Asker Jeukendrup

Gatorade Sports Science Institute, Barrington, IL SUA

Școala de Științe ale Sportului și Exercițiului, Universitatea din Birmingham, Edgbaston, B15 2TT Marea Britanie

Abstract

Introducere

La începutul anilor 1900, s-a descoperit că carbohidrații erau un combustibil important pentru exerciții fizice [1]. În 1939, a fost publicată o lucrare care arăta că utilizarea carbohidraților în timpul efortului poate fi influențată de dietă și că acest lucru ar putea avea un efect asupra toleranței la efort [2]. În anii 1960, a devenit clar că glicogenul muscular a jucat un rol semnificativ în timpul exercițiului [3], iar în anii 1980, primele studii au arătat că ingestia de carbohidrați în timpul exercițiului a îmbunătățit capacitatea de exercițiu [4, 5]. Nu s-au făcut progrese majore în următorii 20 de ani până în 2004, care a marcat începutul unei ere cu o serie de descoperiri majore în ceea ce privește alimentarea cu carbohidrați în timpul exercițiului.

Ingerarea carbohidraților în timpul exercițiilor fizice și a performanței

Deși mecanismele exacte nu sunt încă pe deplin înțelese, se știe de ceva timp că ingestia de carbohidrați în timpul exercițiului poate crește capacitatea de exercițiu și poate îmbunătăți performanța exercițiului (pentru recenzii a se vedea Jeukendrup [12, 15]). În general, în timpul exercițiilor fizice mai lungi de 2 ore, hrănirea cu carbohidrați va preveni hipoglicemia, va menține rate ridicate de oxidare a carbohidraților și va crește capacitatea de rezistență în comparație cu ingestia cu placebo. S-a crezut inițial că durata exercițiului trebuie să fie de cel puțin 2 ore pentru ca carbohidrații să aibă efect.

Cu toate acestea, receptorii din cavitatea bucală care mediază aceste efecte legate de performanță nu au fost încă identificați, iar rolurile exacte ale diferitelor zone ale creierului nu sunt clar înțelese. Celulele receptorului gustativ implicate nu detectează efectiv gustul, ci mai degrabă carbohidrații sau energia.

Cercetări suplimentare sunt justificate pentru a înțelege pe deplin căile separate de transducție a gustului pentru diferite tipuri de carbohidrați și modul în care acestea diferă între speciile de mamifere, în special la om. Cu toate acestea, s-a demonstrat în mod convingător că carbohidrații sunt detectați în cavitatea bucală de către receptori neidentificați și că acest lucru poate fi legat de îmbunătățirea performanței exercițiului (pentru o revizuire a se vedea Jeukendrup și Chambers [11]). Noile orientări sugerate aici iau în considerare aceste constatări (Fig. 1).

alimentația

Noile linii directoare privind aportul de carbohidrați. Recomandările privind aportul de carbohidrați în timpul efortului depind de durata exercițiului. În general, recomandările privind aportul de carbohidrați cresc odată cu creșterea duratei. Tipul de carbohidrați poate varia, de asemenea, precum și recomandările pentru antrenamentul nutrițional. Aceste recomandări sunt pentru sportivi bine antrenați. Este posibil ca sportivii care aspiră să ajusteze aceste recomandări în jos

Implicații practice ale studiilor privind clătirea gurii

Aceste rezultate sugerează că nu este necesar să ingerăm cantități mari de carbohidrați în timpul exercițiului care durează aproximativ 30 de minute până la 1 oră și că o clătire a gurii cu carbohidrați poate fi suficientă pentru a obține un beneficiu de performanță (Fig. 1). În majoritatea condițiilor, efectele de performanță cu clătirea gurii au fost similare cu ingerarea băuturii cu carbohidrați, deci nu pare să existe un dezavantaj al consumului băuturii, deși ocazional sportivii se pot plânge de suferință gastro-intestinală atunci când consumă cantități mai mari. Când exercițiul este mai prelungit (2 ore sau mai mult), carbohidrații devin un combustibil foarte important și pentru a preveni o scădere a performanței este esențial să ingerăm carbohidrați. După cum sa discutat în următoarele două secțiuni, pot fi necesare cantități mai mari de carbohidrați pentru exerciții fizice mai prelungite.

Exerciții prelungite și carbohidrați transportabili multipli

Diferiti carbohidrați ingerați în timpul exercițiului fizic pot fi folosiți la rate diferite [12], dar până la o publicație de referință în 2004 [29] se credea că carbohidrații ingerați în timpul efortului pot fi oxidați doar la o rată de cel mult 1 g/min (60 g )./h) independent de tipul de carbohidrați [9]. Acest lucru se reflectă în liniile directoare publicate de ACSM, care recomandă sportivilor să ia între 30 și 60 g de carbohidrați în timpul exercițiilor de rezistență (peste 1 oră) [30] sau 0,7 g/kg pe oră [6].

Se pare că oxidarea exogenă a carbohidraților este limitată de absorbția intestinală a carbohidraților. Se crede că glucoza folosește transportorul dependent de sodiu (SGLT1) pentru absorbție, care devine saturat la un aport de carbohidrați de aproximativ 60 g/h. Când glucoza a fost ingerată la această rată și un alt carbohidrat (fructoză) care utilizează un alt transportor a fost ingerat simultan, ratele de oxidare au fost cu mult peste 1 g/min (1,26 g/min) [29]. Au urmat o serie de studii, în încercarea de a stabili rata maximă de oxidare exogenă a carbohidraților. În aceste studii, rata de ingestie de carbohidrați a fost variată, iar tipurile și combinațiile de carbohidrați au fost variate. Toate studiile au confirmat că mai mulți carbohidrați transportabili au dus la (până la 75%) rate de oxidare mai mari decât carbohidrații care utilizează numai SGLT1 (pentru recenzii, a se vedea Jeukendrup [12, 15]). Interesant este faptul că astfel de rate ridicate de oxidare nu pot fi atinse numai cu carbohidrați ingerați într-o băutură, ci și sub formă de gel [31] sau o bară energetică cu conținut scăzut de grăsimi, cu conținut scăzut de proteine ​​și cu conținut scăzut de fibre [32].

Rowlands și colab. [37] recent a făcut cercetarea cu un pas mai departe și a studiat bicicliștii pregătiți în cursele de biciclete montane (în medie 141 min) și testele de laborator (intervale de 94 min de intensitate ridicată, urmate de 10 sprinturi maxime). Soluțiile de carbohidrați (maltodextrină: fructoză sau glucoză: fructoză în raporturi 2: 1) au fost ingerate cu o rată medie de 1,2 g carbohidrați/kg pe oră (sau 95 g/h). Soluția de maltodextrină: fructoză a redus substanțial timpul de cursă cu 1,8% și crampele abdominale cu 8,1 puncte pe o scară 0-100. După luarea în considerare a disconfortului gastro-intestinal, efectul soluției de maltodextrină: fructoză asupra timpului turului a fost redus cu 1,1%, sugerând că disconfortul gastro-intestinal a explicat o parte din efectul maltodextrinei: fructoza asupra performanței. În laborator, puterea medie a sprintului a fost sporită cu 1,4% cu fructoză: maltodextrină.

Beneficiile de performanță au fost observate în general în studii care durează 2,5 ore sau mai mult, iar efectele încep să devină vizibile în a treia oră de exercițiu [33]. Când durata efortului este mai scurtă, mai mulți carbohidrați transportabili pot să nu aibă aceleași beneficii de performanță [38], dar trebuie remarcat faptul că efectele sunt cel puțin similare cu alte surse de carbohidrați.

Carbohidrați în timpul exercițiilor și performanței: răspuns la doză

Au fost publicate foarte puține studii, bine controlate, despre doză-răspuns cu privire la ingestia de carbohidrați în timpul exercițiului și performanța exercițiului. Majoritatea studiilor mai vechi au avut probleme metodologice serioase care au făcut dificilă stabilirea unei relații adevărate doză - răspuns între cantitatea de carbohidrați ingerată și performanță. Până acum câțiva ani, concluzia părea să fie că era nevoie de o cantitate minimă de carbohidrați (probabil

20 g/h pe baza unui studiu), dar în general s-a presupus că nu există o relație doză-răspuns [6].

Mai recent, totuși, s-au acumulat dovezi privind o relație doză-răspuns între ratele de ingestie a carbohidraților, ratele exogene de oxidare a carbohidraților și performanța. Într-un studiu recent realizat cu atenție, performanța de rezistență și selecția combustibilului au fost măsurate în timpul exercițiilor prelungite în timp ce ingeram glucoză (15, 30 și 60 g/h) [39]. Doisprezece subiecți au pedalat timp de 2 ore la 77% din absorbția maximă a oxigenului, urmată de un timp de 20 km. Rezultatele sugerează o relație între doza de glucoză ingerată și îmbunătățirea performanței de rezistență. Oxidarea exogenă a glucozei a crescut odată cu rata de ingestie și este posibil ca o creștere a oxidării exogene a carbohidraților să fie direct legată sau responsabilă de performanța exercițiului.

Recomandări pentru consumul de carbohidrați în timpul diferitelor evenimente de rezistență

Recomandările pentru aportul de carbohidrați în timpul exercițiului (vezi Fig. 1) depind de durata exercițiului, de intensitatea absolută a exercițiului, precum și de sport și de regulile și regulamentele acestuia.

Sportivii care performează la intensități absolute mai mici vor avea rate mai mici de oxidare a carbohidraților și cantitățile prezentate în Fig. 1 trebuie ajustat (în jos) în consecință.

Aportul recomandat de carbohidrați poate fi realizat prin consumul de băuturi, geluri sau alimente solide cu conținut scăzut de grăsimi, cu conținut scăzut de proteine ​​și cu conținut scăzut de fibre (bare), iar selecția ar trebui să se bazeze pe preferințele personale.

Sportivii pot adopta o strategie mix-and-match pentru a-și atinge obiectivele de aport de carbohidrați.

Aportul de carbohidrați trebuie echilibrat cu un plan de aport de lichide bazat pe nevoile de lichide și trebuie remarcat faptul că alimentele solide și soluțiile de carbohidrați foarte concentrate s-au dovedit a reduce absorbția lichidelor.

Este foarte recomandat să instruiți/practicați strategia nutrițională pentru concurență pentru a reduce șansele de disconfort gastro-intestinal și pentru a crește capacitatea de absorbție a intestinului.

Starea antrenamentului

Trebuie remarcat, totuși, că subiecții neinstruiți din ambele studii [42, 43] au avut valori de VO 2max mai mari decât populația sedentară, astfel încât liniile directoare pot fi extrapolate la sportivi de diferite niveluri, dar nu neapărat la populația sedentară. Cu toate acestea, în studiul realizat de van Loon și colab. [43] în care intensitatea exercițiului absolut nu a făcut diferența, este posibil să existe un prag sub care ratele de oxidare exogene sunt mai mici și toți subiecții din aceste studii s-au exercitat întotdeauna peste acel prag de intensitate absolută.

Poate că nu este important statutul de antrenament al sportivului, ci intensitatea absolută a exercițiului și ratele absolute de oxidare a carbohidraților care determină ratele exogene de oxidare a carbohidraților. Este puțin probabil ca alergătorul care finalizează maratonul în 5 ore să nu aibă neapărat nevoie de un aport de 90 g de carbohidrați pe oră, deoarece acesta ar fi aproape sau ar putea chiar să depășească consumul total de carbohidrați la acea intensitate absolută a exercițiului.

Efectul intensității exercițiilor fizice

Nevoile de carbohidrați pot fi diferite la diferite intensități de efort. Atunci când intensitatea exercițiului este scăzută și ratele totale de oxidare a carbohidraților sunt scăzute, recomandările privind aportul de carbohidrați pot fi ajustate în jos. De fapt, există surprinzător de puține studii pe care să se bazeze recomandările ferme. Odată cu creșterea intensității exercițiilor, masa musculară activă devine din ce în ce mai dependentă de carbohidrați ca sursă de energie. Atât o glicogenoliză musculară crescută, cât și o oxidare crescută a glucozei plasmatice vor contribui la creșterea cererii de energie [44]. Prin urmare, este rezonabil să ne așteptăm ca oxidarea exogenă a carbohidraților să crească odată cu creșterea intensității exercițiilor. Într-adevăr, un studiu timpuriu realizat de Pirnay și colab. [45] au raportat rate mai mici de oxidare a carbohidraților exogeni la intensități mici de efort comparativ cu intensități moderate, dar oxidarea exogenă a carbohidraților a avut tendința de a se stabiliza între 51 și 64% V O 2max. Nu a existat nicio diferență în oxidarea exogenă a carbohidraților între 60 și 75% V O 2max [45].

Prin urmare, este posibil ca rate exogene de oxidare a carbohidraților să fie mai mici decât la intensități foarte mici de efort atunci când dependența de carbohidrați ca sursă de energie este minimă. În această situație, o parte din carbohidrații ingerați poate fi îndreptată spre eliminarea nonoxidativă a glucozei (depozitare în ficat sau mușchi) mai degrabă decât spre oxidare.

Efectul greutății corporale

În rezumat, există diferențe individuale în oxidarea exogenă a carbohidraților, deși sunt în general mici. Aceste diferențe nu sunt legate de BW, dar mai probabil de capacitatea de a absorbi carbohidrați. La rândul său, acest lucru ar putea fi legat de dietă.

Antrenarea Gut

Aportul de carbohidrați în evenimente din viața reală

Relativ puține studii au investigat cât de mult ingerează sportivii de carbohidrați în timpul curselor și dacă respectă orientările recomandate. Într-un studiu realizat de Kimber și colab. [49], aportul mediu de carbohidrați în timpul unui triatlon Ironman la distanță a fost de 1,0 g/kg BW/h la tri-sportivi de sex feminin și 1,1 g/kg BW/h la tri-sportivi de sex masculin. Au realizat aceste aporturi de carbohidrați prin ingerarea unor cantități foarte mari de carbohidrați în timpul ciclului (aproximativ 1,5 g/kg BW/h). Cea mai mare parte a aportului a avut loc în timpul piciorului de ciclism, în care aportul a fost de aproape trei ori mai mare decât în ​​timpul piciorului de alergare. La sportivii de sex masculin, aportul de carbohidrați a fost corelat pozitiv cu timpul de finalizare, dar această relație nu a fost confirmată la femei. Un studiu amplu al evenimentelor de anduranță de Pfeiffer și colab. [50] a demonstrat o variație largă a aportului de carbohidrați raportată de sportivi între și în cadrul evenimentelor, cu cele mai mari aporturi în ciclism și triatlon și cele mai mici în maratoane. În acel studiu, s-a constatat, de asemenea, că în cursele Ironman, aportul de carbohidrați a fost legat de timpul de finalizare, cu un aport mai mare de carbohidrați corelat cu o performanță mai bună. Aceste constatări par să fie în acord cu recentele studii de răspuns la doză efectuate de Smith și colegii săi [39, 51].

Sfaturi diferite pentru diferite sporturi de anduranță

Odată cu alimentarea cu carbohidrați în timpul ciclului, s-a demonstrat în mod repetat că deteriorarea glicogenului muscular nu este afectată. Cu toate acestea, în timpul alergării, există sugestii că descompunerea glicogenului muscular este redusă în special în fibrele musculare de tip I [52]. Prin urmare, alimentarea cu carbohidrați are ca rezultat o performanță îmbunătățită în ciclism și alergare, deși mecanismul prin care se produce acest lucru nu poate fi neapărat același. Această problemă este discutată mai detaliat într-o revizuire excelentă a lui Tsintzas și Williams [53]. Oxidarea exogenă a carbohidraților pare a fi similară în ciclism și alergare [54], sugerând că sfaturile pentru bicicliști și alergători nu sunt diferite.

Sporturi intermitente și de îndemânare

Marea majoritate a studiilor au fost efectuate cu sportivi de rezistență care efectuează exerciții continue. Majoritatea sporturilor de echipă au un caracter extrem de intermitent, cu explozii de exerciții de intensitate foarte mare urmate de perioade de recuperare de intensitate relativ scăzută. În plus, performanța în aceste sporturi este adesea dependentă de alți factori decât menținerea vitezei sau puterii și factori precum agilitatea, sincronizarea, abilitatea motorie, luarea deciziilor, săriturile și sprintul pot juca un rol. Cu toate acestea, s-a demonstrat că ingestia de carbohidrați în timpul exercițiilor fizice crește capacitatea de rezistență în activitățile intermitente. Un număr mare de studii au demonstrat că, dacă carbohidrații sunt ingerați în timpul alergării intermitente, oboseala poate fi întârziată și timpul până la epuizare poate fi crescut [55-59].

Mai recent, studiile au încorporat măsurători ale abilităților în măsurătorile lor de performanță. Currell și colab. [60] a dezvoltat un protocol de simulare a fotbalului de 90 de minute care include măsurători ale abilităților, cum ar fi agilitatea, driblingul, tragerea și îndreptarea. Jucătorii de fotbal au efectuat 90 de minute de exerciții intermitente care le imitau tiparele de mișcare în timpul unui joc. În timpul celor 90 de minute, măsurătorile de performanță ale abilităților au fost efectuate la intervale regulate. Agilitatea, driblingul și precizia de fotografiere au fost toate îmbunătățite, dar direcția nu a fost afectată de ingestia de carbohidrați. Alte studii au descoperit efecte similare [61]. Deși, de obicei, unele dintre abilitățile măsurate în aceste studii au fost îmbunătățite odată cu alimentarea cu carbohidrați, mecanismele din spatele acestor îmbunătățiri sunt necunoscute și nu au fost studiate în niciun detaliu.

Se pare că aportul de carbohidrați în timpul sporturilor de echipă și alte sporturi cu un element de îndemânare are potențialul de a îmbunătăți nu numai rezistența la oboseală, ci și componentele de îndemânare ale unui sport, în special spre sfârșitul unui joc. Provocarea practică este adesea de a găsi modalități de a ingera carbohidrați în timpul unui joc în cadrul regulilor sportului.

Concluzie

În cele din urmă, trebuie remarcat faptul că majoritatea studiilor se bazează pe constatările efectuate la alergători și bicicliști și este nevoie de mai multă muncă pentru a stabili efectele și mecanismele care stau la baza ingestiei de carbohidrați asupra componentelor abilităților în sporturile de echipă intermitente. Recomandările au fost rezumate în Fig. 1 și Sect. 5.