Питание – один из основных гигиенических факторов внешней среды, непрерывно воздействующих на организм. Это сложный процесс поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергетических трат, построения и возобновления клеток и тканей организма, регуляции физиологических функций организма. Именно через питание человек вступает в самый тесный контакт со всеми химическими веществами растительного и животного происхождения, входящими в биосферу земного шара. Посредством питания обеспечивается непрерывность хода двух взаимнопротивоположных и взаимносвязанных процессов ассимиляции и диссимиляции [14, 71, 77 и др.].
В гигиене принят термин «рациональное питание», означающий питание, построенное на научных основах, способное полностью обеспечить потребность в пище в количественном и качественном отношениях.
Основные гигиенические требования к пище [26, 71, 77, 86]:
• полное возмещение энергетических трат организма;
• содержание всех необходимых пищевых веществ (белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ, воды) для построения тканей, органов и нормального протекания всех физиологических процессов;
• разнообразие (она должна включать различные продукты животного и растительного происхождения);
• приятный вкус, запах и внешний вид;
• легкоусвояемость;
• доброкачественность.
Теоретической основой современной науки о питании является концепция сбалансированного питания, сформулированная А.А. Покровским [71]. Согласно этой концепции, обеспечение нормальной жизнедеятельности возможно при условии снабжения организма необходимым количеством энергии, белков, углеводов, жиров, витаминов, минеральных веществ, воды в нужных для организма соотношениях.
На основе концепции сбалансированного питания построена схема определения пищевой ценности отдельных продуктов питания, разработаны нормы потребности человека в пищевых веществах. В рационе здорового человека при среднем уровне энерготрат оптимально следующее соотношение белков, жиров и углеводов – 1:1:4, позволяющее максимально удовлетворить энергетические и пластические потребности организма. При усиленных энерготратах содержание белков в пище необходимо уменьшать, увеличивая количество жиров и углеводов: белки должны составлять 12–13 % общей калорийности пищевого рациона; жиры – 30–50 %. При тяжелой физической нагрузке содержание белков в пищевом рационе может быть увеличено до 11 %, жиров – до 33 %.
Физиологическая роль и гигиеническое значение белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ
Белки, жиры, углеводы, витамины – основные пищевые вещества в рационе человека. Пищевыми веществами называют такие химические соединения или отдельные элементы, которые необходимы организму для его биологического развития и нормального протекания всех жизненно важных процессов [14, 26, 71, 77].
Белки – высокомолекулярные азотистые соединения, основная и обязательная составляющая часть всех организмов. Белковые вещества участвуют во всех жизненно важных процессах. Например, обмен веществ обеспечивается ферментами, по своей природе относящимися к белкам. Белками являются и сократительные структуры, необходимые для выполнения сократительной функции мышц, – актомиозин; и опорные ткани организма – коллаген костей, хрящей, сухожилий; покровные ткани организма – кожа, ногти, волосы.
Среди многочисленных пищевых веществ белкам принадлежит наиболее важная роль. Они служат источником незаменимых аминокислот и так называемого неспецифического азота, необходимого для синтеза самих белков. От уровня снабжения белками в большой степени зависят состояние здоровья, физическое развитие, физическая работоспособность, а у детей раннего возраста – и умственное развитие. Достаточность белка в пищевом рационе и его высокое качество позволяют создать оптимальные условия внутренней среды организма, необходимые для роста, развития, нормальной жизнедеятельности человека и его работоспособности.
При недостатке белка в питании возникает ряд патологических изменений: замедляются рост и развитие организма, уменьшается масса тела; нарушается образование гормонов; снижаются реактивность и устойчивость организма к инфекциям и интоксикациям.
Физиолого-гигиенические нормы потребности в белках рассчитываются из того, каково минимальное количество белка, при котором можно поддерживать азотистое равновесие организма человека (т. е. количество азота, введенного в организм с белками пищи, равно количеству азота, выведенного из него с мочой за сутки).
Принимая во внимание, что физиологическая суточная норма белка зависит от возраста, пола и профессиональной деятельности, взрослому человеку в обычных условиях жизни при легкой работе требуется в сутки в среднем 1,3–1,4 г белка на 1 кг массы тела, а при физической работе – 1,5 г и более (в зависимости от тяжести труда).
При занятиях физической культурой количество белка должно составлять 15–17 %, или 1,6–2,2 г/кг массы тела. При скоростно-силовых видах физической активности потребность в белке несколько выше – до 2,4–2,8 г/кг массы тела, а при силовых видах и длительных физических нагрузках – до 2,8–3,0 г/кг. При этом стоит учитывать не только количество потребляемого белка, но и его качество, так как при достаточном количестве животного белка в рационе (50–70 % от всего потребляемого белка) достаточным считается 2 г/кг. В формуле «белки: жиры: углеводы» у физически активных людей они должны соотноситься как 15: 27: 58 против людей, ведущих пассивный образ жизни, – 12: 30: 56.
Жиры . Входящие в пищевой рацион жиры состоят из нейтрального жира – триглицеридов жирных кислот (олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и др.) и жироподобных веществ – липоидов. Главная роль жиров заключается в доставке энергии. При окислении 1 г жира в организме человек получает в 2,2 раза больше энергии (2,3 ккал), чем при окислении углеводов и белков.
Жиры выполняют и пластическую функцию, являясь структурным элементом протоплазмы клеток. В жирах находятся необходимые для жизни жирорастворимые витамины A, D, Е, К.
Липоиды, жироподобные вещества, также входят в состав клеточных мембран, гормонов, нервных волокон и оказывают существенное влияние на регуляцию жирового обмена. Жир обладает низкой теплопроводностью, благодаря чему, находясь в подкожно-жировой клетчатке, предохраняет организм от охлаждения.
Физиолого-гигиенические нормы суточного потребления жиров почти такие же, как и для белков: на 1 г белка должен приходиться примерно 1 г жира. Суточная норма потребления жира для лиц, занятых преимущественно умственным трудом, составляет для мужчин 84–90 г; для лиц, занимающихся преимущественно физическим трудом, – 103–145 г; для женщин – соответственно 70–77 и 81-102 г. При этом примерно 70 % от общего количества потребляемых жиров должны составлять жиры животного происхождения.
Для нормального процесса жизнедеятельности человека, занимающегося физической культурой, в среднем рекомендуется до 2 г жира на 1 кг массы тела в сутки. Ограничение до 1,8 г связано с необходимостью снижения массы тела и при некоторых заболеваниях, вызванных нарушением жирового обмена, а также при тренировках в условиях высокогорья из-за гипоксии.
Углеводы – это обширный, наиболее распространенный на Земле класс органических соединений, входящих в состав всех организмов. Углеводы и их производные служат структурным и пластическим материалом, поставщиком энергии и регулируют ряд биохимических процессов в организме. По классификации ВОЗ, углеводы делятся на усвояемые организмом человека и неусвояемые. Последние образуют группу так называемых балластных веществ – пищевых волокон, играющих огромную роль в поддержании нормальной регуляции пищеварения. Средняя величина теплоты при сгорании углеводов – 4,1 ккал/г. Взаимодействуя с другими веществами пищи, углеводы влияют на доступность их организму и потребность организма в этих веществах, например белоксберегающее действие углеводов. Углеводы снижают потребность организма человека в белках, препятствуя использованию аминокислот в качестве энергетического материала и усиливая посредством инсулина использование аминокислот для синтеза белка. В свете раскрытия теории и методики ОФК стоит отметить, что данное свойство позволяет, наряду со снижением массы тела, не терять мышечную массу при проведении интенсивных тренировок, в частности силовой направленности.
Физиолого-гигиенические нормы потребления углеводов составляют 400–500 г углеводов в сутки. Повышенное потребление (до 10–12 г/кг массы тела) является обоснованным только при использовании длительных физических нагрузок.
В сбалансированном питании любого человека основным источником углеводов в пище должны быть продукты растительного происхождения. При этом однократный прием углеводов не должен превышать 100 г, а для занимающихся различными видами спорта, ОФК и просто желающих похудеть норма не должна превышать 30–50 г, так как их лучше принимать непосредственно перед тренировкой (за 10–15 мин) или же за 2 ч. Такой прием углеводов обусловливается тем, что через 10–15 мин углеводы, расщепившись, все еще находятся в крови и поэтому могут использоваться при физической нагрузке. Не рекомендуется принимать углеводы за 1–1,5 ч до тренировки, так как в этом случае происходит их накопление в печени в виде гликогена, а эти запасы при физической нагрузке не используются. По истечении 2-х часов гликоген расщепляется до глюкозы и в таком виде может использоваться при физической активности.
Микроэлементы – это химические элементы, находящиеся в тканях организма человека в концентрациях 1:100 000 и меньше. К микроэлементам относят также химические элементы, в низких концентрациях содержащиеся в воде, почве и др. Некоторые микроэлементы абсолютно необходимы для важнейших процессов жизнедеятельности организма человека, а также для нормального протекания многих метаболических процессов. Микроэлементы, постоянно входящие в состав организма человека и имеющие определенное значение для его жизнедеятельности, называются биогенными элементами.
К биогенным элементам относят кислород, углерод, водород, натрий, кальций, фосфор, калий, серу, хлор, марганец, железо, цинк, медь, йод, фтор, молибден, кобальт, ванадий, селен. По значению для жизнедеятельности организма человека микроэлементы делятся на абсолютно необходимые (железо, цинк, медь, йод, фтор, марганец, кобальт) и вероятно необходимые (алюминий, хром, молибден, селен). Большинство микроэлементов входит в состав ферментов, витаминов, гормонов, различных пигментов, содержащих железо (это прежде всего такие микроэлементы, как гемоглобин, миоглобин, гемосидерин, трансферрин).
Основным источником микроэлементов для человека служат пищевые продукты растительного и животного происхождения (табл. 9).
Таблица 9
Основные пути поступления микроэлементов в организм человека, содержание их в пищевом рационе
Питьевая вода лишь на 1-10 % покрывает суточную потребность в таких микроэлементах, как цинк, медь, йод, марганец, молибден, кобальт, и лишь для отдельных микроэлементов (железа, хрома) может служить основным источником поступления их в организм.
Вода . Суточная потребность человека в ней зависит от ряда факторов: метеорологических условий внешней среды, степени физического труда, характера пищи. Потребность в воде возрастает при употреблении жирной, концентрированной, соленой и содержащей острые приправы пищи. В обычных условиях при легкой физической работе суточная потребность организма взрослого человека в среднем составляет 30–40 мл воды на 1 кг массы тела.
Витамины – это различные по химическому составу органические соединения, необходимые организму для образования ферментов. Они делятся на две группы: растворимые в воде (С, Р, витамины группы В) и растворимые в жирах (A, D, Е, К).
Основным пищевым источником жирорастворимых витаминов служат животные и растительные жиры (сливочное и растительное масло, рыбий жир и др.); водорастворимых – фрукты, овощи, злаки, цитрусовые, ягоды смородины, шиповника.
Обязательное условие обеспечения организма достаточным количеством и набором витаминов – разнообразная пища, в том числе свежие овощи и фрукты. Зимой и весной количество витаминов в пище уменьшается, что связано со снижением объема потребляемых свежих овощей и фруктов и естественным снижением количества витаминов в хранящихся с осени продуктах.
Также количество витаминов (особенно С и А) уменьшается при длительной термической кулинарной обработке.
При выполнении физических упражнений расход витаминов особенно велик, поэтому в пищевом рационе занимающихся физической культурой, сбалансированном по энергетической ценности и содержанию белков, жиров и углеводов, может не хватать витаминов, особенно в зимнее и весеннее время (январь – апрель). Поэтому в эти периоды целесообразно принимать таблетированные препараты витаминов (см. Прил. 2).
Особенно тщательно следует следить за витаминным балансом во время напряженных тренировок и в период адаптации к новым условиям.
Сбалансированное питание при занятиях ОФК
Во время тренировочных занятий наблюдается высокое физическое и нервно-психическое напряжение, сопровождающееся значительной активацией всех метаболических процессов, и, как следствие, потребность человеческого организма в энергии и отдельных пищевых веществах возрастает. Поэтому при занятиях ОФК питание должно:
• полностью возмещать расходуемое количество энергии и пищевых веществ;
• способствовать повышению специальной работоспособности организма в целом;
• ускорять восстановительные процессы после тренировок.
Это достигается прежде всего введением в суточный пищевой
рацион относительно больших количеств белка и углеводов и некоторым ограничением жира. Соотношение белков, жиров и углеводов должно составлять 1:0,8:4, а не 1:1:4 как в питании лиц, не занимающихся физической культурой. Повышенная потребность в белке объясняется необходимостью развития мускулатуры занимающегося физической культурой, а также увеличивающимся распадом белков в мышцах во время физической работы.
В суточном пищевом рационе лиц, занимающихся ОФК, должно содержаться 2–2,5 г белка, 1,6–2,3 г жира, 9-13 г углеводов на 1 кг массы тела. Калорийность их суточного рациона определяется прежде всего их энерготратами на тренировках.
К общим гигиеническим требованиям к режиму питания относят постоянное время приема пищи и пропорциональное по времени суток соотношение содержания и калорийности пищи [14, 18, 26]. Это обусловлено особенностями биоритмов обменных процессов человека. Организм вырабатывает условный рефлекс на время еды, что способствует более эффективному пищеварению в результате суммирования условного («реакции на время») и безусловного (реакции на саму пищу) рефлексов. В то время как частые изменения ритма приема пищи ведут к нарушению нервной регуляции процесса пищеварения. В результате развиваются функциональные и органические заболевания желудочнокишечного тракта.
В сбалансированном питании оптимальная калорийная стоимость дневного рациона должна быть примерно следующей: завтрак – 30–35 %, второй завтрак, или полдник, – 10–15 %, обед – 35–40 %, ужин – 15–20 %. Основную часть белковых и жирных продуктов (мясо, рыбу, яйца, сметану, масло и др.) целесообразно принимать в первую половину дня (на завтрак и обед). Ужин должен быть преимущественно углеводным (винегреты, каши) с небольшим содержанием легкоперевариваемых и легкоусвояемых белков (творог, сыр, кефир, простокваша, молоко). Каждый прием пищи должен включать овощи или фрукты, желательно в свежем виде (овощные салаты, гарниры, фруктовый десерт). При умеренных энерготратах количество хлебных продуктов в пищевом рационе в течение дня не должно превышать 250–350 г.
Лицам, занимающимся ОФК, следует достаточно жестко придерживаться четырехразового (завтрак, обед, полдник и ужин) приема пищи. Оптимально следующее примерное распределение калоража суточного рациона: завтрак – 25–30 %, обед – 30–35 %, полдник – 15 %, ужин – 25–30 %. Указанные величины могут меняться в зависимости от времени тренировок.
Между занятиями физическими упражнениями и следующим непосредственно за ним приемом пищи устанавливается временно́й интервал 30–40 мин для восстановления функции кровообращения после значительной физической нагрузки и перераспределения крови от работающих скелетных мышц к органам пищеварения.
Особенности питания в разные периоды тренировок зависят и от вида тренировки ОФК, например: от целевой направленности тренировочных нагрузок, определяющих характер расходования питательных веществ в мышцах.
При нагрузках преимущественно аэробной направленности продолжительностью до 1,5 ч физиологически целесообразен смешанный пищевой рацион с пропорциональным соотношением белков, жиров и углеводов. Перед тренировкой продолжительностью 2,0–2,5 ч за 2–3 дня до нее следует перейти на преимущественно углеводную диету, что позволит создать необходимые для предстоящей работы запасы гликогена в мышцах. При тренировках преимущественно анаэробного характера (скоростно-силовая работа) физиологически целесообразна смешанная диета, чтобы создать достаточные запасы гликогена. Анаэробные нагрузки вызывают повышенный расход гликогена (энергия обеспечивается неэкономным, неполным его распадом).
Занятия ОФК должны начинаться не менее чем через 2 ч после приема пищи. После окончания тренировочных занятий пищу следует принимать спустя 30–40 мин [18, 48].
Пищевые добавки
Испытывающим интенсивные физические и психические нагрузки людям часто не хватает традиционного питания для того, чтобы восполнить затраченные силы и энергию, сохранить нормальную работоспособность. Наиболее простым и экономичным путем решения этой проблемы является использование специальных добавок к пище – специализированных пищевых продуктов.
Появление биологически активных добавок (БАД) в практике физической культуры вызвано рядом конкретных обстоятельств. Суть их в том, что с помощью привычных продуктов питания, даже обладающих высокой биологической ценностью, нет возможности компенсировать значительные суточные энергозатраты и связанный с ними расход пластических веществ у занимающихся физической культурой. Большая потребность в витаминах и минеральных веществах также не всегда возмещается при традиционном питании. Это происходит потому, что интенсивность, длительность и многократность тренировок не оставляют времени на нормальную ассимиляцию основной пищи в желудочно-кишечном тракте и полноценное снабжение всех органов и тканей необходимыми веществами. Такие изменения приводят к снижению скорости восстановления энергетических и пластических ресурсов в организме, что отражается на работоспособности. Поэтому достоинства БАД – выраженная пищевая направленность, высокая пищевая плотность, гомогенность, удобство форм приготовления и транспортировки, хорошие вкусовые качества – позволяют с успехом использовать их при организации питания занимающихся физической культурой.
В современной науке нет единого мнения относительно пользы и безопасности пищевых добавок. Причина этого в том, что на современном рынке представлены как лицензированные, прошедшие проверку, БАД, так и множество их подделок, представляющих реальную угрозу для здоровья.
Однако большинство ученых и врачей-диетологов сходятся в том, что правильное употребление добавок высокого качества людьми, занимающимися физической культурой, способствует получению дополнительного количества аминокислот и питательных веществ, что, в свою очередь, повышает их работоспособность и результативность.
Правильное употребление в первую очередь означает правильное приобретение добавок – только по рекомендации врача в специализированных медицинских учреждениях и только после тщательного изучения состава и качественных характеристик продукта.
Само название «биологически активные пищевые добавки» говорит о том, что содержащиеся в них природные вещества являются дополнительным средством для укрепления здоровья. Когда при недостатке в организме того или иного питательного вещества наблюдаются резкое ухудшение самочувствия, слабость, снижение уровня сопротивляемости организма, а также снижение работоспособности, регулярное употребление биологически активных пищевых добавок может помочь организму восполнить запас энергии и микроэлементов.
Биологически активные пищевые добавки отличаются пищевой плотностью, разнообразием форм выпуска, что позволяет включать их в рацион занимающихся ОФК с различными целями:
• повышением выносливости организма;
• индивидуализацией питания, особенно в условиях эмоционального напряжения;
• необходимой коррекции несбалансированных суточных рационов;
• увеличением кратности питания в условиях частых тренировок;
• снижением экологической опасности пищи;
• ускорением процесса восстановления организма после тренировок;
• регуляцией водно-солевого обмена и терморегуляции;
• коррекцией массы тела.
Современный рынок предлагает весьма широкий ассортимент различных добавок. И хотя каждый продукт имеет краткое описание и рекомендации по применению, следует соблюдать следующие правила приема:
• Энергетическая ценность суточного рациона питания и содержание в нем белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов должны складываться из продуктов питания с учетом приема добавок.
• При приеме пищевых добавок рекомендовано соблюдать 6-разовое питание.
• При составлении рациона следует учитывать форму выпуска пищевых препаратов, их усваиваемость и выводимость из организма. Быстрее всего усваиваются пищевые добавки в виде напитков.
С помощью специальных добавок можно регулировать восстановление потери воды и солей, а также терморегуляцию организма. Возмещать потери воды и солей во время работы на выносливость наиболее целесообразно небольшими порциями изотонических растворов глюкозы с солями калия и натрия через 10–15 мин после физической работы, при этом поступление жидкости не должно превышать скорости ее потери.
Известно, что при увеличении физической нагрузки усиливается обмен многих гормонов. Весь сложный комплекс гормонов претерпевает постоянные изменения, которые обусловливаются различной физической нагрузкой и нервно-эмоциональным состоянием человека. Часть гормонов имеет белковую природу.
Это полипептиды – инсулин, соматотропный гормон. Другие синтезируются из аминокислот. В синтезе простагландинов участвуют полиненасыщенные жирные кислоты, а в синтезе стероидных гормонов – холестерин. Наличие в пище полноценных легкоусваиваемых белков и отчасти биологически ценных жиров способствует созданию выгодного метаболического фона для синтеза гормонов и реализации их действия.
Подбор пищевых добавок должен быть достаточно продуманным, учитывающим характер тренировок ОФК и индивидуальные особенности организма. Пищевые добавки должны быть только натурального происхождения независимо от их названия и предназначения. Источниками пищевых добавок являются мясо, яйца, молоко, рыба, растительные продукты, из которых удалены все балластные вещества и оставлены те, которые необходимы организму в больших количествах.
Препараты, относящиеся к спортивному питанию, объединяются по своему составу и оказываемому действию в нескольких группах.
1. Протеиновые продукты используются для увеличения количества и качества белка, который потребляется с обычной пищей.
Они удобны и просты в приготовлении – достаточно просто развести порцию протеина молоком. Это средство регулирует подпитку организма дополнительным белком в любое время дня при любом спортивном режиме.
2. Углеводно-энергетические добавки предназначены для создания запаса энергии перед физическими нагрузками, а также для максимально быстрого восстановления организма.
3. Витаминно-минеральные комплексы используются для нормализации водно-минерального баланса, нарушающегося при физических нагрузках и стрессах, а также для восстановления иммунной системы.
4. Аминокислотные комплексы способствуют восстановлению поврежденных мышечных волокон после тренировок, снимают болевой синдром при травмах.
5. Адаптогены и специализированные продукты повышают сопротивляемость организма негативному воздействию, выносливость к физическим нагрузкам и стрессам, увеличивают работоспособность и результативность.
6. Продукты с пониженным содержанием жира, называемые заменителями питания, рекомендуются для приема пищи вечером или перед ответственными тренировками и соревнованиями.
7. Жиросжигающие добавки помогают ускорить процесс сбрасывания лишних килограммов, улучшают пищеварение.
8. Энергетические шоколадные батончики с приятным кокосовым или ореховым вкусом позволяют не исключать из рациона сладкое даже при соблюдении диеты, так как содержат минимум жира и калорий.
Необходимо отметить, что использование БАД в питании не может превалировать над обычной пищей. Основная часть питательных веществ, витаминов, микроэлементов должна поступать в организм в составе продуктов питания, так как использование даже всех имеющихся БАД в комплексе не будет являться полноценным и сбалансированным питанием. Что касается питания при занятиях ОФК, то основной акцент в организации питания занимающихся необходимо делать на употреблении высококачественных продуктов с большим содержанием в них биологически активных веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности, а также на разнообразии рациона питания и своевременном поступлении пищи в организм.
Таким образом, основываясь на научных знаниях в области питания, можно создать для занимающегося адекватную диету, которая будет полностью удовлетворять потребности организма в энергии, питательных веществах (особенно незаменимых) на каждый момент его жизнедеятельности с учетом выполнения определенных физических нагрузок.