Kuno Hottenrott

1 Institut pentru diagnosticarea performanței și promovarea sănătății, Martin-Luther-Universitatea din Halle-Wittenberg, 06108 Halle, Germania

Tanja Werner

2 NuOmix Research hp Applied Nutriomic Research, Martin, 81106 Bratislava, Slovacia; moc.hcraeser-ximoun@renrew

Laura Hottenrott

3 Facultatea de Științe Sportive, Universitatea Ruhr Bochum, 44801 Bochum, Germania; [email protected]

Pentru P. Meyer

4 Institutul de Științe Sportive, Universitatea Martin-Luther din Halle-Wittenberg, 06108 Halle, Germania; ten.xmg@reyem-llit

Jürgen Vormann

5 Institutul pentru Prevenire și Nutriție, 85737 Ismaning, Germania; ed.vepi@nnamrov

Abstract

Context: Postul intermitent (IF) combinat cu exercițiile fizice a fost sugerat pentru a spori pierderea în greutate. Cu toate acestea, ambele proceduri ar putea influența negativ starea acido-bazică. Scopul acestui studiu a fost de a determina efectele combinate ale IF, antrenamentului de exerciții fizice și suplimentarea alcalină la subiecții supraponderali asupra compoziției corpului și performanțelor de rulare. Metode: 80 de subiecți supraponderali cu vârsta de 45,5 ± 7,8 ani au fost repartizați la IF sau post non-intermitent (NIF). Mai mult, subiecții au fost repartizați aleatoriu să ia fie un supliment alcalin (IF-v, nIF-v), fie un placebo (IF-p, nIF-p) de două ori pe zi. Toți subiecții au efectuat un program personalizat de exerciții de rezistență (de 3-4 ori pe săptămână timp de 12 săptămâni). Greutatea corporală, compoziția corporală, performanța de rulare și parametrii acid-bazici au fost determinați înainte (pre) și după programul de 12 săptămâni (post). Rezultate: 68 de participanți au finalizat studiul. A existat un efect semnificativ asupra pierderii în greutate corporală, pierderii de grăsime corporală, pierderii de grăsime viscerală și îmbunătățirii performanței la alergare în toate grupurile (concentrație p și pH urinar. Concluzie: antrenamentul exercițiului în combinație cu IF și suplimentarea alcalină este o strategie eficientă pentru reducerea corpului greutatea și îmbunătățirea performanței de alergare într-o intervenție de 12 săptămâni.

1. Introducere

În general, se știe că supraponderalitatea este un factor major de risc pentru diferite boli. Prin urmare, pierderea în greutate este o metodă dovedită de reducere a factorilor de risc asociați supraponderalității [1] și a mortalității [2]. În general, există două strategii pentru pierderea în greutate: creșterea activității fizice și/sau scăderea aportului caloric. Urmarea unei diete cu restricții calorice în fiecare zi poate fi dificilă pentru persoanele supraponderale, cu o conformare slabă pe termen lung. O alternativă la o reducere generală zilnică a aportului caloric poate fi postul intermitent (IF). Cea mai populară schemă de IF include două zile cu un aport foarte scăzut de calorii pe săptămână (metoda 5: 2). Comparativ cu restricția de energie continuă, IF s-a dovedit a fi la fel de eficient în ceea ce privește pierderea în greutate, având în același timp efecte mai benefice asupra homeostaziei glucozei și lipidelor [3]. Întrucât indivizii care aderă la IF trebuie să se concentreze pe aportul de energie doar pentru anumite zile pe săptămână, respectarea acestei strategii de dietă este mai ușor de realizat decât cu restricții de energie continue [4,5].

Pentru a testa acest lucru, indivizii supraponderali sănătoși au participat la un program de exerciții de 12 săptămâni, cu sau fără IF. În plus față de programul de exerciții fizice și strategia dietetică, a fost investigată influența suplimentării alcaline asupra pierderii în greutate, performanței de funcționare și stării acido-bazice.

2. Materiale și metode

2.1. Etică

Studiul a fost aprobat de Comitetul Etic al Universității Martin-Luther, Halle-Wittenberg (Germania) (Număr: 2015-04). Subiecții și-au dat consimțământul în scris în conformitate cu Declarația de la Helsinki.

2.2. Subiecte și proiectarea studiilor

Subiecții studiului au fost recrutați prin publicitate în ziare. Un total de 80 de persoane sănătoase au îndeplinit criteriile de incluziune referitoare la vârstă (20-60 de ani), indicele de masă corporală (IMC; 25-30 kg/m 2) și activitatea fizică (1-2 ore de exercițiu/săptămână). Un total de 40 de bărbați și 40 de femei au fost repartizați în mod egal la diferite strategii dietetice: IF și NIF. Mai departe, într-un design dublu orb controlat cu placebo, subiecții au primit fie un supliment mineral alcalin (Basica Direkt ®, Protina Pharmazeutische GmbH, Ismaning, Germania), fie un placebo similar cu gust (ingrediente: acid citric, sorbitol, aromă de lămâie și calciu stearat) de două ori pe zi (dimineața și seara) (Figura 1). Un baston de Basica Direkt ® conține 120 mg calciu, 200 mg magneziu, 2,5 mg zinc, 25 µg molibden, 20 µg crom, 15 µg seleniu. În cadrul studiului, toți subiecții au urmat un program individual de exerciții timp de 12 săptămâni. Greutatea corporală, compoziția corporală, performanța de funcționare, aportul alimentar și parametrii acid-bazici au fost măsurați înainte și după intervenția de 12 săptămâni.

fizice

Design de studiu. Post intermitent (IF); post non-intermitent (nIF).

2.3. Program de exerciții

Toți participanții au efectuat un antrenament de anduranță personalizat bazat pe ritmul cardiac determinat de un test de câmp de prag de lactat incremental înainte de începerea programului de 12 săptămâni (înclinarea vitezei de rulare de 1,5 km/h la fiecare 800 m până la epuizare începând cu o viteză inițială de 6 km/h pentru femei și 7 km/h pentru bărbați) În urma rezultatelor testului, subiecții au primit planuri de formare pe baza stării de performanță și a zonelor individuale de antrenament pentru ritmul cardiac. Programul de exerciții de 12 săptămâni a constat în 30-60 de minute de alergare și 20 de minute de antrenament de forță de 3-4 ori pe săptămână. În plus, toți participanții au finalizat un program de mers pe jos până la 2 ore în fiecare weekend. Instruirea a fost făcută individual și respectarea planului de instruire a fost monitorizată prin protocol.

2.4. Strategia dietetică

Înainte de începerea intervenției de 12 săptămâni, după 6 săptămâni de intervenție și în ultima săptămână a intervenției, aportul alimentar al tuturor subiecților a fost monitorizat cu protocoale standardizate timp de 7 zile. La începutul intervenției, pentru a se adapta la programul de post, participanții IF au început cu postul de jumătate de zi (800/1200 kcal pe zi, femei/bărbați) de trei ori pe săptămână în primele trei săptămâni. După perioada inițială de ajustare, următorul program IF a inclus două zile de post săptămânal, cu un aport caloric zilnic de 400 kcal pentru femei și 600 kcal pentru participanții de sex masculin și 5 zile de consum caloric „normal” (acoperind cererea individuală). Au fost furnizate planuri dietetice pentru post (jumătate) zile. Atât participanții la NIF, cât și la IF au primit sfaturi despre o dietă echilibrată într-un seminar de două ore și un ghid. Recomandările privind o dietă echilibrată normală s-au bazat pe liniile directoare internaționale privind nutriția sportivă constând în 50-60% carbohidrați, 25-30% grăsimi și 15-20% proteine ​​din totalul caloriilor zilnice [11]. Toți participanții au primit recomandări cu privire la aportul caloric zilnic individual pe baza ratei metabolice bazale și a nivelului lor de activitate.

2.5. Parametrii de testare

Greutatea corporală, compoziția corporală și rata metabolică bazală au fost măsurate cu un analizor Tanita® BC-545N Segment Body (Tanita Europe BV, Amsterdam, Olanda) în condiții similare în pre și post test.

În testul de teren, viteza inițială de 6 km/h pentru femei și 7 km/h pentru bărbați a fost mărită cu 1,5 km/h la fiecare 800 m până la epuizare pentru a determina viteza maximă de rulare și pragul anaerob. În timpul testului, ritmul cardiac a fost înregistrat cu monitorul de ritm cardiac RS 800CX (Polar, Kempele, Finlanda) continuu. Lactatul a fost măsurat cu metoda enzimatic-amperometrică (Dr. Mueller, ambulanța Super GL, Freital, Germania) într-o probă de sânge de 10 μL prelevată dintr-un lob al urechii după fiecare etapă. Datele colectate au fost procesate cu software-ul WinLactat 3.1 (Mesics, Münster, Germania). Pragul anaerob individual a fost derivat din curba lactat - viteză folosind modelul Dickhuth [12].

Înainte și după programul de 12 săptămâni, parametrii acid - bază (pHb, pCO2), glucoză, lactat și concentrația serică a mineralelor (Na + Mg 2+, K +, Ca 2+) au fost măsurați utilizând o probă de sânge capilar de 200 µL prelevat din lobul urechii hiperemizat și analizat imediat de un analizor de gaze din sânge (phox ® Plus M Analyzer, nova ® biomedical, Cheshire, Marea Britanie). Bicarbonatul (HCO3 -) a fost determinat pe baza ecuației Henderson - Hasselbalch. În fiecare dimineață, pH-ul urinar (prima urină a zilei) a fost auto-măsurat de către participanți cu bastoane de pH (Macherey-Nagel, Düren, Germania).

2.6. Statistici

Diferențe semnificative în pierderea de grăsime viscerală prin suplimentarea alcalină suplimentară (verum) numai în IF. * p Figura 5). Nu au existat diferențe semnificative pentru valorile lactatului la pragul anaerob individual între grupuri.

Diferență semnificativă în viteza de rulare prin suplimentarea alcalină suplimentară (verum) de la începutul până la sfârșitul intervenției numai în IF. * p -) niveluri precum și pH urinar. A existat o scădere a concentrației plasmatice a HCO3 - în IF-p (-0,53 ± 0,53 mmol/L) și nIF-p (-0,80 ± 0,62 mmol/L) de către programul de antrenament de 12 săptămâni (Figura 6). Suplimentarea alcalină a crescut concentrația plasmatică de HCO3 - concentrația în ambele grupuri (IF-v: 1,55 ± 1,07 mmol/L și nIF-v: 2,10 ± 0,68 mmol/L), atingând semnificație statistică numai în NIF (p = 0,0056).

Modificări ale concentrației plasmatice de bicarbonat de la începutul până la sfârșitul intervenției. Grupul de suplimente alcaline (verum) a diferit semnificativ în ceea ce privește bicarbonatul de plasmă doar în nIF. ** p - concentrație, suplimentarea alcalină a crescut pH-ul urinar în IF (IF-p: 5,80 ± 0,10 și IF-v: 5,89 ± 0,10) și nIF (nIF-p: 5,64 ± 0,06 și nIF-v: 5,88 ± 0,10) cu un efect semnificativ (p = 0,038) numai în nIF (Figura 7).

Grupul de suplimente alcaline (verum) a diferit semnificativ în pH urinar de la începutul până la sfârșitul intervenției numai în NIF. * p +, K +, Ca 2+, Mg 2+ între toate grupurile.

4. Discutie

Programul de exerciții fizice singur este o strategie eficientă de slăbire, deoarece toate grupurile au pierdut semnificativ greutatea corporală și grăsimea. Aceste efecte au fost semnificativ îmbunătățite de strategia dietetică a IF. Efectele benefice ale programului de exerciții în grupurile de post sau non-post au fost crescute și mai mult prin suplimentarea alcalină, indicând faptul că deja programul de exerciții fizice duce singur la o povară asupra echilibrului acido-bazic, care este exagerat și mai mult de postul suplimentar. Prin furnizarea mai multor minerale alcaline, efectul inhibitor al acidozei crescute poate fi neutralizat în ambele grupuri.

Înainte de începerea intervenției, monitorizarea dietetică nu a arătat diferențe în sarcina acidă între grupuri. Acest lucru indică faptul că modificările stării acid-bazice în timpul intervenției sunt induse de suplimentul alcalin.

Studiile anterioare au arătat că modificările stării acid-bazice duc la condiții hiperacidice care afectează metabolismul și eliberarea trigliceridelor din țesutul adipos [8]. De asemenea, postul este cunoscut pentru a induce afecțiuni hiperacidice [14] și metabolismul grăsimii accelerat [15]. Această afecțiune este consecința producției de cetoacizi indusă de repaus alimentar, care ar putea limita capacitatea generală de a reduce greutatea corporală și conținutul de grăsime. Cu toate acestea, Hood și colab. [16] a arătat o creștere a ketogenezei și a excreției cetoacide prin suplimentarea alcalină în timpul postului, ceea ce indică o mobilizare crescută a grăsimilor. Acest lucru este de acord cu rezultatele prezentului studiu, arătând, de asemenea, că suplimentarea cu minerale alcaline a crescut semnificativ pierderea de grăsime la subiecții de post.

Suplimentarea alcalină a crescut concentrația de HCO3 în plasmă și pH-ul urinar, indicând o capacitate mai bună de a evita acidoză locală. Deoarece nu au existat diferențe în concentrațiile serice de Mg 2+, Ca 2+, K + și Na +, efectul suplimentului se datorează alcalinității sale.

În toate grupurile, programul de exerciții a condus la o îmbunătățire semnificativă a performanței de rulare. O creștere suplimentară a performanței de rulare a putut fi observată numai în cazul IF în cazul suplimentării alcaline. Se știe că deja după 5 minute de mișcare, apare o acidoză locală în mușchi [17]. Această acidoză locală poate afecta metabolismul energetic și, în cele din urmă, performanța musculară. Prin suplimentarea alcalină, creșterea concentrației de acid local indusă de sarcina de lucru ar putea fi evitată [18]. Similar efectelor observate în ceea ce privește pierderea în greutate, mecanismul acestei îmbunătățiri a performanței poate fi explicat prin suplimentarea alcalină care reduce acidoză locală rezultată din post și alergare intensă. Creșterea capacității de tamponare locală în combinație cu beneficiile sportului de post și de anduranță [19,20] permite o îmbunătățire mai mare a performanței musculare.

Câteva răspunsuri fiziologice majore la post sunt similare cu cele cauzate de exercițiile aerobice regulate, incluzând sensibilitate crescută la insulină, rezistență la stres celular, tensiune arterială redusă și ritm cardiac și scădere în greutate [21,22]. În special, IF combinat cu exercițiul fizic pare să aibă efecte sinergice asupra metabolismului energetic datorat biogenezei mitocondriale și metabolismului grăsimilor [19,21,23] și asupra pierderii în greutate [24].

În general, pierderea în greutate obținută va reduce semnificativ riscul pentru riscurile de sănătate asociate supraponderalității. Efectele benefice ale IF au fost deja observate de alții: Johnstone [25] a descris IF ca o strategie potențială pentru pierderea în greutate cu o bună fezabilitate. Harvie și colab. [4] a concluzionat că IF este o metodă alternativă sigură, practică și de lungă durată în comparație cu dieta convențională. În studiul nostru, feedback-ul participanților a confirmat că IF este o strategie practică de reducere a aportului caloric cu avantajul de a urma o dietă calorică normală în zilele fără post.

Prescripţie

Am monitorizat aportul nutrițional doar trei din opt săptămâni. Înainte de începerea intervenției de 12 săptămâni, după 6 săptămâni de intervenție și în ultima săptămână a intervenției, aportul alimentar al tuturor subiecților a fost monitorizat cu protocoale standardizate timp de 7 zile. Nu au existat recomandări speciale cu privire la alimentele permise și interzise. Recomandările privind o dietă echilibrată normală s-au bazat pe liniile directoare internaționale privind nutriția sportivă constând în 50-60% carbohidrați, 25-30% grăsimi și 15-20% proteine ​​din totalul caloriilor zilnice [11]. Eșantionarea de urină de 24 de ore ar fi necesară pentru a măsura excreția cetonică, ceea ce nu a fost posibil în acest studiu populațional. Utilizarea ceto-bastoanelor pentru detectarea urinară a cetonelor ca indicator al acidozei induse de post în urina de dimineață nu a fost suficient de sensibilă pentru evaluarea cantitativă. Alte studii ar trebui să utilizeze o metodă mai sensibilă pentru a măsura excreția cetonică.

5. Concluzii

IF în combinație cu un program de exerciții de 12 săptămâni a fost mai eficient în reducerea greutății corporale și a grăsimii corporale decât un program de exerciții cu o dietă normală. În plus, suplimentarea alcalină sprijină pierderea optimă în greutate și grăsime la post, precum și la subiecții care nu postesc după un program de exerciții. Programul de exerciții a condus la performanțe îmbunătățite, care au fost îmbunătățite în continuare prin suplimentarea alcalină în IF.

Mulțumiri

Recunoaștem marele efort și angajament al femeilor și bărbaților care și-au acordat timpul pentru a participa la acest proiect de cercetare.

Contribuțiile autorului

Conceptualizare: K.H. și T.W.; metodologie: K.H. și J.V; software: T.P.M. și L.H.; validare: K.H. și T.W.; analiză formală: K.H.; anchetă: T.P.M. și L.H; resurse: K.H.; curatarea datei: T.P.M. și L.H.; scris - pregătire originală a proiectului: K.H.; scriere - recenzie și editare: L.H., T.W. și J.V; vizualizare: T.W.; supraveghere: J.V.; administrarea proiectului: K.H.; achiziție de finanțare: T.W. Toți autorii au citit și au acceptat versiunea publicată a manuscrisului.

Finanțarea

Acest proiect a fost finanțat de Protina Pharmazeutische GmbH.

Conflicte de interes

Autorii declară că nu există conflicte de interese care ar influența calitatea sau rezultatul cercetării noastre. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului; în colectarea, analiza sau interpretarea datelor; în scrierea manuscrisului sau în decizia de a publica rezultatele.