacharidy v určitém množství a průběžně během zátěže. Při vytrvalostní zátěži dochází také k vysokým ztrátám potu. V důsledku toho se rozvíjí dehydratace organismu a snižuje se koncentrace významných iontů v plazmě. Příjem tekutin během a po zátěži s obsahem sacharidů a elektrolytů (hlavně Na a Cl) pomáhá udržet rovnováhu mezi ztrátou a příjmem těchto složek. Po zátěži je třeba opět obnovit glykogenové zásoby ve svalech, aby byl sportovec připraven na další výkon. Vytrvalostní zátěží však nedochází pouze k vyčerpání glykogenu, ale je také narušena proteinová bilance v kosterních svalech. Dostatečným příjmem bílkovin obsahující vhodný poměr esenciálních aminokyselin dosáhneme lepší regenerace svalové tkáně po zátěži. 7

9 2 Výživa ve vytrvalostním sportu Už dlouho není snaha o dosažení dobrého výsledku ve sportu pouze o kvalitě tréninku, regeneraci nebo taktice při závodě, ale i o vhodné výživě před, během a po zátěži. Výživa ve sportu nabývá spousty podob v závislosti na sportovní disciplíně, na typu tréninku či soutěže i na individualitě člověka. Avšak v základu mají zásady výživy ve sportu něco společného, a to doplnit živiny ztracené při zátěži. Správným výběrem potravin a jejich množstvím se tak může dosáhnout rychlejší regenerace a tím také udržení výkonnosti sportovce na co nejvyšší úrovni. U některých druhů sportu, jako je například gymnastika nebo kulturistika, hraje výživa stěžejní roli v udržení tělesné hmotnosti. To znamená, že sportovci těchto disciplín musí neustále udržovat svůj celkový energetický příjem a výdej v určitě rovnováze. Přiměřená tělesná hmotnost sportovce je nepochybně důležitá i ve vytrvalostních sportech jako je cyklistika, běh nebo triatlon. Avšak během zátěže a pro dosažení kvalitního výsledku nehraje tělesná hmotnost ve vytrvalostním sportu vždy tu primární roli. Sportovci vytrvalostních disciplín dbají hlavně na doplnění energie ve správnou chvíli tak, aby předcházeli únavě a jejich výkon byl udržován po co nejdelší dobu na stabilní úrovni. U vytrvalostních sportovců můžeme také vysledovat variabilitu jejich energetického příjmu v závislosti na období jednotlivých tréninkových cyklů (Dunford 2010). 2.1 Sacharidy ve výživě vytrvalostního běžce Sacharidy představují pro náš organismus přední zdroj energie. Obzvlášť při zátěži hrají nezastupitelnou roli. Ne nadarmo se říká: tuky se spalují v ohni cukrů. Můžeme si to vysvětlit tak, že i v případě, kdy je metabolismus orientován převážně na oxidaci tuků, jako je tomu právě ve vytrvalostním běhu (dlouhotrvající aerobní zátěži), jsou sacharidy v určitém množství vždy potřebné Obecná charakteristika sacharidů Názvem sacharidy se označují organické látky, které se řadí mezi polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketony. Obecně sacharidy můžeme rozdělit podle několika kritérií (např. podle počtu atomů uhlíku v molekule nebo funkční skupiny), avšak z výživového hlediska je významné dělit sacharidy na monosacharidy, oligosacharidy a polysacharidy (Velíšek, 2002). 8

10 Sacharidy v organismu představují přední zdroj energie. V případě, že nejsou v dostatečném množství dostupné, tkáně mohou využívat i jiné molekuly pro získání energie (mastné kyseliny, ketolátky, aminokyseliny, kyselinu mléčnou). Výjimkou jsou však erytrocyty, které pro svůj metabolismus využívají pouze glukózu (Stratil, 1993). Funkce energetického zdroje není jediná, sacharidy zastupují také úlohu stavebního kamene mnoha buněk či jsou součástí biologicky aktivních látek, mezi které řadíme například enzymy, hormony, vitaminy aj. (Velíšek, 2002; Ledvina et al., 2009). V našem těle sacharidy vytváří energetické zásoby v játrech a kosterním svalstvu v podobě jaterního a svalového glykogenu. Mimo to se v krvi nachází volná glukóza, která při fyzické zátěži zajišťuje rychlý zdroj energie pro činnost svalů. Hladina glukózy v krvi je neustále udržována prostřednictvím odbourávání jaterního glykogenu, čímž se také zajišťuje pohotovost glukózy pro svaly, mozek, erytrocyty a jiné tělesné orgány. Naopak svalový glykogen je dostupný pouze pro kosterní svalstvo a glukóza se z něj do krve neuvolňuje (Dunford, 2010). V potravinách sacharidy nalézáme buď ve formě jednoduchých cukrů (monosacharidů, disacharidů) nebo v podobě polysacharidů (škrob, vláknina). Každá forma těchto sacharidů, ať už se jedná o jednoduché cukry, vlákninu nebo škrob, má ve výživě vytrvalostního běžce svůj význam (Dunford, 2010; Clark, 2000) Monosacharidy Monosacharidy jsou nejmenší sacharidové molekuly, mezi které se řadí glukóza, fruktóza a galaktóza. (Wildman, 2004). Glukóza a fruktóza představují hlavní zástupce monosacharidů většiny rostlinných potravin. V zelenině, luštěninách a obilninách je jejich obsah nízký a hlavně proměnlivý (například v luštěninách se pohybuje od 0,1 % do 3,2 %), závisí totiž na stupni hydrolýzy škrobu, který je společně s dalšími polysacharidy hlavní složkou rostlinných potravin. Přirozeně nejvíce glukózy a fruktózy je obsaženo v ovoci (viz. Tabulka 1), přičemž množství a poměr těchto monosacharidů závisí na druhu ovoce a stupni jeho zralosti. Významným zdrojem fruktózy neboli ovocného cukru je také med. Galaktózu můžeme v potravinách nalézt převážně ve formě disacharidu zvaného laktóza neboli mléčný cukr. Jak už z názvu vyplývá, přítomnost mléčného cukru je charakteristická hlavně pro mléko a mléčné výrobky (Velíšek, 2002; Wildman, 2004). 9

11 Tabulka 1 Obsah glukózy a fruktózy v ovoci (Kopec, 1998) OBSAH MONOSACHARIDŮ OVOCE (g/100g) glukóza fruktóza švestky 3,45 2,31 pomeranče 2,00 2,56 mandarinky 1,52 1,46 meruňky 1,78 1,15 banány 4,13 4,31 jahody 2,55 2,53 jablka 2,62 5,83 hrušky 1,90 6,59 hrozny 7,49 7,41 borůvky 2,57 3,56 třešně 6,45 5,62 ananas 1,33 0, Oligosacharidy Oligosacharidy jsou sloučeniny tvořené 2 10 monosacharidovými jednotkami. Jednotlivé oligosacharidy nazýváme na základě počtu jednotek v molekule: di-, tri-, tetra- až dekasacharidy. Nejvýznamnějšími oligosacharidy z hlediska výživy jsou disacharidy (Velíšek, 2002). Disacharidy jsou molekuly složené ze dvou monosacharidových jednotek. Společně s monosacharidy je pro jejich krátký řetězec nazýváme také jako jednoduché cukry. Mezi tři nejběžněji se vyskytující disacharidy řadíme sacharózu (kombinace glukózy a fruktózy), laktózu (kombinace glukózy a galaktózy) a maltózu (disacharid skládající se ze dvou molekul glukózy). Oproti polysacharidům (složeným sacharidům) jsou jednoduché cukry nositelem sladké chuti potravin (Wildman, 2004; Clark, 2000). 10

12 Sacharóza, zvaná též třtinový či řepný cukr, je v přijímané stravě nejrozšířenějším cukrem. Společně s glukózou a fruktózou se nachází v řadě potravin (cukr, čokoláda a čokoládové výrobky, med, některé druhy ovoce - mandarinka, meruňky, banán, ananas atd.). Laktóza, známá též pod názvem mléčný cukr, je disacharid přirozeně se vyskytující v mléce savců. Znamená to, že ve výživě člověka představují hlavní disacharid mléka a mléčných výrobků, jako jsou sýry, jogurty a tvaroh. Disacharid maltóza je součástí sladu, hlavní suroviny pro výrobu piva. Vzniká také rozkladem neboli hydrolýzou škrobu. Z toho důvodu může být součástí mnoha potravin (př. obiloviny, ovoce, klíčící semena) a nebo se uvolňuje až při štěpení škrobů pomocí enzymů v gastrointestinálním traktu člověka (dále jen GIT) (Stratil, 1993; Velíšek, 2002) Polysacharidy Molekuly tvořené více než deseti monosacharidovými jednotkami se nazývají polysacharidy. Jedná se o složené sacharidy, které jsou přirozeně obsaženy v rostlinných potravinách ve formě škrobu (tzv. stravitelné polysacharidy) a vlákniny (nestravitelná složka potravin). Živočišným polysacharidem je glykogen nacházející se ve svalové tkáni a játrech zvířat. Avšak ten ve výživě člověka nemá prakticky žádný význam (Wildman, 2004). Škroby jsou nezastupitelnou složkou rostlinné potravy a to z toho důvodu, že tvoří hlavní podíl energetického příjmu člověka. Odhaduje se, že asi 75 % příjmu energie zajišťované sacharidy poskytují stravitelné polysacharidy a 25 % oligo a monosacharidy (Svačina,2008). Hydrolýzou škrobu v GIT člověka je uvolňována glukóza, která se dostává krevním oběhem do tkání, kde je využívána jako zdroj energie nebo uložena v zásobní formě. Škroby se nacházejí zejména v obilovinách a jejich produktech, luštěninách a bramborách. Největší podíl škrobů je v nezralém ovoci a nejmenší v ovoci zralém. Naopak v zelenině se obsah škrobu se zralostí zvyšuje (Svačina, 2008; Velíšek, 2002). Polysacharidy, které nejsou stravitelné enzymy GIT člověka, jsou známy pod pojmem vláknina. Do této skupiny polysacharidů se řadí součásti rostlinné stravy jako je celulóza, hemicelulóza, pektin, tzv. rezistentní škrob (není stravitelný enzymy GIT) a dokonce i některé oligosacharidy. I přesto ale existují polysacharidy z řad vlákniny, které jsou částečně odbourány mikroorganismy tlustého střeva a vzniklé mastné kyseliny s krátkým řetězcem jsou využity enterocyty. Jestliže se tyto mastné kyseliny vstřebají z enterocytů do krve, jsou 11

13 využity jako zdroj energie, avšak jejich energetická hodnota v tomto případě činí pouze přibližně 8,4 kj na gram vlákniny (Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011). Předností vlákniny je její funkce, která se liší podle druhu vlákniny (rozpustná a nerozpustná). Proto by zdrojem vlákniny mělo být jak ovoce a zelenina, tak luštěniny a obiloviny. Vláknina obecně omezuje vstřebávání glukózy, cholesterolu, ale i vitaminů a minerálních látek z GIT do krve. Má také schopnost vázat toxické látky a urychlovat pasáž stolice tlustým střevem, čímž se zabraňuje kontaktu a působení toxických látek na enterocyty tlustého střeva a dochází k jejich snadnějšímu vyloučení z těla (Svačina, 2008). Doporučený denní příjem vlákniny pro dospělého jedince v rámci prevence onemocnění je minimálně 30 g (Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011) Úloha sacharidů Schopnost vykonávat déletrvající zátěž je z velké části dána endogenními sacharidovými zásobami. Kromě toho je důležité zajistit a správně načasovat dostupnost sacharidů před, během a po zátěži. V této kapitole se dozvíme, že většinou nestačí pouze konzumovat sacharidy. Je třeba mít na paměti také význam glykemického indexu a glykemické nálože ve vztahu na možné ovlivnění vytrvalostního výkonu. Glykemický index Po konzumaci potravin dochází ke zvýšení glykémie, přičemž její hladina je dána množstvím a rychlostí vstřebávání glukózy z GIT. Hovoříme o tzv. glykemické odpovědi organismu, jejíž velikost a trvání je závislé na obsahu a typu sacharidů v dané potravině (viz. Obrázek 1). Zvýšení glykémie u zdravého jedince vyvolá tzv. inzulinovou odpověď, kdy dochází k sekreci inzulinu z pankreatu. Inzulin je anabolický hormon, který stimuluje syntézu glykogenu a lipogenezi prostřednictví podpory transportu glukózy hlavně do buněk kosterního svalu, myokardu a do adipocytů. Množství secernovaného inzulinu je závislé na hladině glukózy v krvi a senzitivitě buněk k inzulinu. Intenzita zvýšení postprandiální glykémie (hladina glukózy v krvi po jídle) je velice významná z hlediska inzulinové odpovědi, jelikož při prudkém nárůstu hladiny glukózy v krvi následované prudce zvýšenou sekrecí inzulinu, dochází i k rychlejšímu poklesu glykémie ve srovnání s pozvolnějším nárůstem hladiny glukózy. Tento stav může mít pro sportovce při zátěži neblahý důsledek v podobě hypoglykémie (viz. kapitola 3.1.2). 12

14 Na základě různé glykemické odpovědi organismu na jednotlivé potraviny byl vytvořen tzv. glykemický index potravin (dále jen GI). GI vyjadřuje relativní zvýšení postprandiální glykémie po konzumaci potraviny s určitým obsahem sacharidů ve srovnání s referenční potravinou (cukr nebo bílý chléb) s obsahem stejného množství sacharidů. Vzhledem k tomu potraviny rozdělujeme na potraviny s nízkým GI (<55), se středně vysokým GI (56-70) a s vysokým glykemickým indexem (70-100) (Donaldson et al., 2010; Jeukendrup et al., 2010). Obrázek 1 Znázornění glykemické odpovědi zdravého dospělého člověka (potravina s vysokým GI vs. potravina s nízkým GI) (Školoutová, 2007) Donaldsonová (2010) ve svém vědeckém review udává, že glykemický index není ovlivněn pouze charakterem a složením konzumované potraviny, ale může mít také souvislost s individuální glykemickou odpovědí každého jedince, která je závislá na jeho věku, pohlaví, rase, tělesné hmotnosti a dokonce i trénovanosti, přičemž některé studie toto tvrzení potvrdily, jiné souvislost mezi těmito faktory nenalezly. Navzdory tomu, že první výzkumy zaměřované na GI a sportovní výkon byly provedeny už před téměř 20ti lety, existuje stále mnoho dohadů a nedostatku dat ohledně výhod konzumace potravin s nízkým a vysokým GI pro zvýšení výkonu. 1 (Donaldson et al., 2010). Nicméně podle Donaldsonové (2010) se zdá 1 Despote the fact that the first research on GI and sport performance was carried out nearly 20 years ago, there is still much indecision and a paucity of data the benefits of consuming HGI and LGI CHO to boost performance. 13

15 velmi pravděpodobné, že konzumace potravin s různým GI před, během a po zátěži, ovlivňuje výkon sportovce. Tabulka 2 Ukázka GI jednotlivých potravin (zdroj: Potravina GI Potravina GI Chléb celozrnný 64 Paprika, rajče, listový salát, kořenová zelenina (průměr) 10 Rýže bílá 56 Banán, zralý 51 Těstoviny 61 Banán, nezralý 30 Fazole 40 Jablko 40 Brambory 49 Džus, pomerančový 50 Jogurt, ovocný CocaCola 70 Jogurt, bílý 35 Čokoláda, 70 % kakaa 22 Mléko, polotučné 34 Ořechy (průměr) 20 Mléko, sójové 29 Džem 90 Glykemická nálož Přesnějším ukazatelem změny glykémie po jídle je glykemická nálož. Glykemická nálož je součinem GI a množství sacharidů v dané potravině dělený 100. Jinými slovy glykemická nálož zahrnuje jak glykemický index, tak množství sacharidů v dané potravině. Tento fakt je tím stěžejním rozdílem ve srovnání se samostatným GI a dává nám jasnější představy o tom, jak se mění hladina krevního cukru po konzumaci dané potraviny. V závěru totiž může dojít k většímu zvýšení glykémie i po potravině s nízkým GI, jestliže takovou potravinu sníme ve velkém množství, čímž se zvýší nároky na sekreci inzulinu (Mikletič, 2008). Sledování GI a glykemické nálože potravin někdy hraje ve vytrvalostním běhu významnou roli. A to hlavně z důvodu předcházení hypoglykémie na začátku a v průběhu tréninku či soutěže, která může být vyvolána konzumací potravin s vysokým GI nebo glykemickou náloží těsně před zátěží. Vlivem hypoglykémie následně dochází k rychlejšímu vyčerpání glykogenových zásob za účelem udržení hladiny glukózy v krvi a tím k dřívějšímu nástupu únavy během zátěže (Zavadil, 2006). 14

16 Glykogen Polysacharid živočišného původu zvaný glykogen je chemicky složen z navzájem pospojovaných molekul glukózy. Nachází se v jaterních a svalových buňkách našeho organismu, kde představuje pohotový zdroj glukózy. Játra 70kg muže obsahují až 100 g glykogenu. V porovnání s játry je ve svalech glykogenových zásob méně, ale vzhledem k množství svalové tkáně v našem těle je svalového glykogenu celkově více, a to 300 g. V přepočtu játra ukládají přibližně 1700 kj ve formě glykogenu a svalová tkáň dokonce až 5100 kj. Nicméně množství jaterního glykogenu vystačí pouze na udržování hladin glykémie během nočního lačnění. I přesto, že může být jaterní glykogen absolutně vyčerpán, u zásob svalového glykogenu tomu tak není. V kosterním svalstvu zůstává i po déletrvající zátěži vždy určité minimální množství glykogenu (Velíšek, 2002; Wildman, 2004; Ledvina et al., 2009) Doporučený příjem sacharidů Během vytrvalostního běhu se zásoby glykogenu ve svalech významně snižují a výkon se zhoršuje či je nutné jej úplně přerušit. Abychom předcházeli těmto důsledkům, je velmi důležité dbát na vyváženou stravu s vyšším podílem sacharidů. Sacharidy mezi tréninky/soutěžemi zajišťují doplnění glykogenových zásob po předchozí zátěži a příjem sacharidů během zátěže zajišťuje dostupnost glukózy nejen pro kosterní svaly, ale i pro centrální nervovou soustavu. Tato dostupnost je limitujícím faktorem pro vykonávání déletrvající zátěže (>90 min) (Peinado, 2013). Dunfordová (2010) ve své publikaci uvádí všeobecné doporučení pro vytrvalostní sportovce, které činí 5 g/kg tělesné hmotnosti (dále jen BW 2 ) za den. Nicméně zároveň zmiňuje, že i toto množství sacharidů může být pro vytrvalce nedostatečné. Spíše se jedná o minimální denní příjem pro rizikové skupiny z hlediska nedostatečného příjmu potravy, jakými jsou například sportovci usilující o redukci váhy. Příjmem sacharidů pod 5 g/kg BW se vystavují vysokému riziku velkých ztrát glykogenu, které už nemohou být ani kompenzovány. Je logické, že obecná doporučení se budou pro každého sportovce lišit, obzvláště z hlediska trvání zátěže, její intenzity a frekvence. Proto Dunfordová (2010) rozděluje 2 Z anglického body weight. 15

17 doporučení například dle trénovanosti jedince, kdy při pravidelném vytrvalostním tréninku denní doporučené množství sacharidů činí 7 g/ kg BW. U vysoce trénovaných jedinců se doporučení navyšuje na 8 10 g/kg BW za den. A u ultravytrvalostních sportovců doporučení přesahuje 10 g sacharidů na kilogram tělesné hmotnosti za den. Jiné doporučení denního příjmu sacharidů se vztahuje na délku a frekvenci zátěže, přičemž by se v úvahu měl brát celkový energetický výdej sportovce a jeho další specifika jako je například výkonnost (Peinado, 2013). Tabulka 3 Denní doporučený příjem sacharidů na základě charakteru tréninku (Peinado, 2013) Doba trvání a frekvence zátěže Množství S (g/kg/den) nepravidelná zátěž pod 1 hod hodina zátěže za den až 3 hodiny zátěže denně až 5 hodin zátěže denně 8-12 Pro mnoho sportovců může být obtížné přijímat sacharidy v množství až 12 g/kg BW za den. Například pro 70kg muže by to znamenalo celkem 840 g sacharidů denně. Jestliže to není pro sportovce úplně reálné, doporučuje se toto dodržovat alespoň 2 až 3 dny před závodem. Sportovec běžnou stravu může doplnit iontovými nápoji, sacharidovými tyčinkami apod., aby relativně snadno navýšil množství sacharidů ve stravě a dosáhl tak požadovaného příjmu (Dunford, 2010). 2.2 Proteiny ve výživě vytrvalostního běžce I když jsou proteiny asociovány spíše se silovým tréninkem, i ve vytrvalostním běhu má jejich příjem opodstatnění, které by se nemělo opomíjet. Následující kapitoly více přiblíží postavení proteinů ve výživě vytrvalostního běžce Obecná charakteristika proteinů Základní molekulovou jednotkou proteinů jsou aminokyseliny (AMK). Jedná se o sloučeniny, které mají ve své molekule alespoň jednu primární aminoskupinu (-NH2) a 16

18 karboxylovou skupinu (-COOH). Jednotlivé aminokyseliny se pomocí peptidových vazeb (vazby mezi aminoskupinou jedné AMK a karboxylovou skupinou druhé AMK) spojují v polymery zvané peptidy. Podle počtu AMK rozdělujeme peptidy na oligopeptidy, složené ze 2 10 AMK, a polypeptidy obsahující v molekule AMK. Polymery složené z více jak 100 molekul aminokyselin označujeme jako proteiny. V našem organismu se vyskytuje 20 základních aminokyselin, které jsou známé pod triviálním názvem. Jedná se o glycin, alanin, serin, tyrosin, cystein, kyselinu asparagovou a glutamovou, jejich amidy asparagin a glutamin, dále je to prolin, valin, leucin, isoleucin, fenylalanin, tryptofan, methionin, threonin, lysin, histidin a arginin. Systematických názvů AMK se ve výživě neužívá. V roce 1957 byly aminokyseliny klasifikovány dle tzv. esenciality. Znamená to, že byly rozděleny na aminokyseliny, které si tělo syntetizuje samo (neesenciální AMK) a aminokyseliny, které je nezbytné přijmou v potravě, jinými slovy, tělo si je nedokáže nasyntetizovat (esenciální AMK). Pro dospělého zdravého jedince je esenciálních 8 AMK valin, leucin, isoleucin, fenylalanin, tryptofan, methionin, threonin a lysin. Histidin a arginin jsou aminokyseliny, které si tělo dospělého člověka dokáže vytvořit, ale není tomu tak v kojeneckém a batolecím věku. V tomto případě hovoříme o tzv. semiesenciálních aminokyselinách. Podmíněně esenciální nazýváme ty aminokyseliny, které jsou za fyziologických podmínek sice neesenciální, ale za určitých okolností, jako je například onemocnění jater nebo u předčasně narozených dětí, se mohou i tyto AMK stát esenciálními (např. tyrosin, cystein, prolin) (Velíšek, 2002; Ledvina et al., 2009; Wildman, 2004; Gropper, 2004) Úloha proteinů Pravděpodobně už Řekové tušili, že by se bílkoviny ve výživě neměly podceňovat. Název proteiny totiž pochází z řeckého proteos, které v překladu znamená primární, zaujímající první místo. V lidském těle je struktura a aktivita buněk závislá na proteinech, které tvoří až přes polovinu hmoty buněk. Z toho vyplývá nespočet funkcí proteinů. V první řadě je to funkce strukturální, kdy proteiny představují významnou součást různých membrán. Dále v těle zaujímají funkci enzymů účastnící se chemických reakcí, imunoglobulinů pro imunitní funkce, neurotransmiterů a hormonů pro přenos signálů, nebo jsou součástí jiných molekul 17

19 jako například glykoproteinů, proteoglykanů, lipoproteinů, metaloproteinů apod. Proteiny se také v krevním řečišti a buňkách nacházejí ve volné formě, kde hrají roli transportéra jiných molekul (albumin, transferin) nebo představují tzv. nárazníkové systémy pro udržení acidobazické rovnováhy organismu. V neposlední řadě bílkoviny tvoří dohromady asi 43 % hmoty příčně pruhované kosterní svaloviny a dalších pojivových tkání. Ačkoliv jsou během vytrvalostní zátěže jako zdroj energie přednostně využívány sacharidy a lipidy, i proteiny se v určitém podílu (3 18 % celkového energetického výdeje) tohoto procesu účastní. Znamená to, že dochází k jejich odbourávání (katabolismu). Jak rozsáhlý je tento katabolismus závisí na délce trvání zátěže, její intenzitě, dostupnosti sacharidů během zátěže, celkovém stavu organismu a míře adaptace na vytrvalostní trénink. Jelikož je kosterní svalovina největší zásobárnou proteinů, dochází k jejich odbourávání hlavně tam. Společně se sacharidy je také ve výživě vytrvalostního běžce nutný dostatečný příjem proteinů, a to pro jejich obnovu a tím regeneraci svalové tkáně po zátěži (Gropper, 2004; Dunford, 2010; Wildman, 2004) Doporučený příjem proteinů Příjem proteinů za den by měl činit přibližně 15 % celkového energetického příjmu. Pro běžnou populaci to znamená 0,8 g/kg tělesné hmotnosti za den. U sportovců, obzvláště vytrvalostních, se nároky na energetický příjem až několikanásobně zvyšují, čímž se pochopitelně zvyšuje i potřeba příjmu proteinů. Potřeba bílkovin je také zvýšena během dospívání, u těhotných a kojících žen a v malnutrici (Bernaciková et al., 2013; Maughan et al., 2006). Déletrvající a intenzivní fyzická zátěž často pro vytrvalostního běžce znamená poškození svalové tkáně na mikroskopické úrovni, během čehož dochází k negativní dusíkové bilanci. Znamená to, že odbourávání bílkovin svalové tkáně více či méně převyšuje jejich syntézu. Cílem nutriční intervence je omezit odbourávání proteinů svalové tkáně a minimalizovat tak jeho negativní dopad na organismus a výkonnost sportovce (Wildman, 2004). Dříve se věřilo, že čím více proteinů bude sportovec přijímat, tím lepšího výkonu dosáhne v důsledku nárůstu svalové hmoty. Bylo ale zjištěno, že vysoký příjem bílkovin (nad 2,5 g/kg BW) nevede k další proteosyntéze. Naopak se exponenciálně zvyšuje oxidace proteinů (Burke et al., 2010). Proto se dnes už od takových domněnek upustilo, ale i přesto se odborníci stále jednoznačně neshodnou. 18

20 Tarnopolsky (2004) ve svém review uvádí, že nároky na příjem bílkovin u rekreačních vytrvalostních sportovců, jejichž tréninky se pohybují v nízké až střední intenzitě, se výrazně neliší od běžné populace. Příjem 1 g/kg tělesné hmotnosti za den je u nich dostačující. Pouze vytrvalostní sportovci na výkonnostní a profesionální úrovni by měli dosáhnout denního příjmu bílkovin alespoň 1,6 g/kg BW. Rozdíly jsou také v pohlaví, kdy ženy mají o % nižší potřeby bílkovin než muži (Tarnopolsky, 2004). Jiné publikace uvádějí doporučený příjem bílkovin v rozmezí 1,2 a 1,8 g/kg tělesné hmotnosti s maximem 2 g/kg BW v závislosti na intenzitě a délce zátěže, na věku, pohlaví, trénovanosti a celkovém příjmu energie. Z toho vyplývá, že potřeba bílkovin může být značně individuální. Zároveň také zmiňují, že sportovci jsou schopni běžnou stravou tuto potřebu pokrýt, jelikož se přirozeně navyšuje i celkový energetický příjem. Na druhou stranu riziko nízkého příjmu bílkovin je časté u osob s redukčními dietami (hlavně ženy), vegetariánů a veganů, kteří nejsou o problematice alternativního způsobu stravování dostatečně informováni (Dunford, 2010; Wildman, 2004; Burke et al., 2010). Při navyšování příjmu bílkovin ve stravě je potřeba zohlednit také jejich biologickou hodnotu. Ta závisí na přítomnosti jednotlivých esenciálních aminokyselin a jejich poměru v dané potravině. Esenciální aminokyseliny jsou ty, které si organismus neumí sám syntetizovat a musíme je v určitém množství přijímat ve stravě. Obecně se dá říci, že optimální poměr esenciálních aminokyselin obsahují živočišné potraviny. Na druhou stranu potraviny rostlinného původu mají vždy nějakou limitující aminokyselinu, tzn. vyskytující se v minimálním množství ve srovnání s ideální bílkovinou, kterou je například vaječná bílkovina. Vhodnou kombinací potravin rostlinného původu však lze dosáhnout vyrovnaného spektra esenciálních aminokyselin (Ledvina et al., 2009; Maughan et al., 2006). 2.3 Lipidy ve výživě vytrvalostního sportovce Ačkoliv jsou pro vytrvalostního běžce zásoby lipidů v organismu během zátěže prakticky nevyčerpatelný zdroj energie, obecně se sportovci na tuky ve výživě příliš nezaměřují. Často to vyplývá z obav zvýšení tělesné hmotnosti. Kromě toho potenciál lipidů z hlediska zvýšení výkonnosti, oproti sacharidům, není úplně objasněn (viz. kapitola 3.2). V následujících odstavcích se zaměřím na biochemickou stránku lipidů a jejich význam ve výživě člověka. 19

21 2.3.1 Obecná charakteristika lipidů Lipidy jsou sloučeniny různorodé struktury, jejichž společnou složkou jsou vyšší mastné kyseliny a alkoholy a společnou vlastností je hydrofobnost. V našem těle představují nejbohatší zdroj energie (z 1 g lipidů se získá přibližně 38 kj). Fyziologicky nejvýznamnější jsou volné mastné kyseliny, triacylglyceroly, fosfolipidy, cholesterol a jeho estery. Tyto lipidy mohou v těle tvořit komplexy s jinými molekulami, např. lipoproteiny, glykolipidy atd. (Holeček, 2006; Ledvina et al., 2009; Velíšek, 2002; Burke et al., 2010). Mastné kyseliny (MK) ve výživě rozdělujeme na nasycené (SFA), mononenasycené (MUFA), polynenasycené (PUFA) a transnenasycené mastné kyseliny (TFA). Nenasycené MK, na rozdíl od nasycených, obsahují v molekule alespoň jednu dvojnou vazbu. Zdrojem těchto mastných kyselin jsou převážně rostlinné produkty (oleje, ořechy, semena apod.) a ryby. Existují nenasycené MK, které si náš organismus není schopen nasyntetizovat, tudíž se považují za esenciální. Konkrétně se jedná o kyselinu linolovou, z řad ω-6, a kyselinu α-linolenovou řadící se mezi ω-3 nenasycené MK. Podmíněně esenciálními kyselinami se pak stávají deriváty těchto nenasycených MK kyselina arachidonová vznikající z kyseliny linolové a kyselina eikosapentaenová a dokosahexaenová vznikající z α-linolenové kyseliny. I tyto mastné kyseliny mají velmi významnou úlohu v lidském organismu (viz. kapitola 2.3.2). Nasycené mastné kyseliny jsou při jejich nadměrném příjmu ve výživě spojovány s kardiovaskulárním onemocněním a obezitou. Jejich zdrojem ve stravě jsou hlavně živočišné produkty (maso, mléko a mléčné výrobky, vnitřnosti). Triacylglyceroly (TAG) představují estery glycerolu a mastných kyselin. V těle se lipidy nejvíce ukládají právě ve formě triacylglycerolů v adipocytech, játrech a částečně v kosterním svalstvu. V této formě představují obrovský zásobní zdroj energie, ze kterého se během lipolýzy uvolňují mastné kyseliny a glycerol. Ze stravy přijímáme lipidy až z 95 % ve formě triacylglycerolů. Cholesterol a jeho estery řadíme mezi takzvané steroly. Jejich společným rysem je steroidní skelet v molekule. Ve stravě a v našem těle můžeme cholesterol nacházet jako volný (neesterifikovaný) nebo vázaný s mastnými kyselinami (esterifikovaný). Zdrojem cholesterolu jsou pouze živočišné tkáně, nicméně existují i rostlinné steroly, které jsou strukturně velmi podobné cholesterolu (Holeček, 2006; Gropper, 2004; Dunford, 2010; Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011). 20

22 2.3.2 Úloha lipidů Ačkoliv tuky představují při jejich nadměrném příjmu určité zdravotní riziko (kardiovaskulární onemocnění, dyslipoproteinémie apod.), určité množství tuků ve stravě je nezbytné pro správné fungování organismu. Lipidy jsou totiž velmi důležitou komponentou membrán a jiných buněčných struktur. Esenciální mastné kyseliny jsou prekurzory nezbytných látek zvaných eikosanoidy (prostacykliny, prostaglandiny, tromboxany, leukotrieny) účastnících se imunitních reakcí či například krevního srážení. Cholesterol je také důležitou výchozí látkou pro vznik žlučových kyselin, steroidních hormonů a vitaminu D. Tuky hrají roli i v ochraně orgánů před fyzikálním poškozením a tepelně je izolují. Nedostatečný příjem tuků ze stravy by mimo jiné znamenal omezení vstřebávání lipofilních vitaminů, což by vedlo k dalším poruchám organismu vyplývajícím z nedostatku těchto vitaminů. Z výživového hlediska vytrvalostních sportovců je důležitým faktem to, že jsou tuky hlavním zdrojem energie během déletrvající zátěže. Při takové zátěži získává organismus energii převážně díky aerobnímu metabolismu tuků (β-oxidace mastných kyselin). Dunfordová (2010) ve své publikaci uvádí, že v klidu z tuků čerpáme až 85 % celkové energie, při vytrvalostní zátěži je to kolem 60 %. Na tyto hodnoty se ale musíme dívat z hlediska celkové spotřeby energie. Je samozřejmé, že během vytrvalostní zátěže bude spotřeba celkové energie za hodinu mnohem vyšší, to znamená, že i 60% spotřeba energie z tuků je vyšší než v klidovém stavu. Navíc jsou trénovaní jedinci ve výhodě, protože v rámci jejich adaptace (např. zvýšení počtu mitochondrií ve svalových buňkách, kde probíhá β- oxidace MK) na aerobní zátěž dochází k lepšímu využití tuků jako zdroje energie. Drobné rozdíly jsou u vytrvalostně trénovaných žen, které jsou schopny při zátěži získávat o něco více energii z tuků na úkor bílkovin než muži (Dunford, 2010; Dobšák et al., 2009). Zásoba tuků v těle, zahrnující TAG v tukové tkáni, ve svalech a v plazmě, u průměrného dospělého muže činí až 15 kg, což představuje 585 MJ. Vytrvalostní běžci mají toto množství často velmi zredukováno, i přesto je obsah tuků stále dostačující pro zvládnutí několikahodinové zátěže (Holeček, 2006; Horowitz et al., 2000). 21

23 Tabulka 4 Účinky eikosanoidů odvozených z esenciálních mastných kyselin (Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011) Eikosanoidy odvozené z ω-3 mastných kyselin Eikosanoidy odvozené z ω-6 mastných kyselin Vasodilatační účinky Inhibice krevního srážení Protizánětlivé účinky Vasokonstrikční účinky Podpora krevního srážení Prozánětlivé účinky Doporučený příjem lipidů Doporučený denní příjem tuků dle Společnosti pro výživu je do 30 % celkového energetického příjmu, z toho nasycené mastné kyseliny by měly tvořit maximálně 10 %, polynenasycené 7 % a mononenasycené 12 % celkového energetického příjmu. Tyto hodnoty platí pro běžnou populaci s nízkou až středně těžkou zátěží. Vytrvalostní běžci mohou toto doporučení navýšit až o 5 %, díky čemuž nemusí docházet k celkovému zvýšení objemu přijaté stravy. Pravdou ale je, že sportovci se často zaměřují hlavně na příjem sacharidů a bílkovin a tuky mohou být opomíjeny. Nedostatečný příjem tuků může také nastat u jedinců, kteří se z nějakých důvodů snaží redukovat svou hmotnost (Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011; Dunford, 2010; Wildman, 2004). Dunfordová (2010) vyjadřuje potřebu tuků pro sportovce v gramech na kilogram hmotnosti. Postačující je většinou příjem 1 g/kg/den. U vytrvalostních běžců v období vysoké tréninkové zátěže (vícefázové či déletrvající tréninky) se může potřeba tuků na den zvýšit až na 2 3 g/kg BW. 2.4 Mikronutrienty ve výživě vytrvalostního sportovce Mikronutrienty jsou organické či anorganické látky, které naše tělo vzhledem k potřebě makronutrientů potřebuje ve velmi malém množství. Řadíme mezi ně vitaminy, minerální látky a stopové prvky. Jelikož jsou to esenciální látky a organismus si je nedovede syntetizovat, musíme je přijímat ve stravě (Maughan et al., 2006; Burke et al., 2010; Wildman, 2004). 22

24 2.4.1 Úloha mikronutrientů Vitaminy, stejně jako minerální látky, jsou chemické sloučeniny potřebné pro udržování homeostázy organismu. Deficity těchto látek projevující se různými typy onemocnění byly zcela běžné ještě v 19. století. Dnes, díky suplementaci, fortifikaci a dostupnosti potravin různého druhu, je incidence onemocnění z deficitu mikronutrientů v průmyslových zemích minimální (Kerksick, 2012). Vitaminy klasifikujeme dle jejich rozpustnosti do dvou skupin hydrofilní (rozpustné ve vodě) a lipofilní (rozpustné v tucích). Hydrofilní vitaminy, mezi které se řadí vitaminy skupiny B, vitamin C a kyselina listová, se lépe vstřebávají z lumen střeva a při jejich nadbytku v těle jsou snadno vylučovány močí. Na druhou stranu vitaminy rozpustné v tucích (vitamin A, D, E, K) potřebují pro své vstřebávání přítomnost tuků a v těle vytváří depa, která mohou znamenat riziko toxicity při jejich nadměrnému příjmu (Kerksick, 2012). Základní funkce jednotlivých vitaminů, jejich doporučený příjem pro dospělé jedince běžné populace a potravinové zdroje jsou znázorněny v tabulce 5. Tabulka 5 Funkce, doporučený příjem a potravinové zdroje vitaminů (Kerksick, 2012; Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011; Maughan et al., 2006) VITAMIN DOPORUČENÝ PŘÍJEM FYZIOLOGICKÉ FUNKCE POTRAVINOVÉ ZDROJE Metabolismus retinalu (vidění) Játra, vaječný A Retinol 0,8 1 mg/den Antioxidant Podpora genové exprese (vliv na růst, imunitní funkce, tvorbu žloutek, mléčné výrobky, zelenina a ovoce (β-karoten) erytrocytů) Regulace homeostázy vápníku tučné ryby (makrela, D kalciferol 5 μg/den Metabolismus fosfátů Vliv na imunitní systém Prevence kancerogeneze a sleď, losos), rybí tuk, játra, fortifikované kardiovaskulárních onemocnění margaríny a mléko E tokoferol mg/den antioxidant rostlinná semena a oleje (řepkový, slunečnicový), 23

25 ořechy, margarín Podpora krevního srážení listová zelenina, Podpora biosyntézy proteinů mléko a mléčné K μg/den v plazmě, kostech a ledvinách (př. výrobky, vejce, osteokalcin) maso, obiloviny, ovoce B1 thiamin 1 1,2 mg/den Metabolismus sacharidů a proteinů (energetický metabolismus) maso, játra, celozrnné produkty, luštěniny, brambory Metabolismus lipidů, sacharidů a mléko, mléčné B2 riboflavin 1,2 1,4 mg/den proteinů (energetický metabolismus) součást výrobky, maso, ryby, vejce, koenzymů celozrnné produkty B3 Niacin Vitamin PP mg/den Metabolismus lipidů, sacharidů a proteinů (energetický metabolismus) součást koenzymů maso, vnitřnosti, ryby, mléko, vejce, celozrnné výrobky, brambory Metabolismus aminokyselin obiloviny, luštěniny, B6 pyridoxin 1,2 1,5 mg/den (syntéza) Ovlivnění funkcí nervového maso, zelenina, brambory, banány systému a imunitních funkcí B5 Energetický metabolismus obiloviny, luštěniny, Kyselina 6 mg/den (součást koenzymu A) maso, játra, ryby, pantotenová mléko Glukoneogeneze játra, sója, vaječný B7 biotin μg/den Syntéza mastných kyselin Odbourávání esenciálních žloutek, ořechy, obiloviny, luštěniny, aminokyselin žampiony B9 Kyselina listová 400 μg/den Buněčné dělení (rychle se dělící buňky erytrocyty, buňky imunitního systému, enterocyty apod.) listová zelenina, rajčata, okurky, obiloviny (klíčky), brambory, maso, 24

26 játra, mléko, mléčné výrobky, vejce Metabolismus kyseliny listové živočišné potraviny B12 3 μg/den Dělení buněk (př. erytrocyty) (játra, maso, ryby, vejce, mléko) Antioxidant ovoce (černý rybíz, Syntéza kolagenu angrešt, citrusové C 100 mg/den Vliv na imunitní funkce plody, zelenina (paprika, brokolice, rajčata), brambory Mezi minerální látky zařazujeme makroelementy (sodík, draslík, vápník, fosfor, hořčík, chlor a síra), jejichž denní potřeba pro dospělého člověka převyšuje 50 mg, a stopové prvky (železo, jód, fluór, zinek, měď, chrom, mangan, selen, molybden, kobalt a nikl), které jsou často pro organismus potřebné jen v řádech mikrogramů, ale experimentálně stanovené množství činí do 50 mg za den (Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011; Burke et al., 2010). Minerální látky mají v organismu významnou biologickou funkci. Často jsou součástí enzymů či kofaktorů enzymů, podílí se na udržování homeostázy, účastní se svalové kontrakce či ve formě anorganických sloučenin představují stavební složky tkání (viz. Tabulka 6) (Maughan a Burke 2006; Wildman 2004; Burke a Deakin 2010). Tabulka 6 Funkce, doporučený příjem a potravinové zdroje vybraných minerálních látek (zdroj: Deutsche Gesellschaft fu r Erna hrung, 2011; Burke et al., 2010) MINERÁLNÍ LÁTKA DOPORUČENÝ PŘÍJEM FUNKCE V ORGANISMU POTRAVINOVÉ ZDROJE Udržování acidobazické Přirozeně téměř ve rovnováhy, osmotického tlaku a všech potravinách, Sodík (Na) 550 mg/den membránového potenciálu (regulace mnoha fyziologických sůl a solené potraviny funkcí) Součást trávících šťáv 25

27 Udržování acidobazické Přirozeně téměř ve Chlorid (Cl) 830 mg/den rovnováhy Součást trávicích šťáv všech potravinách, sůl a solené potraviny Draslík (K) mg/den Udržování acidobazické rovnováhy Rostlinné potraviny Nervový systém Mléko, mléčné Kontrakce svaloviny výrobky, zelenina Srážení krve (brokolice, květák, Vápník (Ca) mg/den Stavební složka tvrdých tkání kapusta, fenykl, (kosti, zuby) pórek), tvrdá voda, některé minerální vody Součást buněčných membrán, Přirozeně ve všech Fosfor (P) 700 mg/den nukleových kyselin a makroergních sloučenin (př. potravinách ATP) Kofaktor enzymů Celozrnné výrobky, Syntéza nukleových kyselin mléko, mléčné Hořčík (Mg) mg/den Mineralizace kostí výrobky, játra, Činnost membrán maso, ryby, ořechy Svalová kontrakce (mandle) Kofaktor enzymů Maso (hemové Fe), Syntéza hemoglobinu a zelenina, obiloviny Železo (Fe) mg/den myoglobinu (nehemové Fe) Antioxidační funkce Součást hormonů štítné žlázy Mořské ryby, Jód (I) 200 μg/den (syntéza) jodovaná sůl, mléko, vejce Kofaktor enzymů Maso, mléko, sýry, Zinek (Zn) 7 10 mg/den Vliv na imunitní systém vejce, celozrnné Antioxidační funkce výrobky 26

28 Antioxidační funkce Maso, ryby, vejce, Selen (Se) μg/den Vliv na imunitní systém obiloviny (závisí na obsahu Se v půdě) Kofaktor a součást enzymů Obiloviny, Antioxidační funkce vnitřnosti, ryby, Měď (Cu) 1 1,5 mg/den ořechy, kakao, čokoláda, káva, čaj, pitná voda Potřeba mikronutrientů Vytrvalostní sportovci mají zvýšený obrat energie, čímž se zvyšuje i potřeba mikronutrientů. Je také známo, že i malý deficit může u sportovců znamenat snížení výkonnosti, ačkoliv u lidí se sedavým způsobem života se tyto drobné nedostatky nemusí vůbec projevit. Jaká je tedy potřeba vitaminů a minerálních látek u sportovců a zda zvýšený příjem mikronutrientů podporuje výkonnost a regeneraci, přiblíží následující kapitoly (Kerksick, 2012; Wildman, 2004) Vitaminy Kerksick (2012) ve své publikaci shrnuje několik studií, na základě kterých je evidentní, že potřeba některých vitaminů u sportovců s vysokou dávkou zatížení je ve srovnání s běžnou populací opravdu zvýšena. Doposud ale tyto studie nebyly schopny stanovit konkrétní množství, které by nahradily ztráty vitaminů u vytrvalostních sportovců. Zároveň s tím je třeba brát v úvahu nutnost stanovení jakési horní bezpečné hranice příjmu vitaminů, protože především vitaminy rozpustné v tucích jsou spojovány s rizikem toxicity při jejich dlouhodobém nadměrném užívání (Maughan et al., 2006; Wildman, 2004). Potřeba vitaminů je dána jejich zvýšenou ztrátou potem, močí a pravděpodobně i stolicí, jejich vyšším využitím v metabolických pochodech při fyzickém zatížení a nadměrnou tvorbou volných radikálů v důsledku zvýšené spotřeby kyslíku. Konkrétně se jedná o vitaminy skupiny B, které se účastní hlavně metabolismu tuků, sacharidů a proteinů a vitaminy s antioxidačními vlastnostmi (C, E, A). Nedostatek vitaminu C je navíc spojován se zvýšenou incidencí zánětu horních dýchacích cest u sportovců. Na základě těchto informací 27

29 vznikla hypotéza, že suplementace určitých vitaminů může zvýšit výkonnost sportovce či mít protektivní účinek z hlediska oxidačního stresu. Tato domněnka však nebyla studiemi doposud dostatečně prokázána. Naopak se hovoří o tom, že pestrá vyvážená strava odpovídající energetickému výdeji sportovce stačí na pokrytí zvýšené potřeby vitaminů i minerálních látek. Suplementace je opodstatněná pouze v případě, kdy má sportovec prokázané deficity či sportovce čeká náhlé zvýšení tréninkové zátěže (přechod na vícefázové tréninky, začátek intenzivního tréninkového cyklu apod.) (Wildman, 2004; Burke et al., 2010; Kerksick, 2012; Maughan et al., 2006). Kerksick (2012) například ve své publikaci uvádí, že suplementace antioxidanty (vitamin E a C) 4 týdny před extrémní několikadenní zátěží a během ní redukuje oxidační stres vzniklý v důsledku zatížení a podporuje regeneraci po sportovní zátěži. Co se týká vzniku volných radikálů a vysokého oxidačního stresu vlivem fyzické zátěže, významnou roli zde hraje adaptace sportovce na trénink. Bylo prokázáno, že pravidelný trénink zvyšuje aktivitu enzymatických a neenzymatických antioxidačních mechanismů v organismu ve srovnání s běžnou populací. Jestliže jsou antioxidanty užívány neuváženě, může dojít k narušení této adaptace a dokonce mohou významně zasáhnout do fyziologických funkcí volných radikálů (př. význam volných radikálů v imunitních procesech organismu) (Kerksick, 2012; Maughan et al., 2006; Urso et al., 2003) Minerální látky a stopové prvky Obdobně jako u vitaminů, i u minerálních látek a stopových prvků se může potřeba zvýšit. Během zátěže ztrácíme potem hlavně sodík a chloridy. Při nedostatečné kompenzaci těchto ztrát v kombinaci s velmi intenzivním a déletrvajícím tréninkem může docházet ke zdravotním potížím (viz. kapitola 2.5). Významné ztráty potem jsou také zaznamenány u hořčíku a zinku. V případě hořčíku se jedná o 10 20% zvýšení potřeb, u zinku je to dokonce až 40% zvýšení oproti běžné populaci. Nicméně tyto závěry je třeba interpretovat s opatrností, protože míra pocení a složení potu je u každého jedince velmi individuální (Burke et al., 2010). Železo (Fe) se mimo jiné podílí na přenosu kyslíku do tkání. Jeho nedostatek (anemie z deficitu železa) se může negativně projevit na výkonnosti. Sportovci jsou často spojováni s rizikem nedostatku Fe přibližně % vytrvalostně trénovaných žen a 4 13% mužů trpí deficitem Fe (Kerksick, 2012). Příčina tkví ve ztrátách železa, které převyšují jeho příjem 28

30 ve stravě. Riziko nedostatku železa je vyšší u žen v reprodukčním věku vlivem ztrát krve během menstruace, u těhotných a u dětí v růstu (Maughan et al.,2006). Sodík, draslík a chlorid jsou elektrolyty, které se podílejí na udržování homeostázy organismu, znamená to, že mají vliv na regulaci hydratace organismu a udržování ph vnitřního prostředí. Navíc přispívají ke správným funkcím svalového a nervového systému. K významným ztrátám, obzvláště sodíku, dochází pocením při déletrvající fyzické zátěži. K adekvátní náhradě těchto ztrát slouží iontové nápoje obsahující mmol/l sodíku (viz. kapitola 2.5). Draslík a chloridy se ztrácejí v minimálním množství, jejich potřeba je snadno doplněna i z běžné stravy nebo prostřednictvím iontových nápojů (Kerksick, 2012; Maughan et al., 2006; Bernaciková et al., 2013). Postoj odborníků k suplementaci minerálních látek u vytrvalostních sportovců je stejný jako u suplementace vitaminů. Na základě studií se domnívají, že zdravý sportovec je schopen zvýšené potřeby mikronutrientů pokrýt vyváženou stravou odpovídající jeho energetickému výdeji. Suplementace je oprávněná v případě, že jsou u sportovce prokázané deficity či z jakéhokoliv důvodu je jeho energetický příjem nedostačující. Důraz se klade jedině na doplňování sodíku před, během a po vytrvalostní zátěži, jehož akutní nedostatek může vyvolat závažné zdravotní komplikace (Kerksick, 2012; Wildman, 2004; Burke et al., 2010; Bernaciková et al., 2013; Maughan et al., 2006). 2.5 Pitný režim u vytrvalostních běžců Déletrvající (> 2 hod) vytrvalostní běh v důsledku dlouhodobého pocení představuje pro organismus z hlediska homeostázy tělesných tekutin a elektrolytů velkou zátěž. Jestliže nejsou zvoleny správné postupy pro kompenzaci a obnovení těchto ztrát před, během a po tréninku/soutěži, nastávají potíže v podobě snížení výkonnosti, v horším případě závažnějších zdravotních komplikací Vliv vytrvalostní zátěže na hydrataci organismu Během fyzického zatížení vykonávají svaly práci, při které je produkováno vysoké množství tepla. Toto teplo je odváděno krví protékající svalovou tkání dále do krevního oběhu, čímž dochází k postupnému zvyšování teploty tělesného jádra. Existuje několik 29

31 mechanismů, kterými se tělo vypořádává se zvyšováním teploty. Pokud jsou tyto mechanismy z nějakého důvodu nedostačující, dochází k přehřátí organismu neboli k úpalu. Během fyzické zátěže je pocení tím hlavním prostředkem k odvádění tepla z organismu. Pocením se však ztrácí i voda a elektrolyty a jestliže nekompenzujeme tyto ztráty dostatečně, dochází k dehydrataci organismu (Maughan et al., 2010; ACSM, 2007; Silbernagl et al., 2004). Dehydratace je stav, který vzniká v důsledku vysokých ztrát hypotonického potu, což se často děje při déletrvající fyzické zátěži (vytrvalostní sporty), obzvláště v horkém počasí. Zvyšováním teploty tělesného jádra a vlivem dehydratace dochází ke změně fyziologických funkcí a snížení výkonnosti. Nadměrnou ztrátou tělesné vody se snižuje objem krve v krevním řečišti, je omezen průtok krve kůží, snižuje se systolický srdeční výdej. V odpovědi na tyto reakce se zvyšuje tepová frekvence, utilizace glykogenu, jsou ovlivněny metabolické funkce a pravděpodobně i centrální nervová soustava. Nastupuje únava a neschopnost pokračovat v zátěži. Společně s tím může být snížena i koncentrace iontů v krvi, což může být příčinou ještě závažnějších zdravotních důsledků (Casa et al., 2010; Maughan et al., 2010; ACSM, 2007). U vytrvalostních běžců je velmi častou komplikací při fyzické zátěži hyponatremie (nízká koncentrace sodíku v krvi <130 mmol/l), která je vyvolaná déletrvající nadměrnou ztrátou potu a současným příjmem hypotonických tekutin (voda, hypotonické iontové nápoje). Při hyponatremii se objevují symptomy jako je bolest hlavy, nevolnost, zmatenost, vyčerpání apod. V těch horších případech (koncentrace sodíku pod 120 mmol/l) může nastat otok mozku a koma (ACSM, 2007). Míra pocení a ztráty vody a elektrolytů nezávisí pouze na typu fyzické zátěže (intenzita, doba trvání), roli hrají také faktory vnějšího prostředí (teplota, vlhkost), aklimatizace sportovce na prostředí, ale i to, jak je oblečený. Kromě toho se množství ztrát potu liší v závislosti na pohlaví, věku a trénovanosti jedince (Maughan et al., 2010; ACSM, 2007) Doporučený příjem tekutin V důsledku velkých interindividuální rozdílů sportovců a ne vždy stejných podmínek pro vykonávání fyzické zátěže, nemohou být stanovena jednotná doporučení týkající se vhodného pitného režimu pro dosažení adekvátní hydratace organismu. Obecně se však má za to, že cílem strategie pitného režimu při vytrvalostním zatížení je nepřekročit 2 % ztrát tělesných tekutin. Vyšší ztráty představují pro sportovce nástup únavy a pocit vyčerpání. Proto je 30

32 důležité dbát na správné doplňování tekutin už během přípravného období na trénink či závod (Maughan et al., 2006; Casa et al., 2010; ACSM, 2007; Goulet, 2013; Bernaciková et al., 2013). Normohydratace neboli euhydratace je ideální stav představující optimální množství tekutin v organismu, ve kterém by měl sportovec zahajovat zatížení (ACSM, 2007; Bernaciková et al., 2013). Někteří sportovci experimentují s hyperhydratací organismu před zátěží, které dosáhnou příjmem nadměrného množství tekutin, často hypertonických nebo s obsahem glycerolu, které vážou vodu a zadržují ji v organismu. Odpovědí organismu je zvýšená produkce moči, která je ale během fyzického zatížení redukována, což vyvolá riziko vzniku diluční hyponatremie. Jinými slovy dochází ke zředění krve a snížení koncentrace sodných iontů v plazmě. I přes tyto negativní závěry se zdá, že hyperhydratace může oddálit vznik dehydratace během zatížení (ACSM, 2007). American college of sports medicíně (ACSM) (2007) stanovila doporučený příjem tekutin v množství 5 7 ml/kg tělesné hmotnosti alespoň 4 hodiny před sportovním zatížením. Při snížené produkci moči a v závislosti na toleranci každého jedince, je možné vypít další tekutiny v množství 3 5 ml/kg tělesné hmotnosti 2 hodiny před zátěží. Pro podporu retence tekutin v organismu a stimulaci žízně je vhodné doplnit nápoj o sodík v množství mmol/l ( mg/l) (Bernaciková et al., 2013; Jeukendrup, 2011; ACSM, 2007). Během vytrvalostní zátěže dochází k dlouhodobému pocení a tím k nadměrným ztrátám vody z organismu, což například u maratónského běžce znamená 2 litry i více v závislosti na podmínkách a dalších faktorech výše zmíněných (Maughan et al., 2006). Tyto ztráty je potřeba během zátěže průběžně kompenzovat. Na základě mnoha studií se udává, že při vytrvalostní zátěži delší než 1 hodinu je vhodnější příjem tekutin obsahujících sacharidy a elektrolyty (hlavně sodík) než příjem čisté vody (von Duvillard et al., 2004; Maughan et al., 2010). Popíjení těchto nápojů pomáhá udržet bilanci tekutin a elektrolytů a šetřit glykogenové zásoby (ACSM, 2007). Nejnovější strategií pro příjem tekutin během zátěže je popíjet dle libosti od 400 ml po 800 ml tekutin za hodinu, tzn. řídit se pocitem žízně, přičemž koncentrace sacharidů (maltodextriny, glukóza, fruktóza, sacharóza) v nápoji by měla být 6-8 % a koncentrace sodíku mmol/l (Bernaciková et al., 2013; ACSM, 2007; Jeukendrup, 2011). Současně s tím je třeba brát na vědomí, že denzita nápoje, tzn. koncentrace sacharidů v nápoji, ovlivňuje rychlost vyprazdňování žaludku a tím dostupnost glukózy. Čím vyšší je koncentrace sacharidů v nápoji, tím pomalejší je vyprazdňování žaludku. Kromě toho příliš vysoký obsah 31

33 sacharidů v nápoji může mít paradoxně z hlediska hydratace organismu opačný efekt. Přítomnost vysokého množství sacharidů ve střevě totiž stimuluje sekreci vody, která se tak dostává z cévního řečiště do lumen střeva. Proto je potřeba zvážit na základě typu podstupované fyzické zátěže, zda je prioritou doplňováním tekutin zvýšit dostupnost sacharidů nebo podpořit hydrataci organismu (Bernaciková et al., 2013; ACSM, 2007; Jeukendrup, 2011; Maughan et al., 2006). Vzhledem k obrovským rozdílům v míře pocení mezi sportovci je nejjednodušší cestou, jak odhadnout ztrátu tekutin, zvážit se před zátěží a po zátěži. Rozdíl v hmotnosti po zátěži představuje ztrátu tekutin během zátěže. Na základě toho může sportovec nastavit postupy příjmu tekutin během tréninku či soutěže tak, aby nedocházelo k příliš vysoké míře dehydratace. Odhad ztrát elektrolytů je již poněkud složitější. Po zátěži, během zotavovací fáze, je obnovení ztrát tekutin a elektrolytů stejně tak důležité jako obnovení ztrát makronutrientů. Jestliže sportovce nečeká v nejbližších 12ti hodinách další tréninková či závodní jednotka, většinou není problém tyto ztráty nahradit bez nadměrného příjmu tekutin během krátké chvíle. Sodík a další elektrolyty jsou obvykle dostatečně nahrazovány ze stravy. Pokud ale sportovec nemá tak dlouhou dobu na zotavení po předchozí zátěži, je doporučeno doplnit 150 % ztracených tekutin. Znamená to, že na každý ztracený 1 kg tělesné hmotnosti je potřeba doplnit 1,5 l tekutin s obsahem sodíku mmol/l ( mg/l). Při neporušené funkci ledvin je přebytek vody a soli v těle vyloučen močí. Pokud sportovci dělá potíž přijmout takové množství sodíku v nápoji, alternativou může být příjem sodíku ze stravy (přisolení, potraviny s vyšším obsahem Na či NaCl apod.) (ACSM, 2007; Maughan et al., 2010; Bernaciková et al., 2013; Kerksick, 2012). 3 Energetické potřeby vytrvalostních běžců Ultravytrvalostní běh je z hlediska potřeby živin velmi specifická fyzická zátěž. Několikahodinový trénink či závod zvyšuje potřebu energetického příjmu alespoň dvojnásobně. Výživa však pro vytrvalostního sportovce neslouží pouze pro doplnění energetických zásob po zátěži, ale je důležitá také pro podporu imunitních funkcí organismu, procesu hojení a obnovu svalové tkáně. V této kapitole bych chtěla přiblížit problematiku energetické potřeby vytrvalostních a ultravytrvalostních sportovců, správné načasování příjmu živin a jejich význam ve výživě před, během a po zátěži. 32

34 3.1 Energetická potřeba před tréninkem nebo soutěží Jídlo konzumované před zátěží, ať už se jedná o trénink či závod, je součástí prevence brzkého nástupu únavy a vyčerpání během déletrvající fyzické zátěže. Je však důležité správné načasování konzumace stravy, stejně tak i výběr vhodných potravin. Základními pravidly je vybírat potraviny s nízkým obsahem tuků a vlákniny pro snadnější vyprazdňování žaludku a vyhnout se tak gastrointestinálním potížím během zátěže. Dále je nutné zvolit potraviny s vyšším obsahem sacharidů pro udržení glykémie během zátěže a doplnění glykogenových zásob a potraviny s nižším obsahem proteinů, které se náročněji tráví. K tomu všemu je nutné brát v úvahu individuální toleranci každého sportovce (ACSM, 2009). Ačkoliv se diskutuje o významu příjmu bílkovin před zátěží z hlediska podpory endogenní proteosyntézy během a po zátěži, nejdůležitější roli výživy před zátěží, jak je naznačeno výše, představují hlavně sacharidy. Proto se v této kapitole budu zaměřovat na jejich úlohu ve výživě před zátěží, správné načasování jejich příjmu, tzv. timing, a jaké zvolit množství, abychom předešli možným hypoglykémiím a únavě během zátěže Sacharidová superkompenzace Principem sacharidové superkompenzace je navýšení glykogenových zásob ve svalech až na dvojnásobnou hodnotu. Této metody se vyplatí využívat pouze při dlouhých vytrvalostních výkonech (zátěž trvající déle jak 90 minut) (Dunford, 2010). Kdysi se pro zvětšení obsahu glykogenu ve svalech používala poněkud drastická metoda. Sportovci 3 dny drželi nízkosacharidovou dietu, kterou kombinovali se zátěží vysokého objemu a intenzity, čímž se dosáhlo vyčerpání glykogenových zásob až na 5% původní hodnoty. Následovaly 3 dny vysocesacharidové diety (až 90% celkového příjmu energie či nad 8 g/kg tělesné hmotnosti) s minimálním fyzickým zatížením. Nevýhodou těchto postupů byly časté hypoglykémie, únava a podráždění, což vedlo k negativnímu ovlivnění následujícího výkonu. Dnes už je známo, že k dosažení stejného výsledku není potřeba tak razantně snižovat množství sacharidů v dietě. Doporučuje se první 3 dny dodržovat dietu se sníženým obsahem sacharidů (50% celkové energetické hodnoty či 4 5 g/kg tělesné váhy) a vykonávat zátěž o vysoké intenzitě a objemu. Následující 3 dny se sacharidy v dietě navyšují až na 10 g/kg tělesné hmotnosti a fyzická zátěž se omezuje (Wildman, 2004; Dunford, 2010; Vilikus et al., 2012). 33

35 Navýšení glykogenových zásob v kosterních svalech zajistí dostupnost endogenních sacharidů během výkonu po delší dobu. Oddálí se tak fyzické vyčerpání způsobené snížením glykogenových zásob (Dunford, 2010; Vilikus et al., 2012; Wildman, 2004). Je však třeba poznamenat, že navýšení glykogenových zásob ve svalech, nemusí vždy znamenat zlepšení výkonu. Například Jeukendrup (2011) ve svém článku hovoří o studii, která tento fakt potvrzuje. Respondenti navýšili příjem sacharidů z 10 g/kg BW na 13 g/kg/den, čímž dosáhli zvýšení glykogenových zásob ve svalech, na zlepšení výkonu se to však neprojevilo Obecná doporučení pro příjem sacharidů Důvodem, proč se řeší množství přijatých sacharidů ve stravě a jejich načasování, je riziko vzniku hypoglykémie bezprostředně po zahájení zátěže. Existuje nespočet studií, které se touto problematikou zabývají. Principiálně jde o to, že příjem sacharidů vyvolává určitou glykemickou a inzulínovou odpověď organismu. Čím vyšší tato odpověď bude, v důsledku vysokého příjmu sacharidů, tím rychlejší bude také pokles glykémie, která se může dostat až pod hodnotu 3,5 mmol/l krve (hypoglykémie). Kromě toho hyperinzulinémie inhibuje lipolýzu a znesnadňuje tak využití energie z tuků a podpoří rychlejší depleci glykogenu (Jeukendrup et al., 2010). Z těchto důvodů bychom se měli na příjem sacharidů před zátěží dívat ze tří hledisek, a to je jejich množství, správné načasování a glykemický index. Množství sacharidů ve stravě před zátěží Na výživu před zátěží se můžeme dívat z hlediska dlouhodobého a krátkodobého. V případě, že se jedná například o důležitý vytrvalostní závod, je nezbytně nutné myslet na stravu už alespoň tři dny před závodem. Sportovec by měl navýšit příjem sacharidů dle individuálních potřeb, popřípadě může využít tzv. sacharidové superkompenzace (viz. kapitola 3.1.1). Doba těsně před vytrvalostní zátěží, kdy už bychom se měli soustředit na výživu mnohem důsledněji, představuje přibližně 4 hodiny. Existují všeobecná doporučení, která vyjadřují konkrétní množství sacharidů vhodné přijmout 3 4 hodiny před zatížením, a to je gramů sacharidů a posledních minut před zátěží g sacharidů. Avšak individuálnějším vyjádřením je vztažení množství sacharidů na kilogram tělesné hmotnosti. Pro zajištění lepší dostupnosti sacharidů během zátěže se do poručuje 1 až 4 hodiny před zátěží přijmout 1 4 gramy sacharidů na kg tělesné hmotnosti. Do 1 hodiny před zátěží je 34

36 vhodné přijmout 1 g/kg tělesné hmotnosti. V tomto časovém úseku je však hlavně důležité upřednostňovat individuální tolerance a zvyklosti sportovce. Jinými slovy, častými nežádoucími projevy, obzvláště před soutěží, jsou gastrointesinální potíže a v tuto chvíli je jen na sportovci, jaké postupy před závodem zvolí (Peinado, 2013). Načasování příjmu sacharidů Studie zabývající se problémem, kdy naposledy před zátěží podávat jídlo bohaté na sacharidy, se úplně neshodují. Jsou známy případy, ve kterých doba konzumace sacharidů neměla vliv na fyzický výkon sportovce. Jeukendrup (2010) například uvádí studii, ve které se srovnával příjem glukózy v intervalech 15, 45 a 75 minut před zátěží. Při tom se logicky zjistilo, že nejvyšší hodnoty glykémie a inzulinémie těsně před zahájením zátěže byly po konzumaci glukózy 15 minut před startem. Nicméně rozdíly v hodnotách glykémie všech respondentů zmizely během deseti minut zatížení a nebyly zaznamenány rozdíly ve výkonu sportovců. Některé studie však i přesto doporučují vyhnout se příjmu sacharidů těsně před zátěží. V důsledku rozdílných závěrů proto stále existují různé pochybnosti. Pokud ale sportovec opravdu vyžaduje příjem sacharidů před zátěží a zároveň chce mít jistotu a vyhnout se hypoglykemickým potížím, doporučuje se tak učinit v posledních deseti minutách tj. těsně před zátěží. V tomto případě je zátěž zahájena ještě před zvýšením inzulinémie a riziko hypoglykémie je tak minimalizováno (Jeukendrup et al., 2010). Glykemický index konzumovaných potravin před zátěží Dalším velmi diskutovaným faktorem z hlediska sacharidů před zátěží je glykemický index potravin (viz. kapitola 2.1.2). Předpokládá se, že potraviny s vysokým GI konzumované před zátěží mohou vyvolat hypoglykémii po zahájení zátěže a ovlivnit tak výkon sportovce. Po souborech studií, které jsou stále pro i proti této hypotéze, zůstává faktem, že existují sportovci, kteří jsou více či méně citliví na vznik hypoglykémie. Dokonce existují tací, kteří během zátěže mají glykémii pod 3,5 mmol/l krve a neobjevují se u nich příslušné hypoglykemické symptomy a naopak. Nicméně z hlediska biochemického bylo potvrzeno, že po konzumaci potravin s nízkým glykemickým indexem před zátěží nedochází k rapidnímu snížení hladiny glukózy v krvi během zátěže. Dokonce se zvyšuje koncentrace mastných kyselin, protože není tolik zvýšena 35

37 inzulinémie. V některých případech tak může docházet ke zlepšení výkonu a oddálení nastupující únavy během zátěže. I přes značné nesrovnalosti závěrů se dá říci, že GI potravin konzumovaných před zátěží nemá vliv na výrazné změny glykémie během zátěže, jestliže jsou sacharidy během zátěže konzumovány dle doporučení. V takovém případě totiž dojde k redukci rozdílů v metabolické odpovědi organismu na potraviny s nízkým a vysokým GI (Donaldson et al., 2010; Jeukendrup et al., 2010). 3.2 Energetická potřeba během tréninku nebo soutěže Zátěž ultravytrvalostního charakteru znamená pro organismus stresovou zátěž. Veškeré metabolické pochody v těle během takové zátěže, které zajišťují dodávku energie potřebným orgánům, jsou regulovány hormonálním a nervovým systémem. I v takových situacích dochází k adaptaci organismu, díky které je tělo nakonec schopno lépe hospodařit s živinami a pracovat ekonomičtěji Makronutrienty jako zdroj energie Ultravytrvalostní běh představuje pro organismus obrovské nároky na energii, které jsou vyžadovány především pracujícím kosterním svalstvem. Není tedy divu, že na pokrytí tak velkých energetických potřeb organismus využívá několik metabolických pochodů. Jednotlivé metabolické cesty, mezi které řadíme hydrolýzu ATP a kreatinfosfátu (CP), anaerobní glykolýzu, aerobní glykolýzu a oxidaci mastných kyselin, probíhají souběžně. Liší se však jejich podíl na tvorbě energie ve formě ATP v čase a v závislosti na intenzitě zatížení. 36

38 Obrázek 2 Podíl zdrojů energie na její celkové úhradě v závislosti na čase při maximálních výkonech různého trvání (zdroj: 3/04.html) Podstatou získávání energie v kosterním svalu je hydrolýza adenosintrifosfátu (ATP) na adenosindifosfát (ADP). Jelikož je obsah ATP ve svalové buňce velmi nízký a vystačuje sotva na 5 sekund maximální zátěže, je potřeba jeho zásoby průběžně doplňovat z dalších zdrojů prostřednictvím již zmíněných metabolických pochodů. Po snížení obsahu ATP v pracujícím svalu přebírá roli tzv. kreatinfosfátový systém. Kreatinfosfát (CP) je makroergní sloučenina uložená uvnitř svalové buňky, která poskytuje fosfát pro resyntézu ATP z ADP. Umožňuje tak dostupnost dalšího ATP pro kontrakci svalu. CP-systém je však stejně omezený jako množství ATP ve svalové buňce, jeho kapacita postačí pouze pro začátek tělesné zátěže, přibližně na 20 sekund. Dalším poskytovatelem ATP v průběhu fyzické zátěže je proces glykolytické fosforylace. Je to děj, ve kterém dochází ke štěpení glukózy (glykolýze) a vzniku pyruvátu za uvolnění dvou molekul ATP. Glukóza je získávána ze svalových zásob glykogenu procesem glykogenolýzy. Na dostupnosti glukózy pro glykolytickou fosforylaci ve svalech se podílejí také glykogenové zásoby jater, ale pouze v menší míře. Ve srovnání s kosterním svalstvem 37

39 játra obsahují necelou čtvrtinu veškerých glykogenových zásob. Na druhou stranu, oproti kosterním svalům, mají játra schopnost glukoneogeneze, tzn. syntézy glukózy z dostupných substrátů. Nicméně tento proces získávání energie není pro organismus v době déletrvající fyzické zátěže tak výhodný, jeho význam spočívá obzvláště v udržování krevní glukózy (euglykemie). Jelikož glykolýza probíhá bez přístupu kyslíku (anaerobní glykolýza), je pyruvát přeměňován na laktát. Anaerobní glykolýza je považována za rychlý zdroje energie, ale svalové buňky nemohou bez kyslíku pracovat donekonečna. Po vyčerpání maximální kapacity anaerobní glykolýzy (40-50 s) metabolismus postupně přechází na oxidativní fosforylaci. Anaerobního metabolismu během vytrvalostní zátěže je využíváno například při náhlém zrychlení sportovce. Jak z názvu vyplývá, oxidativní fosforylace je proces probíhající za přístupu kyslíku. Díky tomu se jedná o děj pomalejší, ale na druhou stranu ekonomičtější a teoreticky nevyčerpatelný. Na oxidativní fosforylaci se podílí opět glykolýza, pouze s tím rozdílem, že z pyruvátu vzniká acetylco-a vstupující do citrátového cyklu (Krebsův cyklus) a následně do dýchacího řetězce. Z tohoto metabolického procesu je získáno 36 molekul ATP, což je několika násobně více než z anaerobní glykolýzy. Nejvýznamnějším zdrojem energie pro práci kosterních svalů během vytrvalostní a ultravytrvalostní zátěže je oxidativní fosforylace tuků, respektive β-oxidace mastných kyselin. Touto cestou se uvolňuje až 129 molekul ATP. Ovšem oproti oxidativní glykolýze je na tento proces spotřebováno větší množství kyslíku. Mastné kyseliny jsou uloženy ve formě triacylglycerolů v tukové tkáni a buňkách kosterního svalstva. Množství těchto zásob se u každého jedince liší v závislosti na dietě, trénovanosti, genetických predispozicích apod. Obecně se dá říci, že % tělesné hmotnosti tvoří tuková tkáň. Kromě zásob TAG v adipocytech a myocytech, se nachází určité množství TAG také v krvi ve formě lipoproteinových částic. I z lipoproteinů jsou mastné kyseliny uvolňovány za účelem tvorby energie ve svalech (Dobšák et al., 2009; Maughan et al., 2006; Burke et al., 2010). Podíl jednotlivých makronutrientů na tvorbě energie během zatížení se liší v závislosti na intenzitě a době trvání zátěže. Roli hraje také trénovanost jedince, u kterého se díky adaptaci zvyšuje schopnost využití mastných kyselin a šetření glykogenových zásob během vytrvalostní zátěže. Na následujícím obrázku jsou tyto podíly znázorněny. 38

40 Obrázek 3 Podíl makronutrientů na tvorbě energie vyjádřený v procentech v závislosti na intenzitě a době trvání (graf A 120 min zátěže; graf B 30 min zátěže) ( Peinado, 2013) Pří nízké intenzitě (do 30 % VO2max) je po celou dobu zátěže energie poskytována hlavně z mastných kyselin krevní plazmy. Minimální podíl na tvorbě energie má krevní glukóza a intramuskulární TAG. Se zvyšováním intenzity na 65 % VO2max vidíme změny podílu v účasti makronutrientů na tvorbě energie ve prospěch glykogenových zásob a intramuskulárních TAG. Rozdíly se však nacházejí při zátěži vytrvalostního charakteru, kdy stále převažují plazmatické MK jako zdroj energie. Ve skutečnosti je využití různých metabolických drah během vytrvalostní zátěže závislé na aktuální rychlosti sportovce. Například z taktického důvodu v soutěži může dojít ke zrychlení sportovce a v tu chvíli je upřednostňován anaerobní metabolismus jako rychlý zdroj energie. Po snížení intenzity se organismus ustálí opět v oxidativním metabolismu. Při téměř maximálních intenzitách (85 % VO2max a více) se 39