Nada Rotovnik Kozjek1 Prehranski dodatki in prehrana v visokih hribih Nutritional Supplements and Nutrition in Mountains IZVLEČEK KLJUČNE BESEDE: alpinizem, energetska presnova, hrana obogatena Prilagoditev na višino in telesni napor na višini sta fiziološko zelo zahtevna. Pri telesnem naporu na višini z normalno prehrano težko zadostimo potrebam telesa po hranilih in tekočini. Neustrezen odziv telesa z žejo in lakoto še dodatno prispeva k hitri dehidraciji in izgubi telesne teže na višini, če posebej ne pazimo na zadosten vnos hranil in tekočine. Dehidraci-ja še poslabša simptome višinske bolezni in vodi do še manjšega vnosa hranil. Prvi in najbolj učinkovit prehrambeni ukrep je zaužitje vsaj 3-51 tekočine na dan, ki naj vsebuje vsaj 200-300 g ogljikovih hidratov poleg tistih, ki jih dobimo s hrano. Za povečanje vnosa energije, protei-nov in mikrohranil (še posebej antioksidantov in železa) si pomagamo s hrano, ki ima povečano gostoto hranil in jo najlaže zaužijemo v obliki prehranskih dodatkov. S prehranskimi dodatki si lahko pomagamo v pogojih (n. p. težavno plezanje), ko je normalen vnos hrane otežen. Na ta način laže preprečujemo dehidracijo, izboljšamo energetsko bilanco, izboljšamo sposobnost prenosa kisika, nadomeščanje glikogenskih zalog v mišicah in zaščitimo funkcionalno telesno maso. 291 ABSTRACT KEY WORDS: mountaineering, energy metabolism, food fortified Altitude acclimatization and altitude exercise are physiologically demanding for the body. During exercise at high altitudes, energy and fluid needs are almost difficult to satisfy with normal food intake. An inappropriate thirst and appetite response can contribute to rapid dehydration, glycogen depletion and weight loss unless adequate amounts of food and fluid are ingested. Dehydration may intensify the symptoms of altitude sickness and result in an even lower food intake. The first and the most effective preventative measure is to consume a minimum of 3 to 5 liters of fluid per day containing 200 to 300 mg of carbohydrate, in addition to that contained in the diet. In order to improve energy, protein and micronutrient (especially antioxidants and iron) intake, nutrient rich nutritional supplements may be used, which may suffice for short periods of strenuous exercise (e. g. heavy climbing), when normal food intake is almost impossible. These measures can help prevent dehydration, improve energy balance and the oxygen supply capacity of the circulatory system, replenish muscle glycogen and conserve bodily protein. 1 Nada Rotovnik Kozjek, dr. med., Onkološki inštitut, Zaloška cesta 2,1000 Ljubljana. 292 UVOD Bivanje in telesni napor na velikih nadmorskih višinah sta za telo psihofizično izjemno zahtevna in od telesnih sposobnosti je lahko odvisno tudi preživetje. Zato potrebuje telo za najboljše delovanje ustrezno prehrano. Z normalnimi načini prehranjevanja to pogosto ni možno, zato je smiselna uporaba prehranskih nadomestkov ali dodatkov, s katerimi v prilagojeni, najpogosteje zgoščeni obliki, vnesemo v telo potrebna hranila. V sestavku bom na kratko opisala pomembna fiziološka dogajanja na višini in ustrezno uporabo prehranskih dodatkov. PREHRANSKI DODATKI Prehranski dodatki so oblika hranil, ki jih uporabljamo namesto običajne prehrane. Z njimi telesu zagotavljamo hranila, ki jih še posebej potrebuje in jih je iz raznih razlogov nemogoče zaužiti v zadostni količini. Poznamo več vrst prehranskih dodatkov, s katerimi podpiramo delovanje telesa med boleznijo in/ali v stanju povečanih potreb. Kadar z njimi podpiramo organizem med telesnim naporom, lahko govorimo o športno prehranskih dodatkih nadomestkih. S športno prehranskimi dodatki nadomeščamo predvsem snovi, ki jih telo potrebuje in izgublja pri telesnem naporu. POSEBNOSTI TELESNEGA NAPORA NA VIŠINI Številne fiziološke spremembe, ki spremljajo bivanje in telesni napor na višini, povzročijo, da je odziv telesa z žejo in apetitom neustrezen. V visokih hribih je povečana nevidna izguba telesnih tekočin zaradi ogrevanja mrzlega zraka in znojenja ter povečane diureze. Nevidna izguba telesnih tekočin naj bi na višini 4300 m dosegla okoli 21 na dan, pri ženskah naj bi bila manjša, okoli 750ml na dan (1). Diureza je povečana kot odgovor na višino, mraz in izgubo telesne teže (2). Prav tako je povečana energetska poraba, kar vodi do izpraznitve zalog glikogena. Dehidracija in povečana energetska poraba povzročita hitro izgubo telesne teže, če vnos tekočin in hrane ni zadosten. Dehidracija in energetski primanjkljaj prav tako povzročita da so znaki akutne višinske bolezni (AVB) prej in bolj izraženi, kar vodi do še manjšega vnosa hrane (3, 4). Neposredna posledica teh sprememb je izguba puste telesne mase in zmanjšane funkcionalne sposobnosti za preživetje na višini. To je telesna teža, zmanjšana za delež maščevja; največji delež predstavlja mišičje. Pojav simptomov AVB ni značilen samo za prve dni bivanja na višini, lahko se pojavijo kadarkoli med bivanjem na veliki nadmorski višini. Pri podaljšanem bivanju na višini se lahko razvijejo tudi znaki višinske kaheksije, pri kateri so izraženi vsi znaki stresnega stradanja: povečan nivo stresnih hormonov, spodbuditev sistemskega vnetnega odziva (SIRS), izpraznitev glikogenskih zalog, negativna dušikova bilanca in izguba puste telesne mase. PREHRANA V VISOKIH HRIBIH Pri telesnem naporu v visokih hribih je prehrana, tako kot pri vseh športnih aktivnostih, eden izmed bistvenih dejavnikov. Pomebna je ustrezna količina in sestava hrane. Ce vnos hrane ni zadosten, da bi podprl organizem pri naporu v gorah, je zaradi obnemoglosti lahko tudi ogroženo preživetje na veliki nadmorski višini. To trditev podpirajo ugotovitve mnogih raziskav, ki so jih naredili predvsem vojaški in polarni raziskovalci (7,15). Kot pri vseh športnih dejavnostih je pri gorništvu za najboljši športni dosežek pomembna prehrana pred telesnim naporom, med njim in po njem. Sestava hrane mora biti po sestavi in količini takšna, da je delovanje telesa najbolje podprto. Na splošno je tudi za gornike primerna prehrana takšna, ki vsebuje (16): • 60-70 % ogljikovih hidratov (OGH), • 12-20 % beljakovin in • 10-18% maščob. Zelo pomembno je, da je skupen vnos energije tolikšen, da zadosti energetskim potrebam med povečanim telesnim naporom. Na ta način preprečimo razvoj absolutne in/ali relativne podhranjenosti, ki je v visokih hribih zelo pogosta in pomembno omejuje prilagoditev telesa na višino in seveda sam telesni napor na višini. Absolutna podhranjenost je posledica negativne energetske bilance, relativna podhranjenost pa pomeni pomanjkanje posamezne vrste hranil. FIZIOLOŠKE SPREMEMBE NA VIŠINI IN PREHRANSKI DODATKI Izguba telesne teže na višini Večina gornikov, ki se poda na nadmorske višine, višje od 3000-4000 m nad morjem, shujša. Izguba telesne teže je sprva prisotna tudi zaradi pojava razvoja AVB, ki je del procesa aklimatizacije. Simptomi AVB, kot so glavobol, slabost, bruhanje in pomanjkanje teka, naposredno povzročajo manjši vnos hrane, kot bi bil potreben, in to ravno takrat, ko jo gorniki najbolj potrebujejo. Toda, tudi ko minejo znaki AVB, je občutek sitosti dosežen že pri bistveno manjši količini hrane in z večjo višino je ta občutek bolj izražen. Spremenjen je tudi občutek za okus in pogosto se spremeni tudi želja po tipu hrane. Ob vsem tem ne smemo pozabiti, da traja kuhanje na višini dlje (za vsakih 1500 m se čas kuhanja podvoji) in hrana se bistveno hitreje ohlaja, kar je lahko dodaten dejavnik zmanjšanega vnosa hrane. Dogma, da je izguba telesne teže na višini neizogibna, je še vedno zelo razširjena in jo povezujejo z neposrednim vplivom hipok-sije na presnovo. Iz nje izvira tudi še vedno preveč razširjeno laično mnenje, da je maščoba najbolj primerno gorivo za višino. Večina tovrstnih podatkov izvira iz raziskav na osebah, ki so na višini izgubljale telesno težo, torej relativno stradale. Za stradanje je značilna evolucijska prilagoditev uporabe maščob kot pomembnega goriva. Ker pa stradanje na višini ni samo enostavno stradanje, ampak gre za obliko stresnega stradanja, je negativna posledica tega stanja pospešena izguba puste, to je funkcionalne telesne mase. To vodi do oslabelosti organizma in sekundarno tudi do drugih znakov podhranjenosti, kot je imunska oslabljenost. Uporaba maščob kot goriva torej ni posledica vpliva hipoksije na organizem, ampak posledica relativnega stradanja (7). Ugotovili so, da je takrat, kadar so osebe zadosti hranjene, poglavitno gorivo na višini glukoza (5, 6). To pomeni tudi presnovno najbolj učinkovito rešitev v oteženih pogojih bivanja. Fiziološkega odziva na hipoksijo ne smemo enačiti s fiziološkim odzivom na negativno energetsko bilanco, kar je predvsem znanstveno zanimivo. Za prakso pa je pomembno, da izguba telesne teže, zaradi negativne energetske bilance, vodi do zmanjšanja psihofizičnih sposobnosti in na ta način povečuje možnost nesreč v skrajnih pogojih. Prehrambeni ukrepi Aklimatizacija naj bo zmeraj postopna, kar pa ni vedno možno, še posebej v primeru reševalnih akcij. Ker je višinska bolezen deloma kombinirana posledica dehidracije in energetskega primanjkljaja, je zato prvi ukrep pri privajanju na višino povečana hidracija z energetsko izotonično pijačo. Popiti je treba 3-51 energetskega in izotoničnega napitka, ki vsebuje vsaj 200-300 g dodatnih OGH na dan. Posebej je pomembno, da skrbimo za energetsko in tekočinsko bilanco ravno v prvih 48 urah, ko so potrebe telesa največje (3). Hrano, bogato z ogljikovimi hidrati, je treba jesti že nekaj dni pred vzponom. Ker je z normalno prehrano dejansko nemogoče zagotoviti zadosten vnos hranil, si lahko pomagamo in je tudi smiselno dodati energetsko visokokalorično in s hranili gosto hrano, kot so energetske in/ali energetsko-pro-teinske ploščice ter energetsko-proteinski nadomestki v prahu. Prehrana v obliki prahu je tudi s praktičnega vidika zelo primerna za prenašanje. Uporabimo lahko tudi proizvode, ki so prehranski nadomestki in so jih razvili predvsem za potrebe industrije »krepitve« telesa z mišično vadbo. Med temi izdelki »fitness« industrije lahko vsak z malo truda najde obliko in okus, ki mu ustreza. Ob dejstvu, da je od naše prehrane lahko odvisno tudi preživetje na višini, je lahko ta trud bogato poplačan. Energetske potrebe na višini so večje Bazalne energetske potrebe so povečane vsaj za 17 % in ostanejo pri osebah, ki niso izgubile funkcionalne telesne mase, povečane ves čas bivanja na višini. Energetska poraba za zmerno aktivne osebe je okoli 2-2,3-krat večja in pri večji telesni aktivnosti se še poveča (3, 7). Razen hudega telesnega napora je za povečano energetsko porabo pomemben dodaten razlog tudi prenašanje bremen (nahrbtniki), težjih oblačil in fizični napor zaradi obvladovanja težjega terena. 293 294 Prehrambeni ukrepi Ker je bazalni metabolizem povečan ves čas bivanja na višini, je potrebno skrbno planiranje obrokov, velikokrat je zaradi pomanjkanja teka potrebna tudi posebna spodbuda za uživanje hrane. Večina raziskovalcev se strinja, da je negativno energetsko bilanco možno preprečiti ali vsaj zmanjšati s strogim OGH-na-domeščanjem, predvsem s tekočo prehrano. Hrana naj bo energetsko gosta. Razdelimo jo v več manjših obrokov čez dan, vsaj 5-6, ker je tudi zaužitje velikih obrokov naenkrat presnovno neugodno in obremenjujoče. Razen industrijskih prehranskih nadomestkov lahko uporabljamo tudi visokokalorične dodatke, kot so med, marmelade in suho sadje. Prehran-ske dodatke lahko kombiniramo z navadno hrano, na primer dodamo športne napitke sokovom ali čaju in obogatimo pudinge ali mlečne izdelke s proteinskimi dodatki. Bistveno je, da se zavedamo, da je prehranska strategija del uspeha našega bivanja in podvigov na višini in da je najboljše ergogeno sredstvo ravno zadostna količina hrane in ne razne »tabletke«. Glavno gorivo na višini so OGH V nasprotju s splošno razširjenim mnenjem, da je za višine primerna hrana »špeh« kot viso-koenergetski prehrambeni dodatek, so raziskovalci ugotovili, da so poglaviten energetski vir na višini ogljikovi hidrati (5, 6). Vnos OGH naj predstavlja več kot 60 % dnevnega vnosa hranil. OGH, ki jih pojemo, ne samo nadomestijo mišični glikogen, temveč tudi zmanjšujejo uporabo mišičnih proteinov za gorivo ter tako zmanjšajo porabljanje mišic na višini. Zadostna preskrba organizma z OGH prepreči ali zmanjša simptome višinske bolezni in izboljša vzdržljivost na višini. Fiziološki mehanizmi, ki to omogočijo, so izboljšanje difuzij-ske kapacitete pljuč, oksigenacije arterijske krvi in nasičenja hemoglobina s kisikom (8-10). OGH so najbolj učinkovito gorivo na višini, bolj kot maščobe. Energetska proizvodnja na liter vnosa kisika je za OGH 5,05 kcal/l O2 in maščobe 4,69 kcal/l O2, ne glede na delni tlak kisika v zraku. Na višini naj bi bila poraba glukoze v mišicah povečana, tako da pogosto prihaja do hipoglikemije in simptomov, povezanih z njo. Omotica ali zmedenost zaradi hipoglikemije sta lahko na višini seveda smrtno nevarni in zato je še toliko pomembneje, da uživamo OGH med telesnim naporom na višini. Tudi prehrana nativnih prebivalcev na visokih višinah, na primer perujskih rudarjev, ki živijo na višini 5500 m, je sestavljena pretežno iz OGH. S tega vidika so splošna načela prehrane na višini kakovostno enaki, kot splošni principi športne prehrane. Prehrambeni ukrepi Kot osnovni prehrambeni ukrep je treba uživati hrano, bogato z OGH. Dnevna potreba po OGH je povečana vsaj za 200-300 g in pri večjih telesnih naporih se ustrezno poveča. Na uro intenzivne fizične aktivnosti je treba zaužiti 30-60 g OGH (1 g/kg telesne teže), še posebej, kadar telesni napor traja več kot eno uro, kar je ponavadi na višini pravilo. Tako preprečimo nastanek hipoglikemije in simptomov, povezanih z njo. Pri raziskavah vztraj-nostnega napora športnikov v nižinah so ugotovili, da je vztrajnostna komponenta napora izboljšana, kadar se napitku doda nekaj proteinov. Verjetno podobne ugotovitve veljajo tudi za višino. Takoj po naporu, najbolje v pol ure, je treba pojesti enako količino ogljikovih hidratov (1 g/kg telesne teže), ki jim dodamo proteine v razmerju 4:1, kar pomeni 0,25 g proteinov na kg telesne teže (11). V prvih dveh urah po naporu najbolj učinkovito zapolnimo glikogenske zaloge v mišicah. Dodatne OGH najlaže zaužijemo v obliki napitka, gela ali ploščice. Prav tako so v teh pogojih zelo uporabni proteini v obliki prahu. Dehidracija Dehidracija je eden glavnih problemov prenašanja napora na višini. Izguba telesnih tekočin je na višini povečana že v bazalnih pogojih, brez povečane športne aktivnosti. Hitro dihanje v hladnem suhem zraku pomeni povečano izgubo telesnih tekočin, ki jih še dodatno izgubljamo zaradi telesnega napora. Dodatno tekočino lahko izgubljamo tudi zaradi bruhanja pri AVB. Vzrok večje diureze naj bi bilo povečano izločanja natrija z urinom in zoženje žil zaradi mraza. Ugotovili so, da se diureza še poveča s stradanjem. Pri zadostni prehrambeni podpori je izguba telesnih teko- čin bistveno manjša. Diureza je tudi pogosta posledica hitre izgube telesne teže. Velikost diureze v prvih dneh vzpona je torej kombinacija povečane izgube tekočin zaradi dihanja, telesnega napora, hormonskega odziva na hipoksijo in hitre izgube telesne teže (1, 2). Pitje je oteženo zaradi zmanjšanega občutka žeje. Že pri višinah do 7000 m, ko je fiziološka prilagoditev do neke mere možna, je potreba po pitju vsaj 3-51 na dan, kar je lahko zelo težko izvedljivo, na višini več kot 7000 m pa je zadosten vnos tekočin dejansko nemogoč. Prehrambeni ukrepi Oblika priporočene tekočine je energetski izotonični napitek, juhe ali druge sladke pijače v kombinaciji s slanimi napitki ali prigrizki. Dodatek soli v pijači pomaga vzdrževati željo po pitju, hidracijo telesa in zmanjša diurezo. Pitje same vode ali čaja ni priporočljivo zaradi prazne energetsko-mineralne vrednosti. Vodo ponavadi kombiniramo z uživanjem gelov. Pri vnosu tekočin si lahko pomagamo s tekočo hrano, kar je zlasti smiselno med telesnim naporom na višini. Se posebej je pomembno, da vemo, da je vzdrževanje zadostne hidracije veliko lažje, kadar je energetska bilanca pozitivna. Na tržišču so številni energetski in izotonični pripravki, ki so v obliki prahu tudi zelo primerni za prenašanje. Prav tako obstajajo številne oblike tekočih prehrambenih formul, ki jih na višini lahko uporabljamo kot prehrambene nadomestke, bodisi kot brike ali v oblikah, ki jih zmešamo z vodo. Nasploh velja, da je priporočeno uživanje tistih tekočih pripravkov in pijač, ki smo jih navajeni, in za katere vemo, da jih dobro prenašamo. Bivanje na višini, prav tako kot tekmovanja, ni čas za preizkušanje novih hranil. Mikrohranila in farmakonutrienti Na visokih višinah je povečana izguba pomembnih mineralov, kot so kalij, natrij in cink z znojenjem in preko urina. Prav tako je povečan oksidativen stres, zlasti pri gornikih, ki se večkrat povzpnejo na visoke višine. Dodaten oksidativen stres je prisoten tudi zaradi pojava »kisikovega paradoksa«. Nekateri raziskovalci poudarjajo zlasti povečano potrebo po vitaminu E (11). Zaradi povečane eritropoeze so večje potrebe telesa po železu. Prehrambeni ukrepi Povečano izgubo mineralov nadomeščamo s pitjem elektrolitnih napitkov in uživanjem prehranskih dodatkov z mikroelementi. Večina raziskovalcev se strinja, da je pri vzponih na višino smiselno dodati prehrani prehransko dopolnilo z mikroelementi, predvsem antiok-sidanti (12, 13). Zaradi povečanih potreb po železu je treba začeti z nadomeščanjem železa že 2-3 tedne pred odhodom na višino. Priporočen odmerek je 200-300 mg železovega sulfata. Z jemanjem železa naj bi nadaljevali še vsaj 2-4 tedne na višini (14). Ker je v pogojih presnovnega stresa na višini včasih nemogoče zadostiti vsem prehrambenim potrebam organizma, je smiselna tudi uporaba posameznih hranil v smislu podpore delovanja posameznih tkiv ali organov. Takšno uporabo hranil imenujemo tudi substratna podpora ali farmakonutricija. Klasičen primer farmakonutricije je prehrambena podpora z imunonutrienti, kot so glutamin, omega-3-maščobne kisline in arginin. ZAKLJUČEK Prilagoditev na višino je za telo fiziološko zahtevna, še posebej pri telesnem naporu na višini. Ker v pogojih bivanja na višini z normalno prehrano težko zadostimo potrebam telesa po hranilih, je smiselna uporaba prehranskih nadomestkov. Prvi in najbolj učinkovit ukrep je zaužitje vsaj 3-51 tekočine na dan, ki naj vsebuje 200-300 g ogljikovih hidratov. Pri povečani telesni dejavnosti je glede na njeno intenzivnost potrebna dodatna energetsko-proteinska nadomestitev ter dodatek mikrohranil, posebej antioksidantov in železa. S prehrambenimi dodatki lahko tudi nadomestimo ali dopolnimo normalno prehrano v pogojih oteženega vnosa hrane. Na ta način lažje preprečimo dehidracijo, izboljšamo energetsko bilanco, izboljšamo sposobnost prenosa kisika, nadomeščamo glikogenske zaloge v mišicah in zaščitimo funkcionalno telesno maso. 295 LITERATURA 1. Milledge J. Respiratory water loss at altitude. Newsletter Int Soc Mountain Med 1992; 5 (2). 2. Hoyt RW, Honig A. Body Fluid and energy metabolism at high altitude. In: Blatteis CM, Frealy MJ eds. Handbook of physiology, Section 4: Environmental Physiology. New York: Oxford University Press; 1996. p. 1277. 3. Butterfield GE, Gates J, Fleming S, Brooks GA, Sutton IR, Reeves JT. Increased energy intake minimizes weight loss in men at high altitude. J Appl Physiol 1992; 72(5): 1741-8. 4. Consolazio CF, Matoush Lo, Johnson HL, Krzywicki HJ, Daws TA, Isaac GJ. Effect of high-carbohydrate diets on performance and clinical symptomatology after rapid ascent to high altitude. Fed Proc 1969; 28(3): 937-43. 5. McClelland GB, Hochachka PW, Weber JM. Csrbohydrate utilization during exercise after high altitude acclimation: Anew perspective. Proc Nat Acad Sci 1998; 95(17): 10288-43. 6. Roberts AC, Butterfield GE, Cymerman A, Reeves JT, Wolfel EE, Brooks GA. Acclimatization to 4300-m altitude decreases reliance on fat as substrate. J Appl Physiol 1996; 81: 1762-71. 7. Butterfield GE. Maintenance of body weight at altitude: in search of 500kcal/day. In: Marriot BM, Carlson SJ eds. Nutritional needs in cold and in high altitude environment. Washington DC: National Academy Press; 1996. p. 357-78. 8. Dramise JG, Inouye CM, Christensen BM, Fults RD, Canham JE, Consolazio CF. Effect of a glucose meal on human pulmonary function at 1600m and 4300m altitudes. Aviat Space Environ 1975; 46: 365. 9. Hansen JE, Hartley LH, Hogan RP. Arterial oxygen increase by high-carbohydrate diet at altitude/ Appl Physiol 1972; 33(4): 441-5. 10. Lawless NP, Dillard TA, Torrington KG, Davis HQ, Kamimori G. Improvement in hypoxemia at 4600 meters simulated altitude with carbohydrate ingestion. Aviat Space Environ Med 1999; 70: 874-8. 11. Res P, Ding Z, Witzman MO, Sprague RC, Ivy JL. The effect of carbohydrate-protein supplementationon endurance performance during exercise of varying intensity. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2004. (v tisku). 12. Simon-schnass I. Oxidative stress at high altitudes and effect of vitamin E. In: Marriot BM, Carlson SJ eds. Nutritional needs in cold and in high altitude environment. Washington DC: National Academy Press; 1996. p. 393. 13. Chao W, Askew EW, Roberts DE, Wood SM, Perkins JB. Oxidative stress in humans during work at moderate altitude. J Nutr 1999; 129: 2009-12. 14. Berglund B. High-altitude training. Aspects of haematological adaptation. Sports Med 1992; 14(5): 289-303. - 15. A Review of the Physiology and Nutrition in Cold and in High-Altitude Environments by the Committee on 296 Military Nutrition Research. In: Marriot BM, Carlson SJ eds. Nutritional needs in cold and in high altitude envi- ronment. Washington DC: National Academy Press; 1996. p. 3-58. 16. Dosegljivo na: URL: http://www.bodyresults.com/e3highaltnutrition.asp Prispelo 10.4.2004