M Kaviani

1 Colegiul de Kinesiologie, Universitatea din Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canada

P D Chilibeck

1 Colegiul de Kinesiologie, Universitatea din Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canada

P Yee

1 Colegiul de Kinesiologie, Universitatea din Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canada

G A Zello

2 Colegiul de Farmacie și Nutriție, Universitatea din Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan, Canada

Abstract

Context/Obiective:

Exercițiile efectuate cu puțin timp înainte (adică în decurs de jumătate de zi de) o masă bogată în grăsimi sunt benefice pentru stimularea oxidării grăsimilor după masă și reducerea trigliceridelor postprandiale (TG). Din păcate, acest beneficiu al exercițiului este negat dacă alegerea alimentelor după exercițiu pentru a înlocui caloriile consumate în timpul exercițiului este unul care conține carbohidrați cu indice glicemic ridicat (HGI). Am determinat efectul consumului de carbohidrați cu indice glicemic scăzut (LGI) după o sesiune de efort asupra oxidării grăsimilor și TG după o masă ulterioară bogată în grăsimi.

Subiecte/Metode:

Folosind un design crossover randomizat, contrabalansat, au fost efectuate 23 de persoane supraponderale sau obeze (indicele de masă corporală ⩾25 kg m −2): exercițiu de mers pe jos (90 min) la 1800 h urmat de lipsă de masă (EX); exercițiu urmat de o masă cu carbohidrați LGI (adică linte, EX-LGI); exercițiu urmat de o masă cu carbohidrați HGI (adică cartofi instant, pâine albă, EX-HGI); și o stare de control fără exerciții fizice sau masă. După un post de 10 ore peste noapte, participanților li s-a administrat o masă standardizată cu conținut ridicat de grăsimi. Oxidarea grăsimilor a fost estimată înainte și timp de 6 ore după această masă din măsurători de gaze respiratorii și TG determinată din probe de sânge.

Rezultate:

Oxidarea grăsimilor (medie ± sd) a fost mai mare cu EX (6,9 ± 1,7 gh -1) decât EX-HGI (6,3 ± 1,6 gh -1; P = 0,007) și martor (5,9 ± 1,7 gh -1; P = 0,00002), iar EX-LGI (6,6 ± 1,7 gh -1) a fost mai mare decât martorul (P = 0,002). Suprafața totală TG sub curbă a fost cu 18-32% mai mică cu EX și EX-LGI comparativ cu martorul (P = 0,0005 și respectiv P = 0,0001) și EX-HGI (P = 0,05 și respectiv P = 0,021).

Concluzii:

O masă care conține carbohidrați HGI consumați după o sesiune de exerciții de seară anulează efectul benefic al exercițiului pentru stimularea oxidării grăsimilor și scăderea TG după o masă ulterioară bogată în grăsimi, în timp ce consumarea unei mese post-exercițiu cu carbohidrați LGI păstrează efectul pozitiv al exercițiului.

Introducere

Lipidele postprandiale, nivelul trigliceridelor (TG) după masă, sunt asociate cu formarea plăcii arteriosclerotice 1 și sunt un predictor mai puternic al riscului bolilor cardiovasculare decât lipidele de post, deoarece cea mai mare parte a zilei unui individ se petrece în starea postprandială. 2, 3, 4 Această problemă este evidentă mai ales la persoanele supraponderale și obeze care au un răspuns TG postprandial crescut în comparație cu persoanele slabe. 5

Materiale și metode

Un total de 23 de participanți (7 femele și 16 bărbați, 30,5 ± 6,3 ani (medie ± sd)) cu indice de masă corporală de 29,5 ± 4,0 kg m -2, circumferința taliei de 97,6 ± 8,7 cm și absorbția maximă prevăzută de oxigen de 35,8 ± La acest studiu au luat parte 4,5 ml kg -1 min -1. Toți participanții au fost clasificați ca „supraponderali” (adică, indicele de masă corporală 25–29,9 kg m −2; n = 12) sau „obezi” (indicele de masă corporală ⩾30; n = 11), dar au fost altfel sănătoși, nediabetici, nefumători, fără afecțiuni cardiovasculare și nu luau niciun medicament care ar putea afecta nivelul lipidelor sau glucozei din sânge. Protocolul de studiu a fost aprobat de către Universitatea din Saskatchewan Biomedical Research Ethics Review Board și consimțământul a fost obținut de la fiecare participant înainte de începerea studiului. Studiul a fost înregistrat la clinictrials.gov (> NCT02012855).

Proiectare experimentală

În urma testării preliminare, fiecare participant a suferit patru studii de 2 zile cu cel puțin o săptămână între fiecare studiu de 2 zile într-o ordine randomizată, contrabalansată. Ziua 1 a studiilor de 2 zile a constat din una dintre cele patru condiții: control, exercițiu fără înlocuire calorică (EX), exercițiu urmat de o masă LGI (EX-LGI) și exercițiu urmat de o masă HGI (EX-HGI). Participanții au fost instruiți să-și înregistreze timpul de somn după prima condiție pentru a reproduce condițiile rămase și au reamintit să nu consume alimente acasă înainte de a se raporta la laborator pentru sesiunea de a doua zi. În ziua 2, răspunsurile metabolice (insulină, lipide din sânge, glucoză și oxidare a grăsimilor) au fost evaluate înainte și timp de 6 ore după un mic dejun bogat în grăsimi (Figura 1).

efectul

Proiectare experimentală. Participanții au finalizat patru probe de 2 zile. Ziua 1 a procesului de 2 zile a fost fie: o condiție de control; exercițiu fără înlocuire calorică; exercițiu urmat de o masă cu indice glicemic scăzut (EX-LGI); sau exerciții fizice urmate de o masă cu indice glicemic ridicat (EX-HGI). Barele solide etichetate „B”, „L” și „D” corespund cu mic dejun, prânz și cină standardizat cu indice glicemic moderat dat în ziua 1. „Plimbare” corespunde unei sesiuni de 90 de minute de exerciții de mers pe jos. Bara hașurată după sesiunea de exerciții corespunde fie unei mese LGI sau HGI (potrivită pentru macronutrienți) care conține cantitatea de calorii cheltuite în timpul sesiunii de exerciții. „TB” în ziua 2 corespunde unui mic dejun cu conținut ridicat de grăsimi. Săgețile (() corespund colectării de sânge pentru evaluarea lipidelor, insulinei și glucozei și * corespunde punctelor de timp pentru colectarea gazelor respiratorii pentru a evalua oxidarea grăsimilor. Proiectarea studiului adaptată de la Burton și colab. 7

Exerciții preliminare și teste ale ratei metabolice de odihnă

Încercări experimentale

Ziua 1: condiții experimentale

Starea de control

Participanții au fost instruiți să se abțină de la orice consum și alcool de alcool, în afară de exercițiul prescris în studiu, timp de 3 zile înainte de masa de dimineață care a urmat fiecărei intervenții. În ziua dinaintea mesei de dimineață, în fiecare afecțiune (adică în ziua exercițiului sau a intervenției de control), aportul alimentar a fost controlat oferindu-le participanților trei mese standardizate (Figura 1). Aceste mese au fost individualizate pentru a furniza o compoziție de macronutrienți reprezentativă pentru dieta canadiană medie (30% din energie din grăsimi, 50-55% carbohidrați și 15-20% proteine), cu 20% din energie furnizată la micul dejun, 35% la prânz și 45 % la cina. Conținutul de energie s-a bazat pe cheltuielile calorice estimate ale participanților, determinate din rata metabolică de repaus anterioară și factorul de activitate adăugat (× 1,55) pentru un individ tipic sedentar. 16 Mesele erau compuse din alimente care aveau un IG moderat (

56-69). Ca un alt nivel de control al dietei înainte de intervenții, participanții urmau să-și fotocopieze aportul alimentar timp de 2 zile înainte de ziua intervenției, pentru a reproduce acest aport pentru cele 2 zile anterioare celorlalte condiții.

În ziua de intervenție a stării de control, participanții au raportat la laborator la 1800 h să stea pentru o perioadă de 90 de minute, începând

1 oră după cină; aceasta a fost potrivită cu timpul de exercițiu pentru condițiile ulterioare.

Starea de exercițiu

Intervenția a fost identică cu starea de control, cu excepția a 90 de minute de mers la 50% din absorbția maximă de oxigen prevăzută începând cu ora 1800. Acest tip și volum de exerciții fizice a fost ales deoarece este tipic celui prescris persoanelor cu afecțiuni cronice pentru îmbunătățirea lipidelor din sânge. 17

Starea de exercițiu, inclusiv mesele GI scăzute/ridicate

Intervenția a fost identică cu condiția de exercițiu, cu excepția faptului că energia consumată în timpul mersului, plus 10% pentru a explica rata metabolică crescută observată de obicei în timpul recuperării, 18 a fost înlocuită fie cu o masă LGI (GI = 26), care conține linte fiartă, roșii sos și ulei de canola sau o masă HGI (GI = 76) care conține piure de cartof instant, albușuri de ou și pâine albă (pentru a se potrivi cu conținutul de macronutrienți al mesei LGI). 19 Procentul de kcal din carbohidrați, proteine ​​și grăsimi în fiecare masă a fost de ~ 66%, 31% și respectiv 3%. 19 Cheltuielile de energie și oxidarea substratului au fost măsurate în timpul mersului în timpul primei condiții de înlocuire a mesei, în trei intervale separate de 15 minute, prin calorimetrie indirectă, făcând participanții să respire printr-un muștiuc într-un cărucior metabolic (Vmax Series 29 Calorimeter, SensorMedics) la 15-30, 45-60 și 75-90 min. Oxidarea substratului a fost estimată folosind ecuațiile constantelor Brouwer. 20 Cheltuielile cu energia și oxidarea substratului s-au presupus a fi similare în timpul celei de-a doua condiții de înlocuire a mesei.

Mesele individuale au fost împărțite în două bolusuri consumate imediat și la 2 ore după exercițiu.

Ziua 2: evaluare metabolică

După fiecare dintre aceste condiții, participanții au raportat la laborator în dimineața următoare după un post de 10 ore peste noapte. După 10 minute întinsă în decubit dorsal, oxidarea grăsimilor a fost evaluată prin calorimetrie indirectă timp de 20 de minute. O probă de sânge de post a fost apoi extrasă dintr-o venă antecubitală.

În urma măsurătorilor de post, participanții au consumat un mic dejun cu conținut ridicat de grăsimi care conținea 85,8 g grăsimi, 105,6 g carbohidrați și 66 g proteine ​​și 1452 kcal pe 2 m 2 suprafață corporală, cuprinzând brânză procesată, ouă feliată, brioșă engleză, margarină lichidă fără cârnați și margarină lichidă fără grăsimi (SAUSAGE 'N EGG MCMUFFIN; MacDonald's, Saskatoon, SK, Canada). Această compoziție de masă a fost selectată intenționat pentru a provoca o creștere semnificativă a insulinei și a TG. 8 Aportul de apă a fost înregistrat în prima stare și reprodus pentru restul condițiilor. Participanții s-au odihnit în laborator pe parcursul măsurătorilor postprandiale. Probele de sânge au fost prelevate la 0,5, 1, 2, 4 și 6 ore după micul dejun bogat în grăsimi. Gazele respiratorii prin calorimetrie indirectă și o capotă ventilată pentru determinarea oxidării grăsimilor au fost, de asemenea, colectate timp de 20 de minute după 10 minute situate în decubit dorsal începând de la 40, 100, 220 și 340 min (Figura 1). Oxidarea grăsimilor a fost calculată folosind ecuațiile constantelor Brouwer. 20

Probele de sânge au fost imediat centrifugate timp de 15 minute la 3500 r.p.m. (4 ° C). Serul a fost separat și apoi depozitat la -80 ° C înainte de analiză. Un cititor de microplăci (software Biotek Synergy HT Gen5; Biotek Instruments, Winooski, VT, SUA) a fost utilizat împreună cu teste imunoabsorbante legate de enzime pentru a evalua concentrațiile serice de TG, glucoză, colesterol total, lipoproteină cu densitate mică și densitate foarte mică. (LDL + vLDL), lipoproteine ​​de înaltă densitate (HDL) (BioAssay Systems, Hayward, CA, SUA) și insulină (STELLUX Chemi Human Insulin, Alpco Diagnostics, Salem, NH, SUA). Acizii grași neesterificați serici (NEFA) au fost evaluați utilizând un protocol cu ​​o soluție standard de acid oleic conform instrucțiunilor producătorului (NEFAHR (2), Wako Diagnostics Inc., Richmond, VA, SUA). Coeficientul de variație intra-test pentru toate testele de non-insulină a fost -1. Pentru cele trei plimbări, participanții au raportat intensitatea exercițiului ca fiind „destul de ușoară” (EX-LGI: 10,0 ± 0,3, EX-HGI: 9,5 ± 0,5 și EX: 9,7 ± 0,4) pe scara Borg de 6-20. 21 Cheltuielile totale de energie, oxidarea carbohidraților și oxidarea grăsimilor în timpul mersului au fost de 619 ± 180 kcal, 103 ± 41 g și respectiv 23 ± 7 g.

Ziua 2: evaluare metabolică

Abrevieri: ASC, zonă sub curba de concentrație de 6 ore versus timp; EX-HGI, exerciții și mese cu indice glicemic ridicat; EX-LGI, exerciții fizice și indice cu glicemie scăzută; HDL, lipoproteine ​​de înaltă densitate; LDL, lipoproteine ​​cu densitate mică; NEFA, acizi grași neesterificați; vLDL, o lipoproteină cu densitate foarte mică.

N = 23, valorile sunt medii ± s.d.

Când diferențele dintre condiții au fost evaluate în timpul perioadei inițiale și postprandiale, au existat efecte principale semnificative ale stării și timpului pentru toate rezultatele, cu excepția colesterolului și glucozei, pentru care au existat doar efecte principale în timp (efectele principale ale stării pentru colesterol și glucoză au avut valori P De 0,14 și respectiv 0,059). EX-LGI și EX au avut TG mai scăzut în comparație cu controlul și EX-HGI (P Figura 2). EX a avut NEFA și HDL mai mari în comparație cu controlul și EX-HGI (P Figurile 2 și 3). 3). EX și EX-LGI au avut LDL + vLDL mai scăzut în comparație cu martorul (P Figura 3). A existat o interacțiune condiție × timp pentru insulină (Figura 2). EX-LGI a fost mai mic decât martorul și EX-HGI la 0,5, 1 și 2 ore după masă (P Tabelul 1 și Figura 2). Insulina inhibă oxidarea grăsimilor 13 și, prin urmare, nivelul mai scăzut de insulină în starea EX-LGI ar fi putut permite o oxidare superioară a grăsimilor și un clearance mai mare al TG în comparație cu starea EX-HGI. Deși oxidarea grăsimilor nu a fost semnificativ diferită între condițiile EX-LGI și EX-HGI, condiția EX-LGI a fost semnificativ mai mare decât o condiție de control, în timp ce EX-HGI nu a diferit în comparație cu controlul. Scăderea TG postprandială este importantă, deoarece acesta este un predictor puternic pentru dezvoltarea bolilor cardiovasculare. 2, 3, 4 Rezultatele noastre indică faptul că consumul unei mese LGI după o sesiune de exerciții este o strategie bună pentru scăderea TG postprandială după o masă ulterioară.

Suprafața totală TG sub curbă a fost semnificativ redusă în condițiile EX și EX-LGI comparativ cu EX-HGI și control (Tabelul 1). Zona incrementală TG sub curbă a urmat aceeași tendință; cu toate acestea, diferența dintre condiții nu a atins un nivel de semnificație statistică (P = 0,063). Acest lucru indică faptul că reducerile nivelurilor TG au fost în mare măsură mediate de reducerile TG inițiale. După cum sugerează Burton și colab., 7 acest lucru ar indica un efect mai mare asupra metabolismului vLDL la nivelul ficatului, cu modificări ale lipidelor derivate din masă, ceea ce va aduce o contribuție mai mică la reducerea globală a TG. Modificarea metabolismului vLDL hepatic pentru a favoriza niveluri mai scăzute de TG ar implica direcția fluxului de acizi grași departe de re-esterificare și către oxidare. 7 Acest lucru este susținut de nivelurile mai scăzute de LDL + vLDL în condițiile EX și EX-LGI, comparativ cu controlul, atunci când este mediată în toate punctele de timp (Figura 3). Deși zonele LDL + vLDL de sub curbă nu au fost diferite între condiții, aria totală de sub curbă s-a apropiat de un nivel de semnificație statistică (P = 0,055), favorizând niveluri mai scăzute în condițiile EX și EX-LGI (Tabelul 1).

În acord cu studiile anterioare, 7, 8 am arătat că consumul de masă HGI după o sesiune de exerciții atenuează efectele benefice ale exercițiului pentru reducerea TG postprandial. Exercițiul a fost, de asemenea, benefic pentru reducerea nivelului de insulină, creșterea oxidării grăsimilor și reducerea LDL + vLDL și a determinat HDL mai mare în perioada postprandială în comparație cu controlul, în timp ce EX-HGI a negat în mare măsură aceste efecte pozitive. Harrison și colab. 8 au constatat că beneficiul indus de efort pe TG postprandial a fost afectat negativ de înlocuirea carbohidraților HGI sub formă de băutură care conține glucoză. Burton și colab. 7 au constatat în mod similar că consumul unei băuturi de înlocuire a mesei HGI după exercițiu a atenuat efectul benefic al exercițiului pentru creșterea oxidării grăsimilor și reducerea insulinei postprandiale și a TG. Rezultatele noastre confirmă aceste constatări, dar arată, de asemenea, că consumul unei mese LGI după o sesiune de exerciții nu anulează efectele benefice ale exercițiului pentru îmbunătățirea răspunsurilor postprandiale.

Prezentul studiu atrage atenția asupra modului în care exercițiile fizice, urmate de masa LGI, afectează în mod favorabil nivelul de insulină, oxidarea grăsimilor și TG ca răspuns la o masă bogată în grăsimi a doua zi. Mesele LGI consumate după exerciții fizice prezintă răspunsuri metabolice mai favorabile în comparație cu mesele HGI. Consumul unei mese LGI după exercițiu nu a generat răspunsuri metabolice diferite în comparație cu starea în care nu a fost consumată nicio masă după exercițiu. Prin urmare, vă propunem că este mai bine să faceți mișcare și să nu mâncați după sesiunea de exerciții. Sunt necesare investigații suplimentare cu privire la faptul dacă hrănirea pe termen lung cu alimente LGI după exerciții ar putea îmbunătăți metabolismul și, eventual, pierderea în greutate pe termen lung la persoanele supraponderale și obeze.

Mulțumiri

Acest studiu a fost finanțat de Fundația Heart and Stroke din Canada. Mulțumim, de asemenea, tuturor participanților pentru angajamentele lor pe tot parcursul studiului.

Note

Autorii nu declară niciun conflict de interese.