Energy balance in ultramarathon
George Panos Roniovannis, Takis Skoulis, and Konstantin N Pavlou
Вступление Энергетические потребности и ее источники в спорте достаточно подробно исследованы (1,2). Особенно интересной темой явлются потребности энергии и энергоравновесие при продолжительных нагрузках (3-6) и, особенно, в процессе ультрамарафонских пробегов.
Результатом таких сверхдолгих нагрузок является гигантское энергопотребление спотсменом. Для того, чтобы покрыть такие большие потребности в пище, спортсмен должен непрерывно принимать питательные вещества в продолжении всей дистанции.
Целью настоящего исследования было оценить энергобаланс бегуна в процессе успешного ультрамарафона и каким образом покрываются потребности в пище и энергии.
Методика В настоящем исследовании мы рассмотрим энергобаланс греческого ультрамарафонца Яниса Куроса во время пробега Сидней-Мельбрун (960 км). Пробег проводился 12-17 апреля 1985 г. Курос победил с большим отрывом (24:40:00 от второго бегуна). Он покрыл дистанцию за 5 дней 5 часов 7 мин.
Я.Курос. 32 года.
Основные данные бегуна.
Рост 171 см. Вес 64 кг.
Весовая доля жира 8%.
Ve max 126.3 L/min. (не знаю, что за показатель)
VO2 max 4.0 L/min или 62.5 mL/kg*min
ЧСС max 180 beats/mm
Ударный объем: 22.2 mL/beat
С 1983 г. Курос участвовал в 20 международных ультрамарафонах, победив в 19. В этих стартах он побил 56 мировых рекорда и является обладателем 7 рекордов трассы (8).
На рис. 1 можно посмотреть подробности трассы и погодные условия. Также на рис. 1 показаны детали бега: дневной пробег, средняя скорость, время отдыха и сна.
В первые 48 часов забега Курос установил мировой рекорд двухсуточного бега 463 км.
Во время бега после первых 6 часов каждые 15 мин. Курос съедал небольшое количество греческих сладостей (kataifi, mebomakarona, baklava, pesteli, loukoumi) или шоколада (размером в половину спичечного коробка). В других случаях он ел сухофрукты и орехи, всегда запивая 50 мл воды или фруктовым соком (апельсиновым или лимонным), а также очень часто утолял жажду Gatorade#174. Он также ел небольшие порции свежих фруктов, таких как груша, дыня, арбуз, виноград, яблоки, бананы, сливы, ананасы, финики, изюм. Режим питания перед и в процессе бега полностью определялся самим Куросом.
Каждые 30 мин. после первых 6 часов Курос заменял сладости и фрукты маленьким бисквитом, обмакнутым в мед или джем. Он попросил небольшую порцию жареного цыпленка только на 4-й день бега. Он пил кофе только по утрам. Курос также принимал поливитамины в полдень и вечером. Вдобавок он принимал 500 мг витамина С каждые 12 часов, а также дважды в день протеиновые таблетки.
В течение первых 6 часов бега Курос пил только небольшие количества воды каждые 10-15 мин., в зависимости от погодных условий.
Энергопотребности были рассчитаны на основе суточного цикла и включают в себя энергозатраты на отдых.
Потребление энергии в процессе бега рассчитаны на основе предположения, что Курос работает ниже анаэробного порога 85% ЧСС макс (9) и соответствует потреблению кислорода to 53.3 mL/kg и скорости 4.85 м/с, согласно уравнения Davies и Thomson (10) в соответствии с данными Novak (11).
Средняя скорость Куроса была ниже его анаэробного порога (cм. рис.1). Дыхательный коэффициент на скорости 2.7 м/с при наклоне 2,5% на беговой дорожке составлял 0,83, что соответствует энергозатратам 4,83 ккал*мин/1 литр потребленного кислорода. Т.о. для рассчета энергозатрат была принята эта величина.
Рис.1.
Энергопотребности во время отдыха и сна были рассчитаны в соответствии с метаболизмом отдыхающего спортсмена (12).
Поступление энергии был рассчитан с применением таблиц US Agriculture handbook 456 (13) и согласно данным в Food Values of Poriions Commonly Used (14).
Результаты Среднее поступление кислорода в процессе бега было рассчитано для дней с 1-го по 5-й по следующим величинам 2,3 л/мин (57,4% Vo2 max), 1,63 л/мин (40,7% Vo2 max), 1,6 л/мин (39,5% Vo2 max), 1,74 л/мин (43,5% Vo2 max) и 1,2 л/мин (30,3% Vo2 max). Для последних пяти дней использовалось значение 1,76 л/мин (44% Vo2 max).
Суточные энерготраты изменялись от 7736 до 15367 ккал/день. При этом поступление энергии изменялось от 7800 до 13770 ккал/день. (табл.2). Это показывает нормальный энергетический баланс, несмотря на то, что в течение некоторых дней баланс не достигался.
Табл.2.
Суточное потребление углеводов (табл.2) составляло 95,6% от общего поступления энергии, при этом белки и жиры составляли 1,4% и 3%/
Среднее потребление жидкости составляло 19,3 л/день (от 14,3 до 22 л/день).
В табл.3 приведены энергозатраты на преодоление километра. Видн, что эта величина оставалась почти постоянной 0,88 ккал/кг собственного веса (0,86-0,90).
Следует отметить, что вес Куроса в конце пробега уменьшился всего на 0,5 кг.
В течение всех дней самочувствие Куроса было относительно хорошим, за исключением нескольких часов после 300 км(?), когда он почувствовал усталость. Несколько раз случался запор. Не отмечено серьезных проблем со здоровьем, в частности, не было их со скелетными мышцами и с системой терморегуляции.
Заслуживающим внимания было то, что Курос после первых 24 часов бега страдал учащенной частотой мочеискускание. Первоначально это случалось каждые 3 часа малыми порциями, но со второго дня он был вынужден делать это каждые 20 мин. Учащенное мочеиспускание продолжалось несколько дней даже после окончания бега, особенно ночью и постепенно сошло на нет. Следует отметить, что Курос сталкивается с подобной проблемой почти на каждом старте.
Обсуждение Имеется немного исследований, посвященных энергетике ультрамарафонов (15, 16). Например, во время суточного пробега Crystal Palace race (15) в 1977 г. 1-й и 2-й результат 251,5 и 234,5 км. Энергозатраты оценены как 18595 и 13603 ккал. Во время пробега Пекин – Гонк-Конг (около 3000 км) при дневном в среднем 55 км потребление энергии составляло 5500 ккал (16).
271 км, которые пробежал Курос в первый день – это на 20 км больше, чем у победителя суточного бега пробега Crystal Palace race и на 5000 ккал меньше по энергопотреблению. Это может быть в общем объяснено тем, что вес Куроса на 8 кг меньше, чем у победителя Crystal Palace race, а также более эффективным бегом (0,88 против 0,95 ккал на кг в мин.). Следует заметить, что Курос отдыхал 1 час и что с 1985 г он - обладатель мирового рекорда суточного шоссейного бега 286 км (8).
Расход энергии в течение второго дня уменьшился (табл.2) и был довольно стабилен в оставшиеся дни. В тоже время уменьшался дневной пробег и Vo2 (установлено другими исследователями (15, 17, 18).
Уменьшение дневного пробега в дни 2-5 – индикатор нарастающего утомления. Этот период характеризовалс длинным временем отдыха, дающим возможность атлету поддерживать постоянную эффективность бега (табл.3). Интересно отметить, что эффективность бега во второй день заметно бОльшая.
Таблица 3
Дневные энергозатраты Куроса (экономичность бега)
1 2 3 4 5 Последующие дни
kcal/km 56.68 55.2 56.8 57.4 56.2 56.4
kkal/km*kg 0.89 0.86 0.89 0.897 0.88 0.88
Способность Куроса поддерживать более высокую среднюю скорость по сравнению с другими атлетеми возможно – результат постоянного питания на дистанции.
Однако, есть оговорки по поводу корректности его диеты и последующего влияния на здоровье из-за почти 100% потребления углеводов, особенно моно- и дисахаридов, при отсутствии потребления белков и жиров.
Способность атлета испытывать длительные нагрузки, например, ультрамарафоны, определенно соотносится со способностью бегуна поддерживать адекватное количество гликогена в мышцах и нормальный уровень глюкозы в крови (19, 20). Условиями этого являются пища и жидкости с высоким содержанием углеводов, потребляемые спортсменом (19, 20). Оптимальное содержание углеводов в пище и жидкостях для ультрамарафонцев, а также сообтношение простых и сложных углеводов, точно не известно. В любом случае кажется необходимой уменьшение зависимости Куроса от углеводов при одновременном увеличении белков и жиров. В исследовании предполагается, что потребление 60-65% энергии за счет угливодов возможно будет достаточно, чтобы обеспечить энергопотребности Куроса
Кроме того, предполагается, что питание сложными углеводами в процессе ультрамарафона, даст лучшие результаты, чем моносахарами, потому что сложные углеводы быстрее освобождают желудок (21), поддерживая относительно низкий уроввень глюкозы и инсулина в крови (22), усиливают возможность возобновлять запасы гликогена в мышцах (23) и облегчают функционирование кишечника (24), что может помочь при запорах, которыми страдал Курос во время бега. Кроме того сложные углеводы в большом количестве содржатся в пище (хлеб, крупы, овощи, фрукты) наряду с другими полезными компонентами: витамины, минералы, необходимые для атлета во время нагрузок (25). Оптимальная пища, легко потребляемая и легко усваимая в процессе длительных нагрузок, к несчастью, пока не известна. Однако, целесообразно, чтобы твердая пища для ультрамарафонцев содержала в основном сложные углеводы, тогда как питье, моносахариды (например, глюкозу) в количествах не выше 25 г/л.
Если мы предположим минимальную потребность в белках 1,5 г/кг в день (7), диета Куроса должна содержать 95 г или 3,75% среднего суточного потребления энергии.
Курос потреблял жиры в незначительных количествах. Рекомендованное для стайеров (26) потребление жиров 30-35% от общего дневного потребления энергии, возможно, даст определенные преимущества (особенно, для многодневных пробегов) потому что пища бегуна должна быть небольшой по объему с высоким содержанием энергии. Многократные приемы пищи, которые вынужден производить Курос, могут быть существенно сокращены, при этом с адекватным потреблением жирорастворимых витаминов. Все это сделает питание более легким и вкусным. Предлагаемая схема питания обычна для шоссейного велогонщика и составляет около 6300 ккал в день за 6-8 приемов (27). Конечно нельзя признать правильным отказ Куроса от приема пищи или сахаросодержащих напитков в первые 6 часов нагрузки. В этом время он бежал в гору и испытывал относительно тяжелую нагрузку.
Пристратие Куроса к жидкостям и воде в процессе пробега Сидней-Мельбурн признано правильным в отношении веса тела и эффективности бега, которые оставались относительно постоянными.
В заключении, частое мочеиспускание, которое преследовало Куроса, могло быть вызвано недолеченной инфекцией в мочеиспускательном трате. Частота мочеиспускания, представляется несвязанной с режимом потребления пищи и питья. Наиболее возможной причиной может быть повреждение мочевого пузыря вследствии микротравм из-за непрерывных ударов о простату и недостатка времени на восстановление этих повреждений.
Список литературы I. Cerretelli P, Saibene F, di Prampero PE. Bioenergetica dell’ esercizio: l’analisi di alcune attivit#{233s}portive. In: Venerando A, ed. Ruolo dell’ alimentazione negli sports. Rome: Acta Medica Roma-Italia, I 982:19-40.
2. Di Prampero R, Cantone A, Aghemo P. Caloric requirement and energy sources in various physical activities. Med Sport l976;29(5):206-l 1.
3. Arcelli E. La corsa di maratona. Spesa energetica e origine dell’energia. Med Sport l975;28(2):36-45.
4. Wahren J, Felig P. Hagenfeldt L, Hendler R, Ahlborg G. Splanchnic and leg metabolism of glucose, free fatty acids and amino acids during prolonged exercise in man. In: Howard H, Poortmans JR. eds. Metabolic adaptation to prolonged physical exercise. Basel: Birkh#{228}user, 1975:144-53.
5. Newsholme EA. Application ofmetabolic logic to the questions of causes of fatigue in sprints, middle distance and marathon races. In: Tsopanakis A, Poortmans J, eds. Physiological biochemistry of exercise and training. Athens: Hellenic Sports Research Institute, I987:123-30.
6. Newsholme EA. The regulation of intracellular and extracellular fuel supply during sustained exercise. In: Milvy P. ed. The marathon: physiological. medical, epidemiological and psychological studies. Annals ofthe New York Academy of Sciences, 1977:81-91.
7. Brotherhood JR. Nutrition and sports performance. Sports Med 1984: 1:350-89.
8. Rontoyannis GP, Skoulis T. Ultramarathon races and the case of Yannis Kouros (in Greek). Athlitiki Epistimi 1986: 1:28-35.
9. Bunc V. Heller J, Sprynarova S. Zdanowicz R. Comparison of the anaerobic threshold and mechanical efficiency ofrunning in young and adult athletes. Int J Sports Med 1986:7:156-60.
10. Davies CTM, Thomson MN. Aerobic performance of female marathon and male ultramarathon athletes. Eur i Appl Physiol 1979:41:233-45.
1 I . Nov#{233}ki, Bojanovsk? P, Moravec P. et al. In: Bachl N, Prokop L, Suckert R, eds. Current topics in sports medicine. Baltimore: Urban and Schwarzenberg, 1984:543-8.
12. Andersen KL, Rutenfranz i, Masironi R, Seliger V. Habitual physical activity and health. WHO Regional Publications. European Series, No. 6. WHO, Copenhagen, 1978: 1 1.
13. Adams CF. Nutritive value of American foods. Washington, DC: US Government Printing Office, 1975. (US Department of Agriculture handbook 456.)
14. Pennington AT, Church AN. Food values ofportions commonly used. 13th ed. Philadelphia: Lippincott, 1979.
15. Davies CTM, Thomson MW. Estimated aerobic performance and energy cost of severe exercise of 24 h duration. Ergonomics 1979:22:1249-55.
16. Chan KM. Diamond P. Leung PC, Wang R, Shen WY. Case study: Beijing to Hong Kong super-marathon. J Sports Med 1985: 19(3): 145-7.
17. Davies CTM. Effect of air resistance on the metabolic cost and performance ofcycling. Euri Appl Physiol 1980:45:245-54.
18. Scrimgeour AG, Noakes TD, Adams B, Myburgh K. The influence of weekly training distance on fractional utilization of maximum aerobic capacity in marathon and ultramarathon runners. Eur J Appl Physiol 1986:55:202-9.
19. Karlsson i, Saltin B. Diet, muscle glycogen and endurance performance. i AppI Physiol 197 1 ; 31:203-6.
20. Pirnay F, Lacroix M, Mosora F, Luyckx A, Lef#{234}bvre P. Glucose oxidation during prolonged exercise evaluated with naturally labeled (‘3C)glucose. i Appl Physiol 1977:43:258-61.
21 . Foster C. Costill DL, Fink NJ. Effects of preexercise feedings on endurance performance. Med Sci Sports 1979; 1 1:1-5.
22. Lohman D, Liebold F, Heilman W, Senger H, PohI A. Diminished insulin response in highly trained athletes. Metabolism 1978:27: 52 1-4.
23. Costil DL, MilleriM. Nutrition forendurance sport: carbohydrate and fluid balance. Int J Sports Med 1980: 1:2-14.
24. Mann i. Complex carbohydrates: replacement energy for fat or useful in their own right? Am i Clin Nutr 1987;45: 1202-6.
25. Buskirk ER. Some nutritional considerations in the conditioning ofathletes. Ann Rev Nutr 1981:1:319-50.
26. Short SH, Short WR. Four-year study ofuniversity athletes dietary intake. JAMA l983;82:632-45.
27. Brouns FJPH, Saris NHM, Hoor FT. Dietary problems in the case ofstrenuous exertion. J Sports Med 1986:26:306-19.
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума
