Health Science Journal

1 Laboratóriumi munkatárs, A-ápolási osztály, TEI, Athén, Görögország

2 Laboratóriumi munkatárs, B ápolási osztály, TEI, Athén, Görögország

Absztrakt

A szénhidrátok az előnyös üzemanyagok a nagy intenzitású és rövid ideig tartó fizikai tevékenységekhez. A zsír, mint edzés energiaforrásának jelentősége elsősorban a szénhidrátok rendelkezésre állásától függ. A zsírokat elsősorban akkor használják, amikor a test alacsony intenzitású izmos munkát végez, ezzel kímélve a szénhidrátkészletet. Minél jobb az egyén, annál nagyobb a szénhidrát-megtakarítás. A fehérje az egyik legfontosabb és többcélú tápanyag. Az állati eredetű forrásokat, például húst, halat, tojást és/vagy tejtermékeket gyakran „teljes” fehérjetartalmú ételeknek nevezik, míg a zöldségforrásokat „hiányosnak” nevezik a fehérjetartalom tekintetében. A vitaminok hozzájárulnak az anyagcserét, az energia felszabadulást és a szövetek helyreállítását szabályozó kémiai folyamatokhoz. Az emberi test nem tud szintetizálni vitaminokat. Az ásványi anyagok testtömegünk 4% -át teszik ki. Számos biológiai funkcióban vesznek részt, beleértve az energiatermelést, a csontszerkezetet és az oxigénhordozást. Az egészséges és fizikailag aktív emberek, akik jól étkeznek, kiegyensúlyozott ételeket fogyasztanak elegendő mikrotápanyagból a megfelelő fiziológiai működés fenntartásához.

Kulcsszavak

Táplálkozás, szénhidrátok, zsírok, fehérjék, vitaminok, ásványi anyagok

Bevezetés

A világ soha nem látott „testmozgás-boom” közepette van, amit az egyre növekvő számú ember tükröz, akik valamilyen formában fizikai tevékenységet folytatnak örömük és egészségük érdekében. Valójában, bár hosszú évtizedek óta szinte tilos volt bizonyos betegségekben (pl. Szívbetegség, reumás ízületi gyulladás és cukorbetegség) szenvedő betegeknél, mára nyilvánvalóvá vált, hogy a fizikai aktivitás fontos eleme a rehabilitációs folyamatnak ilyen egészségügyi körülmények között [ 1,2]. E kérdések szempontjából azonban alapvető fontosságúak a testedző egyének táplálkozási állapota és étrendi bevitele. Megállapították, hogy az étrend mind a sportolók [3], mind a nem sportolók [4,5] hatással lehet a fizikai teljesítőképességre és az egészségre.

Az iparosodott országok állampolgárai inkább passzív módon tekintenek az élelmiszer-bevitelre. Úgy tűnik, ez annak az általános ismeretlenségnek az eredménye, hogy mi képezi az optimális táplálkozást, és hogyan szabályozza ez utóbbi a testi funkcióinkat. Az elfogyasztott élelmiszerek egy részét a testsejtek felépítésére, fenntartására vagy helyreállítására használják, míg a többséget energia (ATP) előállításához dolgozzák fel (azaz metabolizálják) [6,7]. Ennek az energiának a nagy része hő formájában jelenik meg, és a test melegen tartására szolgál; némelyiket sejtek munkájára, másokat izmos munkára használják. A testépítési követelmények határozzák meg az étrend minőségét, míg az egyén energiaigénye határozza meg az étrend mennyiségét [8,9]. Ezért az optimális táplálkozás a különböző tápanyagok étrendi egyensúlya a test funkcióinak a szükséges szinten tartása érdekében. A sejt vizes közegében a szénhidrátok, fehérjék és zsírok finom keverése, valamint vitaminok és ásványi anyagok teszik lehetővé. Ebben a fejezetben röviden tárgyaljuk az ezen tápanyagokkal kapcsolatos szempontokat.

Szénhidrátok

A szénhidrát a szervezet által előnyben részesített energiaforrás, és a legfontosabb üzemanyag a dolgozó izom számára. Nagy intenzitású és rövid ideig tartó edzés során ez a tápanyag biztosítja az energiaigény legnagyobb részét [10]. Gyakorlati szabályként mind a férfiaknak, mind a nőknek 7-10 g szénhidrátot kell fogyasztaniuk testtömeg-kilogrammonként naponta [11]; minden gramm szénhidrát 4 kalória energiát termel, és közben 0,7 liter oxigént fog felhasználni.

A szénhidrátoknak a teljes napi energiafogyasztás körülbelül 60% -át kell kitenniük. A szénhidrátokat glikogénként tárolják a májban (80–100 g) és az izomban (300–400 g); mindkét áruház kimerülhet kemény edzéssel; ennek az üzemanyagnak a testben lévő teljes raktározása kb. 100 percig tart, megerőltető, egyenletes tempójú kerékpározás, futás, tánc stb. A májglikogén elérhetővé tehető az izmok számára, amikor glükózra bomlik, majd a vérbe kerül. Ezt a vércukorszintet sok más szövet is felveszi és felhasználja, beleértve az agyat is, míg a máj glikogén tartalma gyorsan csökken, ha nem fogyasztanak ételt.

A tudósok egyetértenek abban, hogy az izomglikogén megnövekedett raktárai intenzitása és időtartama szempontjából javíthatják a fizikai teljesítőképességet [12]. Az izomglikogén azonban intenzív testmozgás során gyorsan hasznosul, és fáradtság jelentkezik, ha alacsony szintre kimerül [13]. Az izomglikogén óránként körülbelül 5% -os sebességgel áll helyre. Így, feltéve, hogy megfelelő étrendet alkalmaznak, a készletek teljes feltöltése legalább 20 órát vesz igénybe. Az edzés utáni első 1½ órában azonban a glikogén gyorsabban áll helyre (7 +%).

A szénhidrátok két élelmiszercsoportban találhatók. Az egyik csoportba tartoznának a komplex (vagy „lassú”) szénhidrátok, például finomítatlan gabonafélék, burgonya és gyümölcsök. Az édes és ízletes ételek választásának általános vágya azonban a második, egyszerű (vagy „gyors”) szénhidrátokat, például finomított lisztet és cukrot tartalmazó élelmiszer-csoport kialakulásához vezetett. Ezekben a szénhidrátokban a vitaminok, az ásványi sók és a nyomelemek gyakran csökkentek vagy hiányoznak. A finomított szénhidrátok túlzott fogyasztása patogén megterhelést jelenthet a hasnyálmirigyben - más szervek mellett -, és ez lehet a „diabetes mellitus” (vagy a vércukorszint-szabályozás képtelenségének) alapvető oka [14].

Körülbelül 40 g cukrot lehet lenyelni egyetlen doboz kólaitalban 1-2 perc alatt. Ahhoz, hogy ugyanazt a 40 g cukrot finomítatlan formában fogyasszák el, 330 g mondjuk almát kell rágniuk kb. 10-15 perc alatt. A szénhidrát típusa és/vagy térfogata azonban általában társul az inzulin felszabadulásával, ami megkönnyíti a felesleges cukor májglikogénként történő tárolását, ezáltal fenntartva az optimális vércukorszintet. Például a teljes kiőrlésű ételeknek, gabonaféléknek, tésztáknak, gyümölcsnek és zöldségnek alacsony a glikémiás válasza (vagy a glükóz felszívódásának mértéke), összehasonlítva a fehér kenyér standardjával. Az olyan élelmiszereknek, mint a méz és a feldolgozott gabonafélék, viszonylag magas a glikémiás válaszuk. Például egy gyorsan emészthető csokoládé nagy mennyiségű glikémiás választ, azaz gyors és magas vércukorszint-emelkedést és ennek megfelelő magas inzulinválaszt okoz; ennek eredményeként néha visszapattanó hipoglikémia lép fel, amely fáradtsághoz vezethet a fizikai megterhelés során [15-17].

A zsírok (vagy lipidek) különféle funkciókat töltenek be, beleértve a táplálkozás mindhárom célját: a teststruktúrák kialakítása és fenntartása, az anyagcsere szabályozása és a második fő energiaforrás biztosítása. A zsír energiaforrásként való jelentősége a testmozgás intenzitásától, valamint a szénhidrátok rendelkezésre állásától függ [18]. A zsírokat szénhidrátokkal együtt használják, ha a test alacsony intenzitású/hosszú ideig tartó munkát végez, így kímélve a szénhidrát készletét; minél jobb sportoló, annál nagyobb a szénhidrát-megtakarítás. Ha azonban a szervezetben kevés szénhidrát fogy, akkor megnő a zsírfelhasználása. Ez befolyásolhatja a fizikai teljesítőképességet, mivel a zsírfelhasználás általában alacsony intenzitású izomaktivitással jár.

A zsírszövetben (azaz zsírsejtekben) trigliceridként tárolt zsír lipolízissel mobilizálódik, hogy szabad zsírsavakat képezzen, amelyek felszabadulnak a vérbe, és ezért az aktív izmokba kerülnek; a szabad zsírsav transzport folyamatát az adrenalin és a noradrenalin hormonok stimulálják [19-21]. Normális körülmények között a testben felhalmozott zsír energiát szolgáltathat a több napig tartó folyamatos testmozgáshoz, ellentétben a kevesebb, mint 2 órán át tartó szénhidrátkészletekkel. Ha a zsír lenne az egyetlen szubsztrátum, ez elméletileg lehetővé tenné az egyének számára, hogy 70 óránál hosszabb ideig folytassanak maratoni sebességet [22].

A zsírok biztosítják az iparilag fejlett országokban élő ülő emberek teljes napi energiafogyasztásának 40–45% -át [23]. A sportolóknak általában azt javasolják, hogy a zsírbevitelt 20-30% -ra csökkentsék, egyidejűleg növelve a szénhidrát bevitelt. Meg kell azonban jegyezni, hogy a szervezet a felesleges mennyiségű szénhidrátot és fehérjét zsírokká alakítja, ha a kalóriakiadás kevesebb, mint a kalóriabevitel. A kutatások rámutattak az omega-3 zsírsavcsalád elfogyasztásának potenciális egészségre és fitneszre gyakorolt előnyeire, amelyek főleg a halolajokban találhatók, például a makréla. Az omega-3 zsírsavak fokozott bevitele megakadályozhatja a véralvadást, hozzájárulhat az alacsonyabb vérnyomáshoz, és jobb vörösvértest-plaszticitást eredményezhet [24,25].

Az élelmiszerek zsírtartalma 100% -tól (pl. Étolajok) és kisebb, 5-10% alatti mennyiségig változhat a legtöbb gyümölcsben és zöldségben. Az olyan élelmiszerekben, mint a vaj, a margarin és a majonéz, a zsír nyilvánvalóan magas. Más élelmiszerekben azonban a zsírtartalom magas lehet, de nem olyan nyilvánvaló; ezt rejtett zsírnak (pl. diófélék és kereskedelemben készített burgonya chips) nevezik. Érdekes lenne például megjegyezni, hogy míg 142 g sült burgonya 145 kalóriát tartalmaz, ugyanez a 142 g sült burgonya chips 795 kalóriát tartalmaz!

Fehérjék

A fehérje az egyik leglényegesebb és többcélú tápanyag, mivel az optimális fizikai teljesítménnyel és egészséggel sokféle fiziológiai funkcióval rendelkezik [26,27]. A fehérje képezi az izomszövet strukturális alapját (amely a test legnagyobb fehérjeállománya), részt vesz a sérült szövet növekedésében és helyreállításában, valamint szerepet játszik az anyagcsere folyamatában, amely mind a szénhidrátokat, mind a zsírokat energiává alakítja. Ha a szénhidrát és a zsír nem tud elegendő energiát biztosítani, akkor a fehérje bekapcsol, hogy bármilyen extra energiát biztosítson.

A fehérjét aminosavakra bontják. 25 fő aminosav van; Közülük 8 (esszenciális aminosavak) nem állíthatók elő a szervezetben, és táplálékunkban kell megtalálni őket. Az olyan állati eredetű forrásokat, mint a hús, a hal, a tojás és/vagy a tejtermékek, gyakran „teljes fehérjetartalmú élelmiszereknek” nevezik, mivel ezek mind a 8 esszenciális aminosavat tartalmazzák, ezért magasabb biológiai értéket (Asztal 1). A növényi források leírása szerint „hiányosak”, mivel hiányzik belőlük az egyik esszenciális aminosav.

Vitaminok

Bár a 13 ismert vitamin nagy részét az emberi test nem tudja szintetizálni, ennek ellenére elengedhetetlenek az optimális testi működés fenntartásához [30]. Ezek a tápanyagok hozzájárulnak a különféle kémiai folyamatokhoz, amelyek szabályozzák az anyagcserét, felszabadítják az energiát és helyreállítják a szöveteket. A vitaminok vízben vagy zsírban oldódnak.

A 9 vízoldható vitamin (azaz C, B1, B2, B6, B12, niacin, pantoténsav, folsav és biotin) fontos szerepet játszik a fehérje anyagcserében. Jelentős mértékben nem tárolódnak a test szöveteiben, megerőltető testmozgás következtében kimerülnek [31], és a feldolgozás és a főzés során könnyen elpusztulnak [32]. Ezeket a vitaminokat elsősorban friss gyümölcsök és zöldségek útján lehet megkapni. A C-vitamin mellett a túlzott pótlás súlyosbíthatja a meglévő egészségi állapotokat [33]. A 4 zsírban oldódó vitamin A, D, E és K. Ezeknek a vitaminoknak a napi bevitele nem szükséges, mivel általában a májban és a zsírszövet zsírsejtjeiben tárolódnak. Csakúgy, mint a vízben oldódó vitaminok esetében, a zsírban oldódó vitaminok túlzott bevitele is mérgező hatást okozhat [33].

A C- és E-vitaminban gazdag ételek némi védelmet nyújthatnak a rák és a szívbetegségek ellen. Ezek a vitaminok antioxidánsokként szolgálnak a szabad gyökökként ismert reaktív vegyi anyagok sejtmembránokra gyakorolt káros hatásainak ellensúlyozására [34]. Az előzetes kutatások azt is kimutatták, hogy a mozgásszervi sérülések megnövekedett előfordulása oka lehet az alacsony C- és E-vitamin-szint. A citrusfélék, a káposzta és a brokkoli jó C-vitamin-forrás; E növényi olajokból és zöld leveles zöldségekből nyerhető. Csak korlátozott bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy az ajánlott napi adag feletti bevitel előnyös lenne [35]. Általában a legtöbb tanulmány kimutatta, hogy az aktív egyének normál étrendjükön keresztül kapják meg a vitaminok ajánlott napi adagját. Mindazonáltal azok a személyek, akik testsúlycsökkentő vagy alacsony testtömeg-fenntartó programokat folytatnak, nem kaphatnak megfelelő vitamin-táplálékot.

Ásványok

A test legalább 31 ismert kémiai elemből áll. A leggyakoribb nemfém kémiai elem az oxigén, amely az ember testtömegének 65% -át teszi ki. Három másik nem fém elem a testtömeg 31% -át teszi ki; ezek a szén (18%), a hidrogén (10%) és a nitrogén (3%). Testtömegünk fennmaradó 4% -át egy 22 fémes elemből álló csoport alkotja, az úgynevezett ásványi anyagokat. Ezeket az ásványi anyagokat további fő ásványi anyagokra és nyomelemekre (2. táblázat).

Az ásványi anyagok nélkülözhetetlen anyagok a mozgásszervi rendszerhez, valamint számos biológiai funkcióhoz. Például az elégtelen kalcium- és foszfát-ellátás rendszerint a csontváz fejlődésének károsodásával, valamint a csont- és izomsérülések fokozott előfordulásával jár [36,37]. A vitaminokkal együtt az ásványi anyagok szintén szükségesek az energia szénhidrátok, zsírok és fehérjék hatékony kivonásához és felhasználásához, és fontos és rendkívül specifikus szerepet játszanak az energiaátadás aktiválásában a test egészében. Ezen „metabolikus” ásványi medence nagy része a vérplazmában és az interstitialis folyadékban van, és az egészséges egyénekben található összes ásványianyag-tartalom kis hányadát képviseli.

A legtöbb ásványi anyag az emberi test funkcionális struktúráihoz és/vagy rendszereihez kötődik, vagy azok része. Például a testben lévő 3–5 g vas 80% -a aktívan kombinálódik a vörösvérsejtekben található hemoglobinnal, és ez körülbelül 65-szeresére növelheti a vér oxigén hordozó képességét. A kalciumot tekintve a test körülbelül 1200 g-ot tartalmaz, amelynek körülbelül 99% -a beépül a csontvázba [38]; a fennmaradó 1% ennek az ásványi anyagnak metabolikusan rendelkezésre álló készletét képviseli, nagy része izomban.

Az emberek ásványi táplálékukat növényektől és állatoktól egyaránt megszerzik. Az ivóvíz számos ásványi anyag kiváló forrása is. A kiegyensúlyozott ételeket fogyasztó egészséges és fizikailag aktív emberek elegendő elfogyasztják az alapvető ásványi anyagokat a megfelelő fiziológiai működés fenntartásához [38,39]. Szükség lehet azonban a kiegészítésre azoknál az egyéneknél is, akik korlátozott mennyiségben fogyasztanak tejtermékeket [40,41]; Az étrendi kalcium 75% -a általában tejtermékekből származik.

A nátrium, kálium és klór ásványi anyagoknak meglehetősen hasonló funkcióik vannak, és együttesen elektrolitoknak nevezik őket. Az elektrolitok fő funkciója a testen belüli folyadékcsere megfelelő sebességének ellenőrzése és fenntartása. Túlzott izzadás esetén a test elveszíti az izzadságban lévő elektrolitokat, ami a test teljesítményének romlásához vezet. Egy liter izzadságvesztés kb. 1,5 gramm só veszteséggel jár. Ezért gyakori, hogy az aktív egyének növelik a normál sóbevitelüket, hogy ellensúlyozzák a kiszáradás hatásait [42,43].

Következtetés

A sejt vizes közegében szükség van a szénhidrátok, fehérjék és zsírok, valamint a vitaminok és ásványi anyagok finom keverésére, hogy a testi funkciók a kívánt szinten maradjanak. A kiegyensúlyozott ételeket fogyasztó egészséges emberek elegendő mennyiségben fogyasztják ezeket a tápanyagokat, és nincs szükség pótlásra. A tápanyagok bármelyikének hosszan tartó hiánya azonban egészségkárosodást és fizikai teljesítőképességet okozhat.