iun. 29, 2016 | 2 comments | Serban Damian, Superfit, cardiometabolic, ciclisti, lucrare, master, nutritionist, studiu, test

De aproape zece ani, viața mea este strâns legată de sport. Pe de-o parte pentru că sunt și eu un sportiv amator (cu rezultate prea puțin importante, dar pasionat), pe de altă parte pentru că profesional, preocupările mele s-au îndreptat tot mai mult către sport, mai întâi prin prisma nutriției sportive și de curând și prin cea a fiziologiei sportive. În urmă cu doi ani mi s-a făcut brusc dor de școală (glumesc) și am început un master în “Nutriție și siguranță alimentară” la UMF “Carol Davila”, pe care recent l-am și încheiat (ca șef de promoție – nu mă pot abține, trebuie să mă laud :D). Era oarecum firesc ca la lucrarea de dizertație să îmi aleg ceva ce are legătură cu domeniile de interes menționate așa că am făcut un studiu pe cicliști, care mi-a scos câțiva peri albi, dar în final mi-a făcut plăcere. O să vă povestesc pe scurt despre acest studiu, în cele ce urmează.

Alimentația este una dintre componentele de maximă importanță ale pregătirii sportive, fiind unul dintre determinanții performanței sportive. În documentul elaborat de către Comitetul Internațional Olimpic în anul 2004 se afirmă: “Cantitatea, compoziția și temporizarea aportului alimentar poate afecta profund performanța sportivă. O practică nutrițională bună va ajuta sportivul să se antreneze mai intens, să se refacă mai rapid și să se adapteze mai eficient, cu un risc mai redus de îmbolnăvire și de accidentare. Sportivii trebuie să adopte strategii nutriționale specifice înainte și pe durata competiției pentru a ajuta la maximizarea performanțelor.”

Pornind de la aceste premize, este necesar să aplicăm în nutriția sportivilor recomandările din ghiduri care se bazează pe studii de specialitate. Spre deosebire de populația “nesportivă”, în cazul sportivilor, mai ales cei de performanță, detaliile pot face diferența.

Studiul meu a urmărit să arate că anumite modificări acute (pe termen scurt, de 2-3 zile) ale compoziției regimului alimentar înaintea unui efort fizic (antrenament sau competiție) ar putea să influențeze modalitatea în care organismul accesează substraturile energetice, ceea ce în termeni practici ar putea să însemne o disponibilitate energetică mai crescută sau mai redusă și astfel un timp mai bun sau mai slab.

Întrebarea de la care am pornit studiul este aceea dacă creșterea “acută” a proporției de carbohidrați, deci cu 2-3 zile înaintea unui efort ar putea să inducă o modificare a raportului în care sunt utilizate lipidele și carbohidrații la diverse trepte de efort.

Studiul de față a fost realizat cu cicliști amatori, însă consider că poate fi extrapolat în cele mai multe sporturi de anduranță (deci dragi alergatori si inotatori, nu parasiti inca siteul 🙂 ).

Majoritatea curselor de ciclism de șosea sunt performate la o intensitate submaximală a efortului, pe durate de timp lungi. Astfel, cicliștii de șosea, în special cei de elită sunt caracterizați nu numai printr-o capacitate aerobă maximal crescută, dar și prin abilitatea de a susține un procent mare din puterea maximă pe o durată mare de timp. Cursele de ciclism de șosea variază în funcție de lungime și de teren. O cursă pe teren plat pare să favorizeze sprinterii puternici, spre deosebire de cursele de trei săptămâni, cu etape și cu numeroase traversări montane, care îi favorizează pe sportivii specializați în cățărări. Deloc surprinzător, în rândul cicliștilor au apărut specializări, având menirea să capitalizeze atributele fiziologice individuale.

Cicliștii, indiferent dacă concurează pe șosea, pe pistă sau pe munte se caracterizează printr-o putere aerobă mare (VO2max). Deși, fără îndoială, numeroși factori contribuie la rezultatul sportiv și la performanțe în competițiile sportive, modelele stabilite prin numeroase studii sugerează că VO2max este unul dintre principalii factori fiziologici care contribuie la performanță în ciclismul de șosea. În multe situații, atât pe șosea, cât și pe pistă, cicliștii sunt puși în situația să producă eforturi supramaximale și astfel să solicite ambele căi metabolice – aerobă și anaerobă. O valoare crescută a VO2max cuplată cu capacitatea de a ajunge la această valoare rapid și de a o menține o perioadă, oferă sportivului posibilitatea de a dezvolta capacitatea de a elibera rapid, masiv și într-un mod susținut energie pe calea aerobă, în același timp reducând perioada cât organismul trebuie să se bazeze în proporție mare pe deficitul de oxigen. Astfel, nu e nicio surpriză că VO2max și indicii asociați au fost puternic corelați cu performanța în ciclism.

O componentă genetică puternică a VO2max îl face să fie un parametru util pentru identificarea talentelor. Cu toate acestea, VO2max poate fi de asemenea modulat de o varietate de intervenții în antrenament, cum ar fi antrenamentul la altitudine și antrenamentele cu intervale de intensitate mare (HIIT); astfel, testarea performanțelor înainte și după perioada de intervenții în programul de antrenament poate să ofere indicații despre succesul acestuia și despre răspunsurile evocate de sportiv.

Totuși VO2max nu este singurul determinant al performanței în sporturile de anduranță, ci și modul în care organismul sportivului accesează substraturile energetice.

Se cunoaște de mult timp faptul că unul dintre factorii principali ce determină rata oxidării grăsimii în timpul efortului fizic este intensitatea acestuia. Romjin et al. a fost unul din cele câteva grupuri de cercetare care au arătat că oxidarea grăsimii este mai redusă la o intensitate scăzută (25 % din rata maximă  a consumului de oxigen (VO2max)) față de o intensitate moderată (65 % din VO2max) și este din nou mai redusă la o intensitate ridicată (85 % VO2max). Aceste rezultate sugerează că există o intensitate a efortului fizic la care indivizii înregistrează rate maximale ale oxidării grăsimii.

Se consideră că ratele ridicate ale oxidării grăsimii pot fi benefice pentru o mare varietate de indivizi. Pentru publicul larg, dar și pentru profesioniștii din domeniul sănătății, este extrem de importantă tratarea unor afecțiuni ca supraponderabilitatea și obezitatea. În plus, în cazul atleților, s-a observat că antrenamentul de anduranță generează o creștere a ratei de oxidare a grăsimii specifică unei anumite intensități concomitent cu o creștere a performanței. Aceste observații indică faptul că abilitatea de a oxida acizii grași este legată de performanța îmbunătățită, iar intensitatea care generează nivelul maxim de oxidare a grăsimii poate fi foarte important.

În trecut au fost efectuate studii care să determine în mod sistematic și precis intensitatea la care se atinge nivelul maxim de oxidare a grăsimii. Raportându-mă la acele studii, am conceput studiul de față care a avut ca variabilă independentă compoziția regimului alimentar. Procedura a constat într-un test incremental de rezistență,  pe o bicicletă, pornindu-se de la 70 W cu adăugarea a 30 W la fiecare 2 minute. Pe durata testului a fost măsurat permanent schimbul de gaze.

Articolul de față pledează și pentru analiza fitnessului aerob prin testarea cardiometabolică, nu doar la sportivi de performanță, ci și pentru amatori, deoarece dă informații valoroase despre o serie largă de caracteristici:

– documentarea caracteristicilor fiziologice (VO2max, pragul aerob, economia pedalării)

– monitorizarea adaptărilor fiziologice la intervențiile în programul de antrenament

– cuantificarea efectelor fiziologice ale “ajutoarelor” ergogenice (ex. aer îmbogățit cu oxigen, cafeină)

– definirea zonelor de intensitate (zone de antrenament), relative la capacitățile individuale

– evaluarea capacității de efort pe diferite durate și arii de cadență

– evaluarea cerințelor fiziologice ale ședințelor de antrenament

– descoperirea problemelor atunci când performanțele sunt sub valorile așteptate

– construirea unui profil individual al ciclistului pe baza unor indici fiziologici cheie, care contribuie la succesul sportiv

– creșterea cantității de informații care este deja disponibilă atunci când se iau decizii legate de gradul de pregătire pentru competiție

– ajutor în identificarea talentelor

– prezicerea performanțelor în ciclism

– ajutor la detectarea sau confirmarea unui sindrom acut sau cronic de supraantrenament.

Așa cum spuneam anterior, scopul principal al studiului meu a fost de a observa influența pe care o poate avea modificarea pe termen scurt (2-3 zile) a raporturilor între maconutrienți (respectiv carbohidrați, lipide și proteine) asupra modului în care organismul accesează substraturile energetice la diverse trepte ale intensității efortului fizic.

Am pornit de la ipoteza că un procent mai crescut de carbohidrați în intervalul de 2-3 zile înaintea unui eveniment sportiv poate aduce un beneficiu în ceea ce privește utilizarea carbohidraților endogeni în timpul efortului.

Obiectivul studiului a fost să demonstreze că există o modificare între raportul lipide/carbohidrați, ca substraturi generatoare de energie, în situația în care tipul de regim alimentar se modifică acut (adică pe termen scurt).

Variabilele pe care le-am urmărit au fost VO2 (consumul de oxigen), VO2max (consumul maxim de oxigen), VCO2 (producția de dioxid de carbon), frecvența cardiacă, frecvența respiratorie, RER (respiratory exchange ratio), consumul de grăsime, consumul de carbohidrați, energia, MFO (maximal fat oxidation), Fatmax (intensitatea efortului pentru MFO).

Pentru realizarea studiului am apelat la șapte voluntari, mai exact șapte sportive amatoare, componente ai primei echipe de ciclism feminin, Daimon Woman Cycling Team, cărora le mulțumesc pentru participare și le felicit pentru rezultatele bune constatate la testări si bineinteles, la concursuri.

Toți voluntarii au fost în stare bună de sănătate. Pentru verificarea acesteia, fiecare a fost suspus unei baterii de investigații medicale constând în electrocardiogramă, spirometrie și măsurarea tensiunii arteriale.

Structura grupului de voluntari se poate vedea în tabelul acesta. Deși nu am lucrat cu un eșantion, cred totuși că mediile parametrilor obținuți caracterizează destul de bine “ciclista amatoare” din România. Aceasta are vârstă în jur de 35 ani, un IMC normal, dar mai aproape de limita de sus, procent de grăsime bun (ceea ce înseamnă că masa musculară este mai dezvoltată decât a unei femei obișnuite), un VO2max bun spre foarte bun (în jur de 40 ml/min/kg) și un consum energetic săptămânal din antrenamente de peste 4000 kcal, adică o medie de 570 kcal/zi.

Parametrii din tabel sunt: vârstă (ani), înălțime (m), greutate (kg), procent de grăsime (%), IMC (G/h2), FM fat mass (kg), FFM fat free mass (kg), VO2max (ml/min/kg), SRPAL self-reported physical activity level (kcal/săptămână), HRmax frecvență cardiacă maximă (bpm) iar valorile parametrilor sunt prezentate ca medii, limite minimă și maximă, precum și deviație standard.

Ce am facut mai exact?

Cei 7 subiecți implicați în studiu au urmat în intervale de 3 zile, câte 2 tipuri de regim alimentar, după care au fost supuși unui test de efort cardiopulmonar maximal, pentru determinarea oxidării lipidelor și carbohidraților, care au fost plotate ulterior în funcție de intensitatea efortului.

Voluntarii au primit cu 3 zile înainte de fiecare testare câte 2 variante de regim alimentar care au avut o distribuție a alimentelor pe 3 mese principale și 2-3 gustări.

Primul set de regimuri a vizat un raport între macronutrienți după modelul: carbohidrați 55%, lipide 30%, proteine 15% și s-a situat la o valoare energetică de aproximativ 2300 kcal.

Al doilea set de regimuri a vizat un raport între macronutrienți după modelul: carbohidrați 68%, lipide 15%, proteine 15% și s-a situat la o valoare energetică de aproximativ 2000 kcal. Diferența de energie dintre cele 2 seturi de regim se datorează raportării de către subiecți a faptului că au primit o cantitate prea mare de alimente și nu au putut consuma tot, de aceea am decis reducerea valorii energetice.

Pentru a doua etapă a studiului, subiecții au fost instruiți să consume un mic dejun bogat în carbohidrați: fructe și produse de panificație.

Experimentele au fost derulate în condiții similare de mediu (aprox. 22°C și 55 % umiditate relativă). Subiecților li s-a cerut să vină la laborator în același moment al zilei pentru a se evita variația circadiană. Toți subiecții au fost sfătuiți să evite exercițiile solicitante în ziua anterioară testului.

Testul pe care l-am folosit în acest studiu folosește un protocol în rampă, cu intervate de 2 minute, ceea ce permite obținerea valorii VO2max într-un interval relativ scurt (15-20 de minute, în funcție de capacitatea de efort a sportivului).  Din acest motiv, protocolul în rampă poate fi util pentru identificarea talentelor sau pentru studii, atunci când capacitățile maxime ale sportivului sunt variabile necesar de studiat.

Testul a constat într-o succesiune de etape de pedalare, cu durată de 2 minute. Testul a fost început la o putere a cicloergometrului de 70W, iar creșterile au fost setate la 30W. Fiecare etapă a constat în 1 minut de pedalare liberă și 1 minute de recoltare de gaze respiratorii. După fiecare etapă de 2 minute, puterea a fost crescută cu incrementul de 30W. Sportivul a fost instruit să mențină o cadență constantă în jur de 80-90 rotații pe minute (rpm).

Atât poziția pe bicicletă cât și cadența au fost menținute neschimbate pe parcursul celor 3 etape. În timpul testului, pulsul (HR) a fost înregistrat continuu cu ajutorul unui aparat de monitorizare a pulsului (Polar H7). Măsurătorile gazelor respiratorii au fost efectuate pe tot parcursul exercițiului folosind un sistem online de analiză a gazelor.

Subiecții au efectuat testele pe propriile biciclete, care au fost montate pe un dispozitiv de tip hometrainer Tacx Neo, controlat wireless cu ajutorul computerului (software de control PerfPro Studio).

A fost înregistrat la fiecare etapă consumul de oxigen (VO2), eliminarea de dioxid de carbon (VCO2), valorile maximale ale acestor parametri (VO2max și VCO2max), ventilația-minut (VE în litri/minut), RER (respiratory exchange ratio), echivalenții respiratori (raportul VE/VO2 și raportul VE/VCO2), frecvența cardiacă și puterea dezvoltată.

În momentul în care valoarea RER a depășit în mod constant 1, s-a trecut la testarea în regim maximal, ceea ce a presupus reducerea etapelor la 1 minut, cu continuarea creșterii puterii cu câte 30W, până la pragul maxim de efort suportat de către sportiv.

VO₂ a fost considerat maximal când cel puțin 2 din următoarele 3 criterii au fost îndeplinite:

1) plafonarea VO₂ cu creșterea ratei de efort (creștere de max 2 ml x kg^-1 x min^-1) ,

2) frecvență cardiacă sub 10 bătăi pe minut față de maximul prezis ( HR maxim anticipat de 22 bătăi pe minut – vârstă),

3) RER>1.05

VO2 a fost calculat ca valoarea medie a oxigenului consumat în timpul ultimelor 60 de secunde ale testului.

Valorile VO₂ și VCO₂  au fost calculate pe baza datelor din ultimul minut ale fiecărei etape. Oxidarea grăsimii și carbohidraților  precum și  consumul de energie au fost calculate cu ajutorul ecuațiilor stoichiometrice, pornind de la presupunerea că rata de eliminare urinară a nitrogenului este neglijabilă:

Oxidarea Grăsimii =1.67 x V0₂– 1.67 x VCO₂

Oxidarea Carbohidraților = 4.55 x VCO₂– 3.21 x V0₂

Calculele stoechiometrice efectuate cu calorimetrie indirectă pleacă de la ipoteza că tot CO₂ provine din oxidarea proteinelor, grăsimii și carbohidraților.

Si iata ce rezultate am obtinut (de fapt sunt cu mult mai multe date, insa n-are rost sa va zapacesc de cap cu toate):

In acest grafic am urmarit o comparatie privind utilizarea grasimii (ca substrat energetic) la diverse trepte de efort (valori medii ale intregului lot studiat), intre cele 2 situatii – regim tip 1 si tip 2. Se observa ca in situatia in care sportivii au urmat un regim bogat in carbohidrati (linia verde), consumul de grasime endogena a fost mai redusa la intensitati mici ale efortului (60-180 W).

In acest grafic am urmarit o comparatie privind utilizarea carbohidratilor (ca substrat energetic) la diverse trepte de efort (de asemenea, avem valori medii ale intregului lot studiat), intre cele 2 situatii – regim tip 1 si tip 2. Se observa ca in situatia in care sportivii au urmat un regim bogat in carbohidrati (linia verde), consumul de carbohidrati endogeni a fost mai crescut la intensitati mici ale efortului (60-180 W).

In graficele de mai jos am urmarit liniile de regresie ale RER in cele doua situatii. RER este practic parametrul care ne arata cand se produce shiftul intre consumul de lipide si cel de carbohidrati, in timpul efortului. In prima situatie (regim cu procent normal de carbohidrati) avem RER1 la aprox. 140W, in timp ce in a doua situatie (regim cu procent mare de carbohidrati), RER1 se petrece la aprox. 125W. Asta se poate intepreta ca o reducere a intensitatii efortului la care organismul incepe sa utilizeze preponderent carbohidrati.

Regim tip 1

Regim tip 2

Deși aparent am înregistrat diferențe între consumul de lipide și de carbohidrați, precum și de energie totală la intensități reduse ale efortului (70, respectiv 100 W), analiza statistică (testul t) nu a arătat existența unor diferențe seminificative (p<0,05) între cele două seturi de teste, efectuate după cele 2 tipuri de regimuri. Este posibil ca lipsa seminificației statistice să fie în parte datorată și numărului relativ redus de participanți la studiu (eroare de tip 2). O altă posibilitate este timpul relativ redus cât a fost urmat fiecare regim. Cu toate acestea, rezultatele mele se suprapun peste cele ale unor studii similare, publicate in literatura de specialitate.

Recomandări practice

Pe măsură ce intensitatea antrenamentului crește, rata mobilizării acizilor grași plasmatici scade și astfel mușchii antrenați devin dependenți de carbohidrați ca sursă de energie. Aceasta nu se datorează doar limitării disponibilității acizilor grași, ci și limitării abilității pentru oxidarea grăsimii în mușchii scheletici. Ingerarea de carbohidrați înainte și în timpul antrenamentelor exercită o influență asupra mobilizării acizilor grași și oxidării, făcând mușchiul chiar mai dependent de carbohidrați pentru energie în timpul exercițiilor.

Pe baza faptului că oboseala din timpul exercițiilor intense și prelungite este cauzată de epuizarea glicogenului din mușchi și ficat, practicile dietetice ar trebui să promoveze administrarea de carbohidrați înainte, în timpul și după exerciții. Obiectivul principal este să existe suficienți carbohidrați în organism pe parcursul antrenamentelor prelungite. Când este posibil, carbohidrații ar trebui ingerați pe parcursul efortului, în general sub formă de soluție concentrată de glucoză, zaharoză sau maltodextrină, la o rată de 30-60 g/oră.

Aplicabilitatea pentru oamenii activi

În general se pune accentul pe studii ce urmăresc în special atleți, așa cum sunt cicliștii și alergătorii. Este important de știut însă cum pot diferi aceste rezultate de la atleți la oamenii activi, care nu sunt neapărat sportivi de performanță. Modelul substratului utilizat în timpul exercițiilor prelungite la diferite intensități ar trebui să fie la fel în cele două grupuri. Totuși, la un procent dat de VO2max, oamenii normali activi, așa cum sunt și subiecții din studiul de față oxidează mai puțină grăsime și mai mult glicogen muscular comparativ cu subiecții care sunt sportivi de performanță. Diferența majoră constă în faptul că sportivii (în special cei din sporturile de anduranță) prezintă o rată mai crescută a oxidării trigliceridelor musculare și cruță glicogenul din mușchi. Dependența de carbohidrați în general și glucoza din sânge în particular, nu se mărește proporțional cu antrenamentul de anduranță. De aceea, teoretic, suplimentarea glucozei din sânge ar trebui să fie la fel de importantă atât în cazul oamenilor „normal” activ, cât și în cazul sportivilor. Practic, în cazul oamenilor „normal” activi este mai puțin probabil să se antreneze intens pentru perioade lungi de timp (mai mult de 1-2 ore) pentru a avea nevoie de suplimente. Dar când o fac, totuși, ei ar trebui să beneficieze de suplimente de carbohidrați.

Oamenii care fac efort la intensități reduse și pentru perioade scurte de timp (mai puțin de o oră), dar care nu epuizează substanțial glicogenul din mușchi, bineînțeles că nu au nevoie de astfel de suplimente. Este bine de știut că alimentarea cu alimente cu indice glicemic ridicat nu vor fi la fel de importante. În plus, oamenii care își acordă 48 de ore de refacere între reprizele de exerciții, ar trebui să fie capabili să refacă glicogenul din mușchi în acest timp consumând o dietă ce conține 60% din energie de la carbohidrați, fără o atenție specială față de tipul de carbohidrați. Oamenilor care fac exerciții aerobe pentru sănătate, în general, li se recomandă să facă antrenamente 3-5 zile/săptămână cu pauze între aceste zile.  Aceasta permite, în special, refacerea glicogenului muscular. Când oamenii „normal” activi execută antrenamente aerobe cu doar 24 de ore timp de recuperare, ar trebui să urmeze aceste îndrumări așa cum o fac atleții de performanță.

---

Acest articol a fost vizualizat de 3.651 ori.