1 Departamentul de Kinesiologie, Universitatea din Virginia, Charlottesville, VA, SUA

îmbunătățirea

2 Divizia de endocrinologie și metabolizare, Universitatea din Virginia, Charlottesville, VA, SUA

3 Centrul de cercetare cardiovasculară Robert M. Berne, Universitatea din Virginia, Charlottesville, VA, SUA

Abstract

Exercițiul este o terapie de bază pentru bolile cronice legate de rezistența la insulină multiorganică. Cu toate acestea, nu toți indivizii prezintă îmbunătățirea anticipată a sensibilității la insulină după exerciții și acești indivizi sunt considerați rezistenți la exerciții. Restricția calorică este o abordare pentru a spori efectul exercițiului fizic asupra creșterii sensibilității la insulină periferică și hepatică, deoarece alimentarea caloriilor consumate diminuează aceste beneficii. Alternativ, restricționarea aportului de carbohidrați, independent de echilibrul energetic, după exerciții, oferă un efect aditiv asupra sensibilității la insulină periferică în comparație cu alimentarea cu carbohidrați. Deși compoziția carbohidraților modulează sensibilitatea la insulină, puțini au studiat efectele unui indice glicemic scăzut sau a dietelor cu cereale integrale după exerciții fizice între fenotipurile prediabetului asupra sensibilității la insulină. Aici, propunem noua ipoteză că combinația dintre terapia nutrițională individualizată și exercițiile fizice ar trebui să se bazeze pe patologia clinică a prediabetului pentru a depăși rezistența la efort și pentru a îmbunătăți capacitatea de răspuns la persoanele cu risc de diabet de tip 2 și boli cardiovasculare.

1. Introducere

Aproximativ 382 de milioane de adulți din întreaga lume au diabet de tip 2 (T2D), iar această cifră se estimează că va crește la 592 de milioane până în anul 2035 [1]. Prediabetul se caracterizează prin niveluri de glucoză din sânge peste nivel normal, dar sub criteriile de diagnostic pentru T2D [2]. Etiologia prediabetului este în principal rezistența la insulină a mușchilor scheletici, a ficatului și/sau a țesutului adipos care, în timp, promovează excreția de insulină din β-celulară și are ca rezultat epuizarea pancreatică care duce la hiperglicemie severă [3].

Această revizuire va examina potențialul dietei pentru a spori beneficiile exercițiilor fizice asupra reglării glucozei la persoanele cu rezistență la insulină în ficat și mușchiul scheletic. În special, atenția se va concentra asupra impactului echilibrului energetic, al echilibrului carbohidraților și al tipului de carbohidrați (adică, indicele glicemic scăzut (IG) și cerealele integrale) împreună cu exercițiile asupra rezistenței la insulină multiorgană și controlului glicemic. Intervențiile de exerciții fizice acute constau în 1-10 zile pentru a reflecta reacția metabolică, în timp ce sunt cronice (

> 8 săptămâni de expunere) sunt utilizate studii de efort pentru a înțelege adaptările la stimuli. Aceste condiții de exercițiu sunt discutate separat, deoarece efectele sensibilității la insulină pot diferi în funcție de durata expunerii.

2. Deficitul de energie

2.1. Exercițiu acut
2.2. Antrenament pentru exerciții fizice

Un factor confuz atunci când se interpretează concluziile colective din efectele deficitului energetic acut și pe termen lung asupra sensibilității la insulină este că un deficit de carbohidrați este adesea indus concomitent. Acest lucru crește posibilitatea ca deficitul de carbohidrați (de exemplu, concentrații scăzute de glicogen), și nu deficitul de energie în sine, să regleze sensibilitatea la insulină după exercițiu (vezi Disponibilitatea carbohidraților). Lucrări suplimentare așteaptă investigații pentru a elucida programul optim de nutriție pentru maximizarea îmbunătățirilor rezistenței la insulină a mușchilor hepatici și/sau scheletici în timpul intervențiilor de efort în fenotipurile prediabetului.

3. Disponibilitatea carbohidraților

3.1. Exercițiu acut

O ultimă considerație în ceea ce privește restricționarea aportului de carbohidrați este că limitarea unui nutrient ar putea fi compensată prin aportul crescut de altul, cum ar fi grăsimile. Se consideră că aportul ridicat de grăsimi din dietă scade absorbția glucozei musculare scheletice stimulate de insulină din cauza creșterii lipidelor circulante [41-44]. Cu toate acestea, exercițiile fizice pot oferi o anumită protecție. Mai multe studii [45, 46] sugerează că un atac de exercițiu aerob de 90 de minute îmbunătățește sensibilitatea la insulină periferică și hepatică, indiferent de alimentarea cu conținut ridicat sau scăzut de grăsimi după episod. Deoarece capacitatea de oxidare a lipidelor din mușchii scheletici este corelată cu sensibilitatea la insulină la subiecții cu un VO2peak ridicat și un conținut ridicat de IMTG [47], toleranța acestor subiecți la mesele bogate în grăsimi poate fi parțial explicată prin capacitatea lor aerobă (VO2peak = 55,5 ± 1,6 ml) kg/min) [45] sau capacitatea oxidativă ridicată a femelelor [46]. Sunt necesare studii suplimentare pentru a înțelege efectele asupra populațiilor clinice. Cu toate acestea, aportul de carbohidrați și conținutul de glicogen muscular au fost similare în toate condițiile din aceste studii, consolidând astfel ipoteza că carbohidrații și nu grăsimile sunt o variabilă dietetică cheie pentru îmbunătățirea sensibilității la insulină indusă de efort pe termen scurt.

3.2. Antrenament pentru exerciții fizice

În timp ce studiile acute sugerează că exercițiile fizice cu restricție de carbohidrați pot fi eficiente pentru îmbunătățirea efectului sensibilizant la insulină al exercițiului la nivelul mușchiului scheletic și al ficatului, în prezent nu se știe dacă această strategie nutrițională este eficientă împreună cu antrenamentul de exerciții cronice în populațiile clinice. . Ulterior, putem specula doar că, din moment ce indivizii cu IFG + IGT tind să aibă răspunsuri la exercițiu sensibile la insulină și la selectarea combustibilului [6, 7], restricția carbohidraților ar putea fi o strategie de îmbunătățire a adaptărilor mitocondriale legate de efort în această populație care se referă la sensibilitatea la insulină [48]. S-a demonstrat că mecanismul prin care disponibilitatea redusă de carbohidrați conferă adaptarea metabolică acționează prin direcționarea depleției glicogenului pentru a regla enzimele oxidative mitocondriale (de exemplu, citratul sintazat, β-HAD) implicate în toleranța la glucoză și acțiunea insulinei [49, 50]. Sunt necesare eforturi suplimentare pentru a determina dacă antrenamentul de exerciții fizice cu restricție de carbohidrați este fezabil la indivizii din fenotipurile prediabetului.

4. Indicele glicemic

4.1. Exercițiu acut
4.2. Antrenament pentru exerciții fizice

5. Cereale întregi

Până în prezent, nu există intervenții sistematice de exerciții acute sau pe termen lung combinate cu consumul de cereale integrale care examinează efectele asupra sensibilității la insulină la indivizii hiperglicemici. Cu toate acestea, datele epidemiologice sugerează că aportul dietetic de cereale integrale (de exemplu, ovăz și abia) este asociat cu o incidență mai mică a T2D comparativ cu aportul de cereale rafinate [60]. Consumul de cereale integrale (

6. Concluzii

Un număr substanțial de studii privind interacțiunea dintre nutriție și exerciții fizice pentru acțiunea insulinei au fost efectuate la populații non-clinice. Sunt necesare studii clinice pentru a determina eficacitatea dietei plus exercițiile fizice pentru prevenirea T2D, în special în fenotipurile prediabetului. Deși indivizii sunt adesea sfătuiți să consume substanțe nutritive în momente specifice înainte și după exercițiu pentru a stimula adaptarea fiziologică și a maximiza performanța atletică [72-74], implicația compoziției și calendarului nutrițional pentru persoanele cu IFG, IGT și IFG + IGT rămâne în mare parte necunoscută . Mai mult, nu există date care să examineze interacțiunea dintre intensitatea exercițiului și compoziția nutrienților și calendarul. Acestea sunt lacune semnificative de cunoștințe de completat, deoarece fiziopatologia prediabetului diferă între fenotipurile clinice. Abordarea acestor întrebări va permite în cele din urmă dieta individualizată și prescrierea exercițiilor fizice și va informa recomandările clinice și de sănătate publică pentru optimizarea prevenirii și/sau întârzierii debutului T2D.

Conflicte de interes

Toți autorii declară că nu au interese concurente.

Contribuțiile autorilor

Julian M. Gaitan și Steven K. Malin au împărtășit responsabilitatea pentru scrierea manuscrisului. Arthur Weltman a revizuit și a oferit modificări manuscrisului.

Mulțumiri

Autorii mulțumesc membrilor Laboratorului de Metabolism Aplicat și Fiziologie pentru discuții utile despre manuscris. În special, autorii îi mulțumesc Dr. Sibylle Kranz, dr., RDN, pentru feedback constructiv.

Referințe