Ăn uống và các lộ trình năng lượng cho tập thể dục

Những gì bạn ăn thực sự có tác động đến mức độ hiệu quả và hiệu quả mà bạn có thể cung cấp năng lượng cho cơ bắp làm việc của bạn. Cơ thể chuyển đổi thức ăn thành nhiên liệu thông qua một số con đường năng lượng khác nhau và hiểu biết cơ bản về các hệ thống này có thể giúp bạn tập luyện và ăn uống hiệu quả hơn và tăng hiệu suất thể thao tổng thể của bạn.

Các chất dinh dưỡng trong thực phẩm được chuyển đổi thành năng lượng

Dinh dưỡng thể thao được xây dựng dựa trên sự hiểu biết về cách thức các chất dinh dưỡng, chẳng hạn như carbohydrate, chất béo và protein, góp phần cung cấp nhiên liệu cần thiết cho cơ thể để thực hiện bài tập.

Những chất dinh dưỡng này được chuyển đổi thành năng lượng dưới dạng adenosine triphosphate hoặc ATP. Đó là từ năng lượng được giải phóng bởi sự phân hủy ATP cho phép các tế bào cơ co lại. Tuy nhiên, mỗi chất dinh dưỡng có các thuộc tính duy nhất xác định cách nó được chuyển đổi thành ATP.

Carbonhydrate là chất dinh dưỡng chính giúp nhiên liệu tập thể dục ở cường độ trung bình đến cao, trong khi chất béo có thể thúc đẩy tập thể dục cường độ thấp trong thời gian dài. Protein thường được sử dụng để duy trì và sửa chữa các mô cơ thể và thường không được sử dụng để tăng cường hoạt động của cơ bắp.

Con đường trao đổi chất cung cấp nhiên liệu cần thiết cho tập thể dục

Vì cơ thể không thể dễ dàng lưu trữ ATP (và những gì được lưu trữ sẽ được sử dụng trong vòng vài giây), nên cần phải liên tục tạo ATP trong khi tập thể dục. Nói chung, hai cách chính mà cơ thể chuyển đổi chất dinh dưỡng thành năng lượng là:

• Chuyển hóa hiếu khí (với oxy)
• Chuyển hóa kỵ khí (không có oxy)

Hai con đường này có thể được chia tiếp. Thông thường, đó là sự kết hợp của các hệ thống năng lượng cung cấp nhiên liệu cần thiết cho việc tập thể dục, với cường độ và thời gian của bài tập xác định phương pháp nào sẽ được sử dụng khi nào.

Con đường năng lượng kỵ khí ATP-CP

Con đường năng lượng ATP-CP (đôi khi được gọi là hệ thống phốt phát) cung cấp năng lượng khoảng 10 giây và được sử dụng cho các đợt tập thể dục ngắn, chẳng hạn như chạy nước rút 100 mét.

Con đường này không cần bất kỳ oxy để tạo ATP. Đầu tiên, nó sử dụng bất kỳ ATP nào được lưu trữ trong cơ (trị giá khoảng 2 đến 3 giây) và sau đó nó sử dụng creatine phosphate (CP) để tái tổng hợp ATP cho đến khi hết CP (thêm 6 đến 8 giây). Sau khi sử dụng ATP và CP, cơ thể sẽ chuyển sang chuyển hóa hiếu khí hoặc kỵ khí (glycolysis) để tiếp tục tạo ATP để tập thể dục.

Chuyển hóa kỵ khí - Glycolysis

Con đường năng lượng yếm khí, hay glycolysis, tạo ra ATP độc quyền từ carbohydrate, với axit lactic là sản phẩm phụ. Glycolysis kỵ khí cung cấp năng lượng bằng cách phân hủy (một phần) glucose mà không cần oxy. Chuyển hóa kỵ khí tạo ra năng lượng cho các đợt hoạt động ngắn, cường độ cao kéo dài không quá vài phút trước khi quá trình tích tụ axit lactic đạt đến ngưỡng gọi là ngưỡng tiết sữa và đau cơ, nóng rát và mệt mỏi khiến việc duy trì cường độ như vậy rất khó khăn.

Trao đổi chất hiếu khí

Chuyển hóa hiếu khí cung cấp hầu hết năng lượng cần thiết cho hoạt động trong thời gian dài. Nó sử dụng oxy để chuyển đổi chất dinh dưỡng (carbohydrate, chất béo và protein) thành ATP. Hệ thống này chậm hơn một chút so với hệ thống kỵ khí vì nó dựa vào hệ thống tuần hoàn để vận chuyển oxy đến các cơ bắp hoạt động trước khi nó tạo ra ATP. Chuyển hóa hiếu khí được sử dụng chủ yếu trong các bài tập sức bền, thường ít dữ dội hơn và có thể tiếp tục trong thời gian dài.

Trong khi tập thể dục, một vận động viên sẽ di chuyển qua các con đường trao đổi chất. Khi tập thể dục bắt đầu, ATP được sản xuất thông qua chuyển hóa yếm khí. Với sự gia tăng nhịp thở và nhịp tim, có nhiều oxy hơn và quá trình trao đổi chất hiếu khí bắt đầu và tiếp tục cho đến khi đạt đến ngưỡng tiết sữa.

Nếu vượt qua mức này, cơ thể không thể cung cấp oxy đủ nhanh để tạo ra ATP và quá trình trao đổi chất kỵ khí bắt đầu lại. Vì hệ thống này tồn tại trong thời gian ngắn và nồng độ axit lactic tăng lên, cường độ không thể được duy trì và vận động viên sẽ cần phải giảm cường độ để loại bỏ sự tích tụ axit lactic.

Cung cấp nhiên liệu cho các hệ thống năng lượng

Các chất dinh dưỡng được chuyển đổi thành ATP dựa trên cường độ và thời gian hoạt động, với carbohydrate là bài tập cung cấp năng lượng dinh dưỡng chính ở cường độ trung bình đến cao và chất béo cung cấp năng lượng trong quá trình tập luyện xảy ra ở cường độ thấp hơn.

Chất béo là nhiên liệu tuyệt vời cho các sự kiện sức bền, nhưng đơn giản là nó không đủ cho các bài tập cường độ cao như chạy nước rút hoặc xen kẽ. Nếu tập thể dục ở cường độ thấp (hoặc dưới 50 phần trăm nhịp tim tối đa), bạn có đủ chất béo dự trữ để hoạt động trong nhiều giờ hoặc thậm chí nhiều ngày miễn là có đủ oxy để cho phép chuyển hóa chất béo.

Đối với cường độ tập thể dục tăng, chuyển hóa carbohydrate diễn ra. Nó hiệu quả hơn chuyển hóa chất béo nhưng có kho dự trữ năng lượng hạn chế. Carbohydrate được lưu trữ (glycogen) này có thể cung cấp khoảng 2 giờ tập thể dục từ trung bình đến cao. Sau đó, sự suy giảm glycogen xảy ra (carbohydrate được lưu trữ được sử dụng hết) và nếu nhiên liệu đó không được thay thế, các vận động viên có thể đâm vào tường hoặc "bonk".

Một vận động viên có thể tiếp tục tập thể dục cường độ trung bình đến cao để lâu hơn chỉ cần bổ sung lượng dự trữ carbohydrate trong khi tập luyện. Đây là lý do tại sao việc ăn carbohydrate dễ tiêu hóa trong khi tập thể dục vừa phải kéo dài hơn một vài giờ là rất quan trọng. Nếu bạn không nạp đủ carbohydrate, bạn sẽ buộc phải giảm cường độ và quay trở lại chuyển hóa chất béo để hoạt động nhiên liệu.

Khi cường độ tập luyện tăng lên, hiệu quả chuyển hóa carbohydrate giảm đáng kể và quá trình chuyển hóa kỵ khí diễn ra. Điều này là do cơ thể bạn không thể tiếp nhận và phân phối oxy đủ nhanh để sử dụng chuyển hóa chất béo hoặc carbohydrate một cách dễ dàng.

Trên thực tế, carbohydrate có thể tạo ra năng lượng gấp gần 20 lần (dưới dạng ATP) mỗi gram khi được chuyển hóa khi có oxy đầy đủ so với khi được tạo ra trong môi trường thiếu oxy, kỵ khí xảy ra trong những nỗ lực mạnh mẽ (chạy nước rút).

Với đào tạo phù hợp, các hệ thống năng lượng này thích nghi và trở nên hiệu quả hơn và cho phép thời gian tập luyện lớn hơn ở cường độ cao hơn.