Abstract

Scopul acestui studiu a fost de a investiga dacă antrenamentul de rezistență îmbunătățește mobilizarea și oxidarea lipidelor la subiecții supraponderali. Unsprezece bărbați tineri (25,6 ± 1,4 ani și indicele de masă corporală 27,7 ± 0,2) au efectuat un program de antrenament de 4 luni, constând în practicarea exercițiului aerob 5 zile/săptămână. Înainte și după perioada de antrenament, oxidarea lipidelor a fost explorată în timpul unui exercițiu de 60 de minute la 50% din consumul maxim de O2 utilizând calorimetrie indirectă. Mobilizarea lipidelor și efectul α2-adrenoceptor antilipolitic au fost, de asemenea, studiate folosind metoda de microdializă în țesutul adipos subcutanat abdominal (SCAT). După antrenament, nivelurile plasmatice de acid gras neesterificat (NEFA), în repaus și în timpul efortului, au fost semnificativ mai mici decât înainte (P exercițiul regulat asociat cu dieta a fost recomandat ca o strategie importantă în prevenirea și gestionarea obezității. Antrenamentul de anduranță pare a fi unul dintre factorii majori care determină succesul pe termen lung al programelor de slăbire (26, 37). O explicație este că exercițiile fizice contracarează parțial scăderea oxidării grăsimilor care apare odată cu scăderea în greutate în timpul unei diete hipocalorice prin menținerea unei reacții lipolitice adipoase (25, 36).

La subiecții cu greutate normală, s-a constatat că antrenamentul exercițiului duce la o oxidare crescută a grăsimilor (3), dar lipoliza întregului corp în timpul exercițiului nu a fost îmbunătățită semnificativ prin antrenament (20).

Scopul prezentei investigații a fost de a investiga efectul antrenamentului de rezistență, fără modificarea dietei, asupra mobilizării și oxidării lipidelor la bărbații supraponderali în timpul stimulării fiziologice a sistemului simpatoadrenal indus de exercițiile fizice. Mobilizarea lipidelor din țesutul adipos subcutanat abdominal (SCAT) a fost studiată folosind tehnica de microdializă (1, 7); în plus, pentru a delimita importanța căii locale mediată de α2-AR în lipoliza SCAT, a fost explorat efectul blocării α2-AR. Oxidarea lipidelor a fost evaluată prin măsurarea raporturilor de schimb pulmonar de gaze (rapoarte de schimb respiratoprie, RER) prin calorimetrie indirectă.

Subiecte. Unsprezece bărbați supraponderali, neinstruiți (25,6 ± 1,4 ani) au participat la studiu. Greutatea corporală medie a fost de 89,5 ± 1,6 kg (interval 78-95 kg) și indicele de masă corporală (IMC) 27,7 ± 0,2 kg/m 2 (interval 26,7-29,1 kg/m 2). Procentul de masă grasă a fost de 22,8 ± 0,9%, iar absorbția maximă de oxigen (V ‡ o 2 max), determinată în timpul unui test de ciclare a piciorului, a fost de 34,3 ± 1,3 ml · min –1 · kg –1. După testul V o 2 max și pe parcursul întregii perioade experimentale, subiecților li sa cerut să își mențină dieta obișnuită. Toate nu erau medicamentoase, iar greutatea lor a rămas stabilă ≥ 3 luni înainte de începerea studiului. Toți subiecții și-au dat consimțământul în scris înaintea începerii experimentelor. Studiile au fost realizate conform Declarației de la Helsinki și aprobate de Comitetul de Etică al Spitalului Universitar Toulouse I (Franța).

Protocol de antrenament pentru exerciții fizice. Programul de antrenament a constat în practicarea exercițiului aerob (1 oră/zi), în principal alergare și ciclism, 5 zile/săptămână, timp de 4 luni sub controlul unui antrenor de exerciții fizice. Intensitatea și durata exercițiilor au fost crescute progresiv. Subiecții s-au exercitat la o frecvență cardiacă țintă corespunzătoare a 50-85% din valoarea V ™ o 2 max, frecvența cardiacă fiind monitorizată cu un cardiometru Polar Accurex Plus (Monitor; La Varenne, St Hilaire, Franța). Respectarea sesiunilor de instruire a fost bună, după cum a verificat un jurnal de instruire, inclusiv activități de zi cu zi. Aportul de alimente și calorii a fost neschimbat pe tot parcursul protocolului.

După perioada de odihnă, subiecții au început un exercițiu pe un ergometru de bicicletă cu frână electromagnetică (Ergometrics 800s Ergoline) la o sarcină de lucru care corespunde cu 50% din valoarea individuală a lui V ‡ o 2 max înainte și după antrenament, adică la aceeași putere relativă. Durata exercițiului a fost de 60 min. Ritmul cardiac a fost monitorizat continuu cu cardiometrul în timpul exercițiului. Apoi, subiecții s-au odihnit în poziția semirecumbentă timp de 60 de minute. Aportul de apă a fost permis ad libitum în timpul exercițiilor și perioadelor de recuperare. În timpul exercițiului și al perioadei de recuperare, au fost colectate fracțiuni de 15 minute ale dializatului.

Chiar înainte de exercițiu și la fiecare 15 minute în timpul exercițiului și recuperării, 5 ml de sânge au fost colectați dintr-un cateter din polietilenă aflat într-o venă antecubitală pentru determinarea glicerinei, NEFA și glucozei. La fiecare 30 de minute, a fost colectat un volum suplimentar de 5 ml de sânge pentru determinări hormonale (catecolamine și insulină). Sângele a fost colectat în 50 μl dintr-un cocktail anticoagulant și antioxidant (Immunotech, Marsilia, Franța) pentru a preveni oxidarea catecolaminelor și a fost procesat imediat într-o centrifugă refrigerată. Plasma a fost păstrată la –80 ° C până la analiză.

Valorile RER (RER = V ̇ co 2/V ̇ o 2) au fost calculate on-line prin calorimetrie indirectă cu circuit deschis folosind un aparat Oxycon Pro cuplat la un computer pentru calculul RER. Concentrația de oxigen a fost analizată de un analizor paramagnetic și concentrația de CO2 de către analizorul cu infraroșu. Gazele de calibrare certificate au fost utilizate pentru calibrarea analizorilor în fiecare zi înainte de începerea testului și înainte de perioada de exercițiu. Subiecții au purtat masca timp de 6 minute înainte de fiecare prelevare de sânge, iar valorile RER obținute în timpul celor 4 minute înainte de eliminarea măștii au fost mediate. Pentru fiecare test experimental, oxidarea lipidelor înainte și în timpul exercițiului și în timpul perioadei de recuperare a fost calculată presupunând că RER este egal cu coeficientul respirator neproteic. Din măsurătorile de schimb de gaze, partea lipidelor oxidate în timpul efortului și recuperării a fost evaluată conform formulei descrise de Ferrannini (12).

Pentru testul de post-formare, proiectul experimental a fost identic. Subiectul nu a practicat antrenamentul în ziua precedentă investigației, pentru a evita consecințele ultimei perioade de activitate fizică a perioadei de antrenament asupra răspunsurilor metabolice analizate.

Medicamente și determinări biochimice. Fentolamina metansulfonat (Regitina) a fost obținut de la Ciba-Geigy (Reuil-Malmaison, Franța). Glicerolul în dializat (10 μl) și în plasmă (20 μl) a fost analizat printr-o metodă radiometrică ultrasensibilă (5); variabilitățile intra-test și inter-test au fost de 5,0 și respectiv 9,2%. Etanolul în dializat și perfuzat (5 μl) a fost determinat printr-o metodă enzimatică; variabilitățile intra-test și inter-test au fost de 3,0 și respectiv 4,5%. Glucoza plasmatică și NEFA au fost determinate cu o tehnică de glucoză-oxidază (kit Biotrol; Merck-Clevenot, Nogent-s-Marne, Franța) și o procedură enzimatică (kit WAKO;, Unipath, Dardilly, Franța), respectiv. Concentrațiile de insulină plasmatică au fost măsurate folosind truse RIA de la Sanofi Diagnostics Pasteur (Marnes la Coquette, Franța). Epinefrina plasmatică și norepinefrina au fost testate în alicote de 1 ml de plasmă prin cromatografie lichidă de înaltă performanță utilizând detecție electrochimică (amperometrică). Limita de detectare a fost de 20 pg/probă. Variabilitatea de zi cu zi a fost de 4% și variabilitatea în termen de 3%.

analize statistice. Toate valorile sunt medii ± SE. Răspunsurile la exercițiu au fost analizate folosind analiza varianței (proiectare de măsuri repetate dublu-multivariate), cu software-ul statistic: SAS și proc GLM. În timpul exercițiului, curbele de răspuns ale concentrației de glicerol extracelular, în μmol · l –1 · 60 min, au fost calculate ca modificări totale integrate peste valorile inițiale [ariile sub curbe (ASC)] prin utilizarea unei metode trapezoidale. P o 2 valori maxime au fost semnificativ mai mari după antrenament (3,53 ± 0,14 vs. 3,11 ± 0,13 l/min, P

tabelul 1. Efectul exercițiului și recuperării de 60 de minute asupra concentrațiilor plasmatice de catecolamine, glucoză și insulină înainte și după antrenamentul de rezistență

Valorile sunt medii ± SE. *P

îmbunătățește

FIG. 1.Acid gras neesterificat cu plasmă (NEFA; A) și glicerol (B) concentrații în repaus, exercițiu de 60 de minute și recuperare la subiecții supraponderali înainte (•) și după antrenament (○). S-a constatat o diferență semnificativă în modificările NEFA între înainte și după antrenament (P

În timpul exercițiului și înainte de antrenament, concentrațiile de glicerol din dializat au crescut în primele 15 minute în sonda de control și au continuat să crească până la sfârșitul exercițiului. În sonda cu fentolamină, concentrațiile de glicerol din dializat au fost semnificativ mai mari decât în ​​sonda martor pe toată perioada exercițiului și au rămas mai mari în perioada de recuperare de 45 de minute (Fig. 2A). ASC calculate în timpul exercițiului fizic au fost 152 ± 21 și 244 ± 25 μmol · l –1 · 60 min, respectiv (P –1 · 60 min, respectiv. Astfel, activitatea α în SCAT a dispărut după antrenament, ceea ce explică lipoliza superioară.

FIG. 2.Modificări ale concentrațiilor de glicerol dializat în timpul exercițiului de 60 de minute și în timpul perioadei de recuperare la subiecții supraponderali înainte (A) și după antrenament (B) în sonda de control (() și în sonda infuzată cu fentolamină (•). Datele sunt exprimate ca mijloace ± SE. *P

Raportul flux-intrare etanol în SCAT. Rapoartele de ieșire-intrare a etanolului au fost exprimate ca procent, adică concentrația de etanol din dializat împărțită la concentrația de etanol în perfuzatul de 100. În repaus, în sonda de control, raportul de etanol nu a fost diferit înainte și după antrenament (77,1 ± 1,7 și, respectiv, 78,3 ± 1,6%); fentolamina nu a indus modificări ale raportului de etanol (79,6 ± 2,3 și 78,9 ± 2,3% înainte și după antrenament, respectiv; Fig. 3, A și B). O scădere ușoară, dar semnificativă, a raportului debit/intrare etanol a fost observată în primele 15 minute de exercițiu în sonda de control, precum și în sonda cu fentolamină. Înainte și după antrenament, adăugarea de fentolamină a indus o scădere mai prelungită a raportului de ieșire/intrare a etanolului, care a rămas semnificativ mai scăzut decât înainte de exercițiu pe toată durata exercițiului.

FIG. 3.Raportul de ieșire-intrare a etanolului în repaus, în timpul exercițiului de 60 de minute și la recuperarea la subiecții supraponderali înainte (A) și după antrenament (B) în sonda de control (() și în sonda infuzată cu fentolamină (•). Datele sunt exprimate ca mijloace ± SE.

RER și oxidarea lipidelor. În repaus, RER-urile au fost semnificativ mai mici (P

FIG. 4.Modificări ale utilizării lipidelor în timpul exercițiului de 60 de minute și recuperare la subiecții supraponderali înainte (•) și după antrenament ((). Datele sunt exprimate ca mijloace ± SE.

Prezentul studiu demonstrează că 4 luni de antrenament de anduranță, fără modificarea dietei, măresc lipoliza SCAT după o luptă de exercițiu aerob de 1 oră prin scăderea activității antilipolitice SCAT α2-AR la bărbații supraponderali. Pe de altă parte, pentru aceeași intensitate relativă de efort, oxidarea lipidelor din corpul întreg a crescut după antrenament, dar procentul de utilizare a lipidelor nu s-a modificat.

Concentrațiile plasmatice de NEFA au fost mult reduse după antrenament. Cu toate acestea, deși dieta nu a fost modificată, s-a observat pierderea masei grase; acest lucru ar fi putut contribui ușor la reducerea versiunii NEFA. Cu toate acestea, nivelul NEFA depinde nu numai de mobilizarea lor din țesutul adipos, ci mai ales de utilizarea lor de către mușchi în timpul exercițiului.

Creșterea lipolizei indusă de efort este promovată de creșterea nivelului de catecolamină și de scăderea insulinemiei. S-a demonstrat că răspunsul hormonal la exercițiu este determinat de intensitatea relativă, și nu de intensitatea absolută (14). Prin urmare, în studiul de față, în ambele experimente, exercițiul a fost efectuat la același procent de VTM2, iar răspunsul indus de exercițiu al catecolaminelor (epinefrină și norepinefrină) a fost similar înainte și după antrenament. În consecință, creșterea lipolizei indusă de efort după antrenament nu a fost asociată cu concentrații plasmatice diferite de catecolamină.

Rezultatele noastre in vivo la bărbații supraponderali par a susține rezultatele studiilor longitudinale in vitro (6) în care 12 săptămâni de antrenament au determinat o scădere a acțiunii α2-antilipolitice a epinefrinei in vitro asupra celulelor grase din SCAT la bărbații obezi. Mai mult, atunci când interpretăm rezultatele prezente, trebuie să luăm în considerare diferențele de masă grasă dintre cele două experimente. Masa de grăsime mai mare înainte de antrenament sugerează un volum mai mare de adipocite și acest lucru ar putea fi un motiv pentru activitatea α2-AR mai mare, deoarece s-a demonstrat că activitatea α2-AR depinde de mărimea celulelor grase (24). La fel, am constatat într-un alt experiment (29) că activitatea α2-AR a fost mai izbitoare la subiecții obezi neinstruiți cu volum mai mare de adipocite decât la subiecții neobezi neinstruiți și Hellström și colab. au arătat că, după scăderea în greutate în timpul dietei cu conținut scăzut de calorii, sensibilitatea α2-AR a scăzut (16). Cu toate acestea, atunci când subiecții obezi au fost antrenați timp de 3 luni, deși greutatea lor nu s-a modificat, efectul antilipolitic al α2-AR in vitro a fost redus (6); aceasta ilustrează efectul antrenamentului asupra activității AR.

Mai mult, după cum s-a arătat deja (21), concentrațiile plasmatice de insulină au fost mai mici după antrenament și acest lucru ar fi putut contribui și la creșterea lipolizei indusă de efort. Cu toate acestea, nivelurile de insulină plasmatică au scăzut ulterior până la sensibilitatea îmbunătățită la insulină (18, 21). În schimb, când α2-AR au fost blocate, creșterea glicerolului extracelular indusă de efort nu a fost diferită înainte și după antrenament, ceea ce susține o activitate α2-AR antilipolitică mai degrabă decât un efect antilipolitic insulinic în SCAT. Apoi, după doar 4 luni, antrenamentul aerob a dus la dispariția activității α2-AR antilipolitice (efect longitudinal), așa cum s-a văzut într-un experiment transversal care a comparat antrenamentele cu bărbații sedentari (8).

Concentrația glicerinei în spațiul extracelular nu este determinată numai de rata lipolizei în adipocite; este influențat și de fluxul local de sânge. Studiile farmacologice au arătat că fluxul sanguin local modifică nivelurile de glicerol în țesutul adipos, adică crește vasoconstricția și vasodilatația scade concentrația extracelulară de glicerol în țesutul adipos (9). În timpul exercițiului, creșterea concentrației extracelulare a glicerinei s-ar putea datora schimbărilor fluxului sanguin în țesutul adipos. Măsurarea scăpării etanolului prin sonda de dializă este o metodă validată necuantitativă pentru a estima modificările vasomotricității în AT (11). De acord cu unii autori (15, 30), stabilitatea raportului de ieșire/intrare a etanolului găsit în timpul perioadelor de exerciții a indicat faptul că vasomotricitatea nu s-a modificat în timpul exercițiului. În consecință, modificările induse de efort în concentrația extracelulară a glicerinei nu sunt influențate de modificările fluxului sanguin local și, în consecință, reflectă modificările lipolizei locale în SCAT.

Pe scurt, prezentul studiu demonstrează că antrenamentul de rezistență de 4 luni la subiecții supraponderali îmbunătățește lipoliza în SCAT în timpul exercițiului fizic prin scăderea activității α2-AR. Nivelul NEFA a fost, de asemenea, foarte scăzut în repaus și a rămas scăzut pe tot parcursul exercițiilor și perioadelor de recuperare. Aceste date pot fi explicate printr-o creștere a procentului de lipide oxidate în repaus și o cantitate mai mare de oxidare NEFA în timpul activității fizice. Acest studiu subliniază efectele antrenamentului asupra sensibilității căii α2-adrenergice, un eveniment determinant pentru reglarea lipolizei SCAT umane. Acesta indică importanța antrenamentului fizic pentru reglarea masei grase și pentru o mai bună utilizare a lipidelor în prevenirea obezității.

NOTĂ DE PICIOASĂ

Costurile de publicare a acestui articol au fost suportate parțial prin plata taxelor de pagină. Prin urmare, articolul trebuie marcat prin prezenta „publicitate”În conformitate cu 18 U.S.C. Secțiunea 1734 doar pentru a indica acest fapt.

Ne exprimăm recunoștința față de M. T. Canal și M. A. Marques pentru contribuțiile lor la studiu. De asemenea, suntem datori personalului Centrului Clinic de Investigații al Spitalului Universitar Purpan.