Разработка программ функционального питания спортсменов в разных видах спорта с учетом генетических особенностей организма спортсменов высокого класса

Разработка программ функционального питания спортсменов в разных видах спорта с учетом генетических особенностей организма спортсменов высокого класса.

питание спортсмен тренировочный Рационализация питания спортсменов требует решения таких вопросов, как организация питания на разных этапах годичного цикла тренировок и соревнований. В связи с этим, цель создания определенных рационов, меню или конкретной программы питания — это, прежде всего, достижение максимального соответствия между возможным влиянием диеты на организм спортсмена и задачами, которые поставлены педагогами на данный период тренировок или соревнований. Рационально организованное питание приводит к укреплению здоровья, повышению спортивной работоспособности, ускорению процессов восстановления и адаптации к физическим нагрузкам, повышению спортивного мастерства, следовательно, и спортивных достижений. Такое соответствие возможно только при наличии конкретных биохимических и физиологических данных об обмене веществ и состоянии организма спортсменов при выполнении физической работы разной длительности и интенсивности. При этом, необходимо учитывать такие факторы, как: антропоморфометрические характеристики спортсменов, нервно-эмоциональное напряжение, состояние здоровья, генетические особенности метаболизма, особенности функционирования желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), климатогеографические условия проведения тренировок и соревнований и др. Имеющиеся в настоящее время рекомендации по питанию спортсменов, рационы для отдельных видов спорта не отвечают таким требованиям, поскольку они, как правило, учитывают валовые показатели в расходе энергии, в потребностях по основным незаменимым факторам пищи, которые являются усредненными для всего годичного цикла тренировок и соревнований.

Имеющиеся на сегодня рекомендации по питанию спортсменов уже требуют дополнений, изменений и новых подходов в решении вопросов адекватного, рационального питания. Цели таких решений — укрепление здоровья, повышение спортивной работоспособности, ускорение процессов адаптации к современным спортивным технологиям.

Важным подходом в организации питания спортсменов является использование компьютерных технологий, позволяющее разрабатывать рационы и программы питания с учетом как командных, так и индивидуальных данных о морфофункциональных и генетических особенностях организма.

Наименования промежуточных отчетов НИР:

этап 2012 года — «Разработка программ функционального питания спортсменов в разных видах спорта с учетом генетических особенностей организма спортсменов высокого класса»;

этап 2013 года — «Определение генетических особенностей и пищевого статуса спортсменов летних видов спорта».

На этапе решались следующие задачи:

— разработка научно обоснованных норм потребления основных пищевых веществ и энергии в различных видах спорта;

— разработка базовых рационов питания спортсменов;

— создание электронных баз данных компьютерной программы;

— разработка и внедрение программы функционального питания спортсменов высокого класса с учетом метаболических особенностей вида спорта, уровня спортивного мастерства и генетических особенностей организма.

1. Рациональное питание спортсменов.

1.1 Принципы рационального питания в спорте.

Согласно определению ФАО/ВОЗ (1996) рациональное питание — это физиологически полноценное питание здоровых людей с учетом пола, возраста, физической активности и других факторов.

Питание спортсмена, в соответствии с физиологическими требованиями к рациональному питанию, базируется на концепции адекватного и сбалансированного питания.

При организации питания спортсменов нужно учитывать следующие основные принципы [1]:

1) соответствие энергетической ценности рациона суточным энерготратам, зависящим от пола, возраста, интенсивности и длительности ФН;

2) сбалансированность рациона по основным макрои микронутриентам (белкам, жирам, углеводам, витаминам и минеральным веществам);

3) выбор адекватных форм питания (продуктов, пищевых веществ и их комбинаций), обеспечивающих различную направленность рационов (белковая, углеводная, белково-углеводная) в зависимости от конкретных педагогических задач и метаболического характера тренировок в отдельные периоды тренировочного цикла;

4) распределение рациона в течение дня, строго согласованное с режимом и направленностью тренировок и соревнований.

Известно, что энерготраты являются суммарным выражением нескольких слагаемых величин: основного обмена, специфически-динамического действия пищевых веществ и расхода энергии в результате мышечной деятельности, который зависит от продолжительности, интенсивности и характера физических нагрузок.

Величины основного обмена (ВОО), зависящие от пола, возраста и массы тела приведены в методических рекомендациях «Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения Российской Федерации, 2008 г.». В основном обмене спортсменов наблюдаются сезонные изменения, связанные с величиной физической нагрузки при тренировках. В периоды повышенного объема тренировочных нагрузок величина основного обмена увеличивается, так как интенсивность обмена веществ при этом значительно повышается. Считается, что для спортсменов величина основного обмена соответствует приблизительно 1700 ккал (мужчины, масса тела 70 кг), для спортсменок массой 60 кг — около1400 ккал.

Вторая составляющая суточных энерготрат — это то количество энергии, которое необходимо организму для переваривания, всасывания, транспорта, метаболизма и депонирования пищевых веществ самой пищи (пищевой термогенез). Пищевой термогенез составляет около 10% общих суточных энерготрат [4].

И третья составляющая — это затраты энергии на физическую активность. В зависимости от уровня физической активности человека физическая работа отнимает 1/3 и более всех суточных затрат энергии. У спортсменов энергетические затраты определяются продолжительностью, интенсивностью, характером, нервно-эмоциональным напряжением и климатогеографическими условиями физических нагрузок (ФН) и могут составлять до 8000−1000 ккал в сутки [5−7]. Показано, что у спортсменов в дни соревнований энерготраты могут возрастать на 26−30% по сравнению с тренировочными занятиями при выполнении одинаковой по объёму ФН В основе концепции сбалансированного питания, разработанной академиком А. А. Покровским, лежит определение соотношений отдельных нутриентов в рационе. Эти пропорции находятся в соответствии с ферментными системами организма, отражают сумму метаболических реакций и химическую трансформацию веществ. Правильность концепции подтверждается объективными биологическими законами, определяющими процессы ассимиляции пищи на всех этапах развития живых организмов. Современные научные принципы спортивного питания, касающиеся соотношения основных пищевых веществ (макронутриентов) в рационе спортсменов мало отличаются от рекомендаций для населения в целом. В соответствии с вышеописанным принципом формула сбалансированного питания для спортсменов выглядит так: на 1 г белков должно приходиться от 0,8 до 1 г жиров и 4 г углеводов или в калориях; на 14% белков приходится 30% жиров и 56% углеводов от общей калорийности рациона [1, 9].

Помимо сбалансированного соотношения белков, жиров и углеводов в рационе питания спортсменов формула сбалансированного питания предусматривает и определенную структуру потребления каждого из основных пищевых веществ. Так, для обеспечения организма спортсменов незаменимыми аминокислотами необходимо, чтобы 60% всех белков в рационе составляли полноценные белки животного происхождения. Основное количество углеводов (65−70% от общего числа) рекомендуется употреблять в виде пищевых полисахаридов, 25−30% должно приходиться на простые монои дисахариды и 5% на пищевые волокна. Необходимое количество полиненасыщенных жирных кислот будет обеспечено, если 25−30% жиров составят жиры растительного происхождения [1, 3, 10, 11].

В отдельные периоды спортивной подготовки, в зависимости от специфики тренировочного процесса и конкретных задач, появляется необходимость в пищевых рационах определенной направленности (белковой, углеводной, белково-углеводной и др.). Например, в тренировочный период, направленный на увеличение мышечной массы и развитие силовых качеств, необходимо усилить белковую составляющую рациона питания. При ФН, направленных на развитие выносливости, рацион спортсменов должен иметь выраженную углеводную направленность [1, 3, 12].

Организация рационального питания спортсменов предполагает и определенный режим, который включает в себя распределение приема пищи в течение дня и кратность питания, которые должны быть строго согласованы с графиком и характером тренировок. Следует организовывать 4−5-разовое питание с интервалом между приемами пищи в 2,5−3,5 часа. Между приемом пищи и началом интенсивной мышечной работы должен быть перерыв не менее 1−1,5 часа. По окончании тренировки основной прием пищи должен быть не ранее, чем через 40−60 минут. Не допускается также проведение тренировок натощак, так как они приводят к истощению углеводных ресурсов и снижению работоспособности вплоть до полной невозможности продолжать работу [1, 3, 13].

1.2 Организация питания спортсменов с учетом специфики и метаболической направленности тренировочного процесса.

При организации питания на фоне тренировок, направленных на увеличение силы и мышечной массы, особое внимание следует обращать на достаточное содержание в пищевом рационе белков (2,3−2,7 г/кг массы тела). Энергетическая доля белков в суточном рационе составляет 18% от общего потребления энергии. В период тренировок, направленных на увеличение мышечной силы, рекомендуется дополнительный прием специальных белковых препаратов или аминокислотных смесей. Их рекомендуется употреблять в отставленный период восстановления после интенсивной мышечной деятельности, когда наблюдается повышение концентрации анаболических гормонов (тестостерона, эстрадиола, инсулина и соматотропина) в крови. Положительный эффект на протеиносинтез оказывает прием углеводов в течение первого часа восстановления или смеси аминокислот сразу после ФН. Силовые упражнения и питание независимо активируют инициацию реакций, участвующих в процессах синтеза белков в скелетных мышцах. Применение пищевого фактора в виде смеси аминокислот приводит к полной активации метаболизма, связанного с синтезом белков в скелетных мышцах [14, 15].

Введение

смеси аминокислот спортсменам сразу после силовой физической нагрузки увеличивает синтез белков и рост мышц, а пусковым механизмом этого процесса служит транслокация mTOR к лизосомам с последующей активацией фермента.

Аминокислота лейцин занимает особое положение среди всех незаменимых аминокислот, поскольку является ключевым регулятором процесса трансляции при синтезе мышечных белков. Именно лейцин, а не изолейцин или валин, может повышать активацию сигнального пути mTOR — p70S6к в скелетных мышцах. Повышение концентрации лейцина в мышцах вызывает усиление фосфорилирования фермента mTOR, и это приводит к активации каскада реакций, осуществляющих синтез мышечных белков. Использование лейцина в количествах больших, чем находятся в оптимальной дозе (20−25 г. сывороточных белков содержат 2,5−3.0 г. лейцина) не оказывает эффекта на скорость синтеза мышечных белков и лишь вызывает увеличение окисления аминокислоты.

Снабжение организма спортсмена пищевыми белками или смесями аминокислот не только сразу после окончания силовой тренировки, но и в последующие 24 часа, оказывает стимулирующее влияние на скорость синтеза мышечных белков. Для максимального повышения скорости синтеза мышечных белков после выполнения силовых тренировок для спортсменов весом 70−80 кг рекомендуется прием 20−25 г. быстро расщепляющегося белка (соответственно 8−10 г. незаменимых аминокислот) сразу после тренировки в виде напитка и в последующие 24 часа восстановительного периода.

Установлено также, что на протеиносинтез оказывают влияние микроэлементы: магний (увеличение дозы до 8 мг/кг массы) и бор, приводящий к повышению содержания эстрадиола и тестостерона в плазме. Пищевыми источниками последнего являются молоко, соки и напитки.

При организации питания на фоне тренировок, преимущественно направленных на развитие выносливости, особое внимание следует уделять углеводному компоненту рациона. Это обусловлено тем, что основным энергетическим источником, обеспечивающим эффективное выполнение таких тренировочных программ, является мышечный гликоген, за счет которого может осуществляться как анаэробный, так и аэробный ресинтез АТФ. Его содержание зависит от количества потребляемых углеводов и их типа, времени их приема, продолжительности и интенсивности выполняемой физической работы. Так, при выполнении работы с интенсивностью 60−80% МПК через 2−4 часа запасы гликогена в мышцах могут быть исчерпаны. А при работе с очень высокой мощностью (90−130% МПК) в интервальных 1−5-минутных упражнениях с последующими периодами отдыха, эти запасы могут быть израсходованы после 15−30 минут. Для оптимального восстановления запасов гликогена в мышцах содержание в пищевом рационе углеводов должно быть не менее 60% калорий от общего потребления энергии (8,5−14 г./кг массы тела). При этом рекомендовано основное количество углеводов (65−70% от общей массы) употреблять в виде сложных углеводов — полисахаридов, 25−30% должно приходиться на простые и легкоусвояемые углеводы (сахароза, глюкоза, фруктоза) и 5% - на неперевариваемые пищевые волокна. Необходимо также иметь в виду, что на скорость восстановления запасов гликогена в мышцах влияют скорость поступления углеводов в организм, тип углеводов, время приема углеводов в сочетании с физической нагрузкой. Установлено, что прием углеводов (50 грамм и больше) сразу (первые 20 мин) после больших нагрузок, связанных с проявлением выносливости, а затем через каждые два часа, способствует более быстрому восстановлению содержания гликогена в мышцах. Основной прием пищи рекомендован не ранее 30−45 минут после тренировки, так как пища, богатая жирами и белком, препятствует поступлению глюкозы в кишечник. В подготовительный период тренировок, направленных на развитие выносливости, необходимо повышенное потребление витаминов В₁, В₂, В₅, В₆ и РР [3, 19−21].

При формировании ассортимента продуктов (продуктового набора) для спортсменов необходимо учитывать сдвиги в метаболизме при адаптации к физическим нагрузкам разной длительности и интенсивности. «Напряжения» в обмене веществ обуславливают изменения в потребности организма в определенных компонентах пищи.

Для видов спорта, лежащих в зоне максимальной мощности (спринт, прыжки, тяжелая атлетика) — основной путь ресинтеза АТФ — креатинфосфокиназный механизм. Лимитирующим звеном является количество КФ. Применение препаратов креатин моногидрата 20−30 г./день приводит к повышению работоспособности в максимальной зоне мощности. Наибольший прирост содержания КФ наблюдается в начальные периоды использования этой эргогенной добавки и более выражено у лиц, имеющих изначально более низкое содержание КФ в мышечных волокнах [22, 23]. Синтез креатина, необходимого для образования КФ, протекает в печени и почках и требует участия трех аминокислот — метионина, аргинина и глицина, поэтому у спортсменов повышена потребность в двух первых аминокислотах, являющихся незаменимыми. Кроме того, метионин необходим для синтеза холина, который используется на образование медиатора возбуждения в нервно-мышечном синапсе — ацетилхолина, от которого зависит развитие качества быстроты.

При нагрузках анаэробно-гликолитического характера основным лимитирующим фактором проявления работоспособности является накопление лактата и развитие метаболического ацидоза. Способность спортсмена «терпеть» ацидоз зависит от волевых качеств и емкости буферных систем мышц, связывающих избыток Н⁺. Буферное действие в мышцах оказывает белковая буферная система, этим же свойством обладает креатин и карнозин. Поскольку в синтезе внутриклеточного карнозина лимитирующим компонентом является аминокислота в-аланин, ряд авторов в качестве пищевой добавки при выполнении физических нагрузок использовали различные дозы в-аланина. Было установлено, что прием в-аланина при систематической мышечной деятельности приводит к достоверному повышению концентрации карнозина в скелетных мышцах смягчает степень развития утомления, повышает работоспособность при выполнении кратковременных интенсивных нагрузок, но не оказывает влияния на аэробную работоспособность спортсменов [25, 26] Окисление промежуточного продукта анаэробного (и аэробного) гликогенолиза и гликолиза — фосфоглицеринового альдегида (2 молей из 1 моля окисляемой глюкозы) происходит с участием гликолитического НАД — кофермента дегидрогеназы, в состав которого входит никотинамид. Поэтому при выполнении мышечной деятельности в зоне субмаксимальной мощности, вероятно, требуется повышенное потребление витамина РР. Нагрузки анаэробно-гликолитического характера сопровождаются снижением содержания гликогена мышц и (ввиду гипоксии в клетках) деградацией мышечных белков, что требует повышенного потребления углеводов и белков с пищей в период восстановления после мышечной деятельности, и их совместное потребление оказывает положительное влияние как на протеиносинтез, так и гликогенез.

При мышечной деятельности смешанного или аэробного характера — основным путем образования АТФ является окислительное фософорилирование в митохондриях клеток. Окисляемыми субстратами при этом являются: пируват, изоцитрат, -кетоглютарат, сукцинат, малат, жирные кислоты, аминокислоты (аланин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты, лейцин, изолейцин и валин), кетоновые тела. Окисление этих веществ происходит под действием дегидрогеназ, коферментами которых являются НАД или ФАД, содержащие витамины РР и В₂. В качестве источника энергии используются углеводы и липиды, при этом скорость истощения углеводов увеличивается с повышением интенсивности мышечной нагрузки. Это требует повышенного потребления углеводов, как в тренировочном цикле, так и при соревновательной деятельности. В отдельные дни содержание углеводов может превышать 60% калорийности суточного рациона, главным образом, за счет снижения потребления жиров (менее 25%), при неизменном потреблении белков (15%). Кроме того, доказано, что гликоген как субстрат гликогенфосфорилазной реакции сам активирует скорость своего расщепления, и чем больше дорабочее содержание гликогена, тем выше скорость его утилизации. Поэтому для питания в видах спорта, направленных на развитие выносливости, рекомендуется употребление специальных углеводных напитков, фруктовых соков несколько раз в течение дня в сочетании с физическими нагрузками [13, 27, 28].

Стадией, лимитирующей процесс окисления свободных жирных кислот (СЖК) в митохондриях мышечных клеток, является карнитин-зависимый транспорт. Карнитин — специфический переносчик ЖК в митохондрии, синтезируется в организме при участии двух аминокислот — метионина и лизина. При выраженном недостатке лизина не может синтезироваться достаточное количество карнитина и нарушается процесс окисления ЖК. Скелетные мышцы могут также окислять аминокислоты с разветвленной цепью через реакции переаминирования с пировиноградной кислотой. В условиях истощения гликогена окисление этих кислот в скелетных мышцах возрастает, например, лейцина — в 5 раз. Увеличение содержания белков в пище может являться не только фактором, приводящим к повышению мышечной массы, но и приводить к повышению их вклада в энергетическое обеспечение мышечной деятельности, сохраняя содержание гликогена в мышцах и печени, и препятствуя развитию гипогликемии. При длительной мышечной деятельности, когда может снижаться уровень аминокислот с разветвленной цепью в крови, а триптофан в достаточном количестве поступает в нервную ткань, что приводит к синтезу серотонина, может развиться так называемая «ментальная релаксация». Другими словами, это является одной из причин утомления при длительных физических нагрузках. Повысить спортивную работоспособность при длительных физических нагрузках можно за счет приема напитков, богатых смесью аминокислот лейцина, изолейцина и валина, а также употребления специальных углеводных напитков, фруктовых соков несколько раз в течение дня. Питание при работе в смешанном режиме требует сохранения пропорций между белками, жирами и углеводами — 1: 0,9: 4. В то время как работа в аэробном режиме на выносливость требует значительной калорийности пищи и повышения доли углеводов, фосфолипидов и ПНЖК [3, 13].

1.3 Принципы построения и расчета рационов питания.

Методология формирования суточных наборов пищевых продуктов для различных групп населения хорошо известна и представлена в методических пособиях и рекомендациях [2, 4, 32].

Однако разработка суточных рационов для спортсменов предполагает, прежде всего, предварительную оценку потребностей спортсменов в пищевых веществах, которые определяются содержанием и конкретной структурой каждого дня микроцикла, а также метаболической характеристикой ФН (высокие уровни молочной кислоты, резкий дефицит буферных оснований в крови, некомпенсированный метаболический ацидоз, возможно, высокие уровни мочевины утром натощак в микроциклах моделирующих соревновательные нагрузки).

При составлении рационов питания спортсменов необходимо учитывать интегральный характер ФН в течение каждого дня тренировок, дни отдыха и главные задачи отдельных этапов спортивной подготовки.

Таким образом, в отдельные периоды годичного тренировочного цикла в зависимости от конкретных задач и метаболического характера тренировочной нагрузки, рационы должны иметь различную направленность (белковую, углеводную, белково-углеводную и др.).

Спортсменам, специализирующимся в видах спорта, направленных на проявление и развитие выносливости (общей и специальной) рекомендуется рацион, в котором доля белков в общем количестве потребляемых калорий составляет 14−15%, жиров — 25%, углеводов — 60−61%.

Рационы, рекомендуемые спортсменам — представителям видов спорта на выносливость с силовым компонентом, должны быть усилены за счет белковой части рациона, и калорийность, обеспечиваемая белками, жирами и углеводами, составляет соответственно15−16, 27 и 57−67%.

В рационе спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта, содержание белков немного выше, а углеводов — ниже, чем у представителей видов спорта на выносливость, и доля белков, жиров и углеводов в энергетическом обеспечении рациона составляет соответственно 17−18, 30 и 52−53%.

Спортсмены силовых видов спорта (тяжелая атлетика, метания, пауэрлифтинг) в отдельные периоды тренировочного процесса, направленного на развитие силы и увеличение мышечной массы, при выполнении ФН значительной интенсивности и объема, нуждаются в повышенном потреблении белка. Калорийность, обеспечиваемая белками, может составлять в этом периоде 18−20%, жирами — 31−30%, углеводами — 40−50%. Известно, что с увеличением энерготрат, потребность в основных пищевых веществах соответственно возрастает. Однако необходимо учитывать, что чрезмерное увеличение белка в рационе может оказать неблагоприятное воздействие на организм спортсмена. В связи с этим, при возрастании калорийности рациона, доля белка в энергообеспечении рациона должна соответственно снижаться. Предельно допустимая суточная норма потребления белка составляет 3 грамма на килограмм массы тела [1, 3, 34, 35].

Примерный суточный рацион, рекомендуемый спортсменам игровых видов спорта, требующих проявления как скоростно-силовых качеств, так и выносливости, отличается достаточно высоким содержанием белка (16% ккал) и углеводов (56% ккал). Содержание жира соответствует 28% от общей калорийности рациона.

Аналогичные рекомендации прослеживаются в рекомендациях отечественных и зарубежных ученых, занимающихся вопросами питания спортсменов [11, 12, 21, 28, 36−39].

1.4 Создание и использование компьютерных программ по оптимизации питания спортсменов.

Современный рынок компьютерных программ по анализу и синтезу рационов и режимов питания обширен и представляет собой коммерческие и популярные программы представленные на страницах Интернета. Это, например, программы разработанные на платформе «1С: Предприятие 8» [40], ассоциацией компаний «Breath Technologies» [41], «Диетический калькулятор» от Diet & Diary [42], программа «Консультант по шейпинг-питанию» [43], «Автоматизированная система организации питания различных групп населения» [44], программы UFO-Fit Body и Cyber diet [45, 46]. Доступный анализ таких программ показывает, что в основе работы лежат базы данных о химическом и пищевом составе продуктов и блюд, простейших представлений о метаболических параметрах физических нагрузок, распространенных ошибок питания, наследуемых и приобретенных факторов риска.

Исключение составляет разработка Н. Н. Шишиной, где на основе биологических принципов питания представлены некоторые алгоритмы программы по формированию многодневных рационов и меню питания с учетом заданных условий с повторяемостью в две недели. Программа написана на устаревших языках программирования и для первых отечественных ЭВМ и не может быть использована в настоящее время. Однако ряд принципов и алгоритмов не утратили актуальности, особенно ручной алгоритм для выбора меню с оригинальным построением библиотеки блюд.

По нашим представлением, учитывая изложенное выше, будущая программа должна решать следующие задачи:

— анализ питания спортсменов различных видов спорта, путем сравнения величин фактического с известными нормами;

— предлагать примерный командный рацион питания с учетом этапа подготовки и метаболической направленности физический нагрузок;

— составлять технологические карточки-раскладки блюд и формировать меню рациона;

— предлагать индивидуальный рацион питания с учетом антропометрических данных, состояния здоровья и этапа подготовки;

— выдавать рекомендации, учитывая принципы нутригенетики;

— выдавать рекомендации по питьевому режиму спортсмена;

— выдавать рекомендации при тренировках на развитие силы и мышечной массы;

— выдавать рекомендации при снижении массы тела;

— выдавать рекомендации по применению БАД (нутрицевтиков) на этапах подготовки.

Программа должна предусматривать пополнение и хранение всей вводимой и выходной информации.

Компьютеризированные программы питания позволят врачам, тренерам, специалистам и самим спортсменам организовать питание как предсказуемый, научно обоснованный процесс ускорения восстановления, адаптации к физическим нагрузкам и совершенства спортивного мастерства.

2. Методы и организация исследований.

2.1 Методы исследования.

Расчет норм потребления основных пищевых веществ и микронутриентов в различных видах спорта проводили в соответствии с рекомендациями Института питания РАМН и ФГБУ СПбНИИФК [2, 9]. Рационы питания разрабатывали на основе методических рекомендаций ФГБУ СПбНИИФК.

Для создания электронной базы данных пищевых продуктов и блюд использовали справочник «Химический состав российских пищевых продуктов» и базы данных Министерства Сельского Хозяйства США (USDA SR 23).

Написание компьютерной программы проводилось на языке C++ с использованием платформы C++ Builder 3.0.

2.2 Организация исследования.

Для расчета энергетической и пищевой ценности рационов были использованы материалы собственных исследований по энерготратам организма спортсменов, их пищевому статусу и фактическому питанию, представленные в виде научных отчетов ФГБУ СПбНИИФК за период 2003;2013 гг.

3. Результаты исследований.

3.1 Разработка научно обоснованных норм потребления основных пищевых веществ и энергии в различных видах спорта.

Расчет потребности в энергии пищи произведен на основе собственных полученных данных (с учетом специфики динамического действия пищи) и в сравнении с литературными [51−53]. Представленные данные могут служить ориентиром для составления базовых рационов питания по группам видов спорта (таблица 1).

Таблица 1 — Суточные энергетические траты спортсменов [51].

Ниже приводятся сведения по энергетической стоимости отдельных видов спорта согласно данным консультативного Совета по питанию элитных спортсменов немецкой олимпийской спортивной лиги — Deutscher Olympische Sportbund (DOSB) и сведений из статьи H. Montoye (таблица 2) [52, 53].

Таблица 2 — Энергетические траты в отдельных видах спорта [52, 53].

Нами разработаны следующие нормы потребления основных пищевых веществ и энергии российских спортсменов с учетом средних весовых показателей и суточных энерготрат (таблица 3), которые легли в основу расчета базовых рационов питания для различных групп видов спорта.

Таблица 3 — Суточная потребность спортсменов в основных пищевых веществах и энергии.

Расчет потребности спортсменов по витаминам, минералам и некоторым биологически активным веществам возможен, только ориентируясь на известные рекомендации МЗ РФ и методические рекомендации ФГБУ СПбНИИФК, разработанные ранее. Ниже приводятся табличные данные о потребностях в этих компонентах пищи (таблицы 4, 5). Более современные сведения могут быть получены в дополнительных и специальных исследованиях.

3.2 Разработка базовых рационов питания спортсменов.

Группа I — виды спорта с преимущественным проявлением выносливости. В эту группу видов спорта входят спортивная ходьба, бег на сверхдлинные дистанции (марафон), плавание (открытая вода), лыжные гонки, лыжное двоеборье, биатлон, велогонки на шоссе, конькобежный спорт (длинные дистанции), водное поло:

Рацион I-1 — 4000 ккал; рацион I-2 — 5000 ккал; рацион I-3 — 6000 ккал; рацион I-4 — 7000 ккал.

На различных этапах подготовки рекомендуются следующие рационы:

базовая подготовка — рацион I-3 или рацион I-4;

предсоревновательный этап подготовки — рацион I-3 или рацион I-4;

соревновательный этап — рацион I-3 или рацион I-4;

восстановительный этап — рацион I-1 или рацион I-2.

В таблице 6 представлены калорийность и химический состав рационов I группы.

Пример продуктового набора в граммах рыночного продукта для рациона I-1 представлен в таблице 7 и составляется при разработке рационов из 25 групп продуктов. При необходимости возможна замена животных белков в рационе согласно таблицам взаимозаменяемости.

Таблица 4 — Суточная потребность в витаминах спортсменов различных специализаций, мг.

Таблица 5 — Суточная потребность спортсменов различных специализаций в минералах.

Таблица 6 — Калорийность и химический состав рационов I группы.

Таблица 7 — Рацион I-1 (калорийность 4000 ккал): продуктовый набор

Поскольку в разработанную компьютерную программу питания спортсменов «Атлетика» включен модуль «Рационы», позволяющий составлять продуктовый набор в автоматическом режиме, а набор продуктов для всех видов спорта одинаков, по другим рационам продуктовые наборы не описываются.

Группа II — виды спорта скоростно-силовой направленности. В эту группу входят легкая атлетика (спринт, барьерный бег, многоборья, прыжки), конькобежный спорт (спринт), современное пятиборье, гимнастика, фигурное катание и др.

Рацион II-1 — 3000 ккал; рацион II-2 — 4000 ккал; рацион II-3 — 5000 ккал; рацион II-4 — 6000 ккал.

Для спортсменов скоростно-силовых видов спорта на различных этапах подготовки рекомендуются следующие рационы:

базовая подготовка — рацион II-3 или рацион II-4;

предсоревновательный этап и дни соревнований — рацион II-2 или рацион II-3, или рацион II-4 (десятиборье);

восстановительный этап — рацион II-2 или рацион II-3.

В отдельные периоды подготовки для гимнастики и фигурного катания рекомендовано: рацион II-1 — для женщин, рацион II-2 — для мужчин; для десятиборцев рекомендуется рацион II-4.

Калорийность и химический состав рационов II группы представлены в таблице 8.

Таблица 8 — Калорийность и химический состав рационов II группы.

Группа III — спортивные игры и единоборства. К этой группе относятся баскетбол, волейбол, футбол, гандбол, хоккей с шайбой и мячом, хоккей на траве, теннис, настольный теннис, бадминтон, бокс, борьба и др.

Рацион III-1 — 4000 ккал; рацион III-2 — 5000 ккал; рацион III-3 — 6000 ккал; рацион III -4 — 7000 ккал.

На различных этапах подготовки рекомендуются следующие рационы:

базовая подготовка: для мужчин — рацион III-2 или рацион III-3; для женщин — рацион III-1 или рацион III-2; при повышенных нагрузках — рацион III-2;

предсоревновательный этап и дни соревнований: для мужчин — рацион III-2 или рацион III-3; для женщин — рацион III-1 или рацион III-2;

восстановительный этап — рацион III-2.

Калорийность и химический состав рационов III группы представлены в таблице 9.

Таблица 9 — Калорийность и химический состав рационов III группы.

Группа IV — Виды спорта с проявлением выносливости с силовым компонентом. В эту группу входят гребля академическая, гребля на байдарках и каноэ, гребной слалом, велогонки на треке.

Рацион IV-1 — 4 000 ккал; рацион IV-2 — 5000 ккал; рацион IV-3 — 6000 ккал; рацион IV-4 — 7000 ккал.

На различных этапах подготовки спортсменов-мужчин в зависимости от массы тела рекомендуются следующие рационы:

этап базовой подготовки: средний вес 70 кг — рацион IV-1; средний вес 90−95 кг — рацион IV-3 или рацион IV-4;

этап соревновательной подготовки: средний вес 90−95 кг — рацион IV-2.

В таблице 10 представлены калорийность и химический состав рационов IVгруппы.

Таблица 10 — Калорийность и химический состав рационов IVгруппы.

3.3 Разработка и внедрение программы функционального питания спортсменов высокого класса с учетом метаболических особенностей вида спорта, уровня спортивного мастерства и генетических особенностей организма.

Создана компьютерная программа питания спортсменов «Атлетика» для анализа, коррекции и выбора режимов питания, рационов и функциональных блюд (рисунок 1).

Программа написана на языке «С++Builder» и содержит следующие блоки:

- база данных по пищевым продуктам и блюдам;

— база данных по видам спорта;

— база по рационам питания;

— модуль диетсестры;

— рекомендации по организации рационального питания спортсменов;

— рекомендации по питьевому режим, направленности тренировочного процесса, основным принципам применения специализированных продуктов спортивного питания, потребностям юных спортсменов в витаминах и минералах, особенностям питания при заболеваниях ЖКТ и принципам нутригенетики.

Рисунок 1 — Компьютерная программа по организации питания спортсменов «Атлетика».

Программа позволяет:.

— проводить изучение химического состава и энергетической ценности рационов питания по 21 основному показателю;

— разрабатывать индивидуальные и командные рационы питания с учетом этапа подготовки и метаболической направленности физических нагрузок;

— составлять суточные продуктовые наборы и меню в зависимости от поставленных тренировочных задач;

— проводить анализ питания спортсменов четырех групп видов спорта путем сравнения величин фактического с известными нормами;

— предлагать командный и индивидуальный рацион с учетом этапа подготовки и метаболической направленности физических нагрузок;

— проводить коррекцию фактического питания спортсменов с учетом как командных, так и индивидуальных показателей;

— выдавать рекомендации по питьевому режиму спортсменов и применению БАД на различных этапах подготовки; особенностям питания на основе генетических особенностей метаболизма;

— выдавать рекомендации по питанию при тренировках, направленных на развитие силы и мышечной массы и рекомендации при снижении массы тела;

— пополнять и хранить всю вводимую и выходную информацию;

— составлять и рассчитывать карточки-раскладки, формировать многодневные меню, вести накопительные ведомости и ведомости посещаемости столовой.

Ниже представлен принцип работы с программой «Атлетика» (рисунки 1−12).

Рисунок 2 — Выбор вида спорта из базы данных или создание индивидуальной карточки для дальнейших расчетов Рисунок 3 — Окно настройки параметров расчета рационов Рисунок 4 — Окно «Нормы» (информация по нормам питания как с учетом командных, так и индивидуальных параметров) Рисунок 5 — Выбор рациона по группам вида спорта в соответствии с этапом подготовки спортсмена.

При нажатии на соответствующую кнопку окна «Рационы» появляется диалоговое окно с перечнем продуктов рациона с соответствующим пересчетом базовых рационов по средним командным и или индивидуальным весам.

Рисунок 6 — Диалоговое окно суточного рациона Рисунок 7 — Расчет питания с выбором продуктов и готовых блюд из базы данных.

Вводится время приема пищи, кнопка «искать блюдо» позволяет найти его в базе данных, вводится вес и нажимается кнопка «ем». Кнопки «не ем» и «очистить» позволяют удалить информацию о блюде или всем списке блюд из окна расчета.

Рисунок 8 — Диалоговое окно «Поиск блюд» в базе данных При использовании модуля «Диетсестра» появляется возможность составления карточек-раскладок, меню и меню-раскладок организованного питания.

Рисунок 9 — Диалоговое окно «Настройка групп продуктов» модуля «Диетсестра».

Рисунок 10 — Диалоговое окно «Карточки раскладки» модуля «Диетсестра».

Позволяет создавать и хранить карточки-раскладки приготовляемых блюд с целью формирования ежедневных меню.

Рисунок 11 — Диалоговое окно «Меню» модуля «Диетсестра».

Окно «Буфер печати» позволяет накапливать и выводить на печать всю необходимую информацию.

Рисунок 12 — Окно «Буфер печати».

Используя на панели инструментов кнопки «Эссенциальные компоненты», «Питьевой режим», «БАД» «Катаболика» «Анаболика», «Нутригенетика» и «Диетология», можно получить соответствующую справочную информацию.

С применением компьютерной программы были рассчитаны дневные рационы сборной команды Санкт-Петербурга по фигурному катанию на коньках. Пример меню и продуктовый набор представлены в таблицах 11, 12.

Таблица 11 — Примерное меню 4-разового питания для тренировочного мероприятия фигуристов (день 1).

Результаты исследований, проводимых в рамках заданной темы, докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях «Методы оценки и повышения работоспособности у спортсменов», (СПб, 2013), «Безопасный спорт» (СПб, 2014 гг.), «Профилактическая медицина -2012» (СПб, 2012), «Паралимпийское движение на пути к Сочи» (СПб, 2013).

IV Международном конгрессе «Спорт, человек, здоровье» (СПб, 2013).

Это скорее всего можно вставить в Заключение, но при этом названия конференций, даты проведения и т. п. — ПОЛНОСТЬЮ.

Программа направлена на государственную регистрацию в РОСПАТЕНТ.

Заключение.

Итогом проведения научных исследований является разработанная компьютерная программа питания спортсменов «Атлетика». Программа апробирована при оценке и организации питания в СПб СДЮСШОР и СПб СДЮСШОР «Комета», о чем представлены акты внедрения. Применение программы позволило ввести коррекцию в рационы фактического питания спортсменов.

Для научного обоснования содержимого модулей программы разработаны 12 базовых рационов по трем группам видов спорта, определены суточные энергопотребление количество макронутриентов и структура их потребления в зависимости от спортивной специализации, метаболической направленности тренировочного процесса и этапа спортивной подготовки.

Разработанная компьютерная программа включает расширенную базу данных по продуктам питания (около 1300 наименований продуктов и готовых блюд), расширенную базу данных по видам спорта и потребностям спортсменов в основных пищевых веществах и незаменимых компонентах пищи. Проведена дифференцировка продуктов питания по соотношению, моно-дисахаридов и полисахаридов, включены данные по содержанию холестерина, полиненасыщенных жирных кислот, основных витаминов и минералов. В первые в программу включен справочный модуль «Нутригенетика», позволяющий при наличии данных генетического анализа проводить коррекцию питания. Это позволяет не только оценить меню спортсмена по соотношению основных пищевых компонентов, но и судить о функциональном («здоровом») питании, что особенно важно при наличии заболеваний ЖКТ или предрасположенности к заболеваниям, связанным с нарушением обмена веществ. Сбалансированное, рациональное питание спортсменов позволяет не только повышать уровень адаптации к спортивным нагрузкам, но играть существенную роль в профилактике развития многих неинфекционных заболеваний.

Программа прошла апробацию: при оценке и разработке рационов сборной команды Санкт-Петербургской ДЮСШ олимпийского резерва по фигурному катанию на коньках; оценке фактического питания спортсменов сборных команд Санкт-Петербурга, обучающихся на базе СПбБОУ «Городская комплексная специализированная детско-юношеская школа олимпийского резерва «Комета».

Результаты исследования используются в учебном процессе студентов по программе «Диетология» и курсах повышения квалификации тренеров-преподавателей физической культуры ФГБОУ ВПО «НГУ им. П. Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург».

Разработаны следующие методические рекомендации:

1) «Применение методов генетического анализа в спорте» (2012 год);

2) «Нутригенетика в спорте» (2013 год);

3) «Разработка программ питания спортсменов» (приложение Б).

Получено два акта внедрения (приложение В).

Таким образом, в соответствии с техническим заданием к государственному заданию на оказание государственных услуг (выполнение работ) по теме «Разработка программ функционального питания спортсменов в разных видах спорта с учетом генетических особенностей организма спортсменов высокого класса» (приказ Минспорта России от 20 декабря 2013 года № 1096) работа выполнена в полном объеме.

Список использованных источников.

1 Рогозкин, В. А. Питание спортсменов / В. А. Рогозкин, А. И. Пшендин, Н. Н. Шишина. — М.: Физкультура и спорт, 1989. — 160 с.

2 Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации (МР 2.3.1.2432−08) от 18 декабря 2008 г. ОТКУДА ВЗЯТО, КТО РАЗРАБОТЧИК?

3 Пшендин, А. И. Рациональное питание спортсменов. Для любителей и профессионалов / А. И. Пшендин. СПб: «Олимп», 2003. 158 с.

4 Мартинчик, А. Н. Питание человека (Основы нутрициологии) / А. Н. Маритинчик, И.ВМаев., А. Б. Петухов. — М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2002. — 572 с.

5 Linderman, A.K. Nutrient intake in an ultra endurance cyclists / А.К. Linderman // J. Sport Nutrition. — 1991. — V.1 — P.79−85.

6. Energy intake and expenditure during a 6-day cycling stage race. / N.J., I.J., A.K. et al. // Scand. J. Med. Sci. Sports. — 2010. — V.20. — P.609−618.

7 Montoye, H.J. Energy cost of exercise and sport / H.J. Montoy; еd. R. Maughan // Nutrition in spor. — NY — London — Paris: Blackwell Science, 2000. — P.53−72.

8 Покровский, А. А. Беседы о питании / А. А. Покровский. - 2-ое изд. — М.: Экономика, 1968. — 356 с.

9 Основные принципы питания спортсменов: методические рекомендации / В. А. Рогозкин, А. И. Пшендин, Н. Н. Шишина — Л.: ЛНИИФК, 1988. — 32 с.

10 Спортивная фармакология и диетология / Под ред. С. А. Олейника, Л. М. Гуниной. М. — СПб — Киев: Диалектика, 2008. — 249 с.

11 Полиевский, С. А. Основы индивидуального и коллективного питания спортсменов / С. А. Полиевский. — М.: Физкультура и спорт, 2005. — 384 с.

12 Токаев, Э. С. Технология продуктов спортивного питания: учебное пособие / Э. С. Токаев, Р. Ю. Мироедов, Е. А. Некрасов, А. А. Хасанов. — М.: МГУПБ, 2010. — 108 с.

13 Гольберг Н. Д. Питание юных спортсменов / Н. Д. Гольберг, Р. Р. Дондуковская. — М.: Советский спорт, 2012. — 280 с.

14 Witard, O.C. Myofibrillar muscle protein synthesis rates subsequent to a meal in response to increasing doses of whey protein at rest and after resistance exercise / O.C. Witard, S.R. Jackman, L. Breen et al. // Am. J. Clin. Nutr. — 2014. — V.99 — Р.86−95.

15 Cermak, N.M. Protein supplementation augments the adaptive response of skeletal muscle to resistance-type exercise training: a meta analysis / N.M. Cermak, P.T. Res, L.C.de Groot, W.N. Saris, L. J van Loon // Am. J. Clin Nutr. — 2012. — V.96. — P.1454−1464.

16 Jewell, J.L. Amino acid signaling upstream of mTOR / J.L. Jewell, R.C. Russelle, K.L. Quan // Nat. Rev. — 2013. — V.14. — Р.133−139.

17 Burd, N.A. Enhanced amino acid sensitivity of myofibrillar protein synthesis persists for up to 24h after resistance exercise in young men / N.A. Burd, D.W. West, A.W. Staples et al. / J. Nutr. — 2011. — V.141. — P.568−573.

18 Pascoe, D.D. Glycogen resynthesis in skeletal muscle following resistive exercise / D.D. Pascoe, D.L. Costill, W.J. Fink et al. // Medicine and Science in Sports and Exercise. — 1993. — V.25. — P.349−354.

19 Stellingwerff, T. Case study: nutrition and training periodization in three elite marathon runners / T. Stellingwerff // Int. J. Sport. Nutr. Exersice Met. — 2012. — V.92. — P.392−400.

20 Stellingwerff, T. Nutritional strategies to optimize training and racing in middle-distance athletes / T. Stellingwerff, M. Boit, P. Res // Journal of Sports Sciences. — 2007 — V.25 (S1). — P. S17-S28.

21 Burke, L.M. Energy and carbohydrate for training and recovery / L.M. Burke, A.B. Loucks, N. Broad // Journal of Sports Sciences. — 2006 — V.24. — P.675−685.

22 Sheppard, H.L. Use of creatine and other supplements by members of civilian and military health clubs: A cross-sectional survey / H.L. Sheppard, S.M. Raichada, K.M. Kouri // International Journal of Sport Nutr. Exercise Met. — 2000. — V.10. — P.245−259.

23 Nieper, A. Nutritional supplement practices in UK junior national track and? eld athletes / A. Nieper // British Journal of Sports Medicine. — 2005. — V.39. — P.645−649.

24 Costill, D. Leg muscle pH following sprint running / D. Costill, A. Barnett, R. Sharp et al. // Med. Sci. Sports Exerc. — 1983. — V.15. — P.325−329.

25 Derave, W. Muscle carnosine metabolism and beta-alanine supplementation in relation to exercise and training / W. Derave, I. Everaert, S. Beeckman, A. Baguet // Sports Med. — 2010. — V.40. — P.247−263.

26 Hill, C.A. Influence of beta-alanine supplementation on skeletal muscle carnosine concentrations and high intensity cycling capacity / C.A. Hill, R.C. Harric, H.J. Kim et al. // Amino Acids. — 2007. — V.32. — P.225−233.

27 Burke, L.M. Carbohydrates for training and competition / L.M. Burke, J.A. Hawley, S.H.S. Wong, A.E. Jeukendrup // Journal of Sport Sciences. — 2011. — V.29. — P. S17-S27.

28 Jeukendrup, A. Nutrition for endurance sports: Marathon, triathlon, and road cycling / A. Jeukendrup // Journal of Sport Sciences. — 2011. — V.29. — P. S91-S99.

29 Stellingwerff, T. Signi? cant intramyocellular lipid use during prolonged cycling in endurance trained males as assessed by three different methodologies / T. Stellingwerff, H. Boon, R.A. Jonkers et al. // American Journal of Physiology: Endocrinology and Metabolism. — 2007. — V.292. — P. E1715-E1723.

30 Phillips, S.M., Dietary protein for athletes: From requirements to optimum adaptation / S.M. Phillips, L.J. Van Loon // Journal of Sport Sciences. — 2011. — V.29. — P. S29-S38.

31 Meeusen, R. Amino acids and the brain: do they play a role in «central fatigue»? / R. Meeusen, P. Watson // Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. — 2007. — Suppl. — P. S37-S46.

32 Рацион, питание и предупреждение хронических заболеваний ЧТО ЗА ДОКУМЕНТ?. — Женева: ВОЗ, 1993. — 208 с.

33 Rodriguez, N.R. American College of Sports Medicine position stand: Nutrition and athletic performance / N.R. Rodriguez., N.M. Di Marco, S. Langley // Med. Sci. Sports Exerc. — 2009. — V.41. — P.709−731.

34 Slater, G. Nutrition guidelines for strength sports: Sprinting, weightlifting, throwing events, and bodybuilding / G. Slater, S.M. Phillips // Journal of Sport Sciences. — 2011. — V.29. — P. S67-S77.

35 Burd, N.A. Exercise training and protein metabolism: In? uences of contraction, protein intake, and sex-based differences / N.A. Burd, J.E. Tang, D.R. Moore, S.M. Phillips / J. Applied. Phys. — 2009. — V.106. — P.1692−1701.

36 Burke, L.M. Carbohydrates and fat for training and recovery / L.M. Burke, B. Kiens, J.L. Ivy // Journal of Sports Sciences. — 2004. — V.22. — P.15−30.

37 Phillips, S.M. Protein requirements and supplementation in strength sports / S. Phillips // Nutrition. — 2004. — V.20. — P.689−695.

38 Zello, G.A. Dietary reference intakes for the macronutrients and energy: Considerations for physical activity / G.A. Zello // Appl. Phys. Nutr. Met. — 2006. — V.31. — P.74−79.

39 Арансон, М. В. Спортивное питание: состояние вопроса и актуальные проблемы / М. В. Арансон, С. Н. Португалов // Вестник спортивной науки. — 2011. — № 1 — С. 33−37.