Abstract

fundal

Creșterea oxidării grăsimilor este un obiectiv principal al pasionaților de fitness și al persoanelor care doresc să-și îmbunătățească compoziția corpului. Efectuarea de exerciții aerobice în timp ce ține post continuă să fie o strategie populară pentru a obține acest rezultat, însă puține cercetări au examinat modul în care manipulările nutriționale influențează cheltuielile de energie și/sau oxidarea grăsimilor în timpul și după exerciții. Cercetările inițiale au indicat faptul că alimentarea cu proteine ​​înainte de exercițiu poate facilita oxidarea grăsimilor, reducând în același timp degradarea proteinelor în timpul exercițiului, dar sunt necesare mai multe cercetări pentru a determina dacă sursa proteinei influențează în continuare astfel de rezultate.

Metode

Unsprezece bărbați sănătoși, în vârstă de facultate (23,5 ± 2,1 ani, 86,0 ± 15,6 kg, 184 ± 10,3 cm, 19,7 ± 4,4% grăsime) au finalizat patru sesiuni de testare într-un mod aleatoriu, echilibrat, încrucișat, după ce au observat o perioadă de 8-10 ore rapid. În timpul fiecărei vizite, oxidarea substratului de bază și cheltuielile de energie de repaus (REE) au fost evaluate prin calorimetrie indirectă. Participanții au ingerat soluții izovolumetrice, conținând 25 g de izolat de proteine ​​din zer (WPI), 25 g de proteină de cazeină (CAS), 25 g de maltodextrină (MAL) sau control non-caloric (CON). După 30 de minute, participanții au efectuat 30 de minute de exerciții cu bandă de alergare la o rezerva de frecvență cardiacă de 55-60%. Oxidarea substratului și cheltuielile de energie au fost reevaluate în timpul exercițiului și la 15 minute după efort.

Rezultate

Scorurile Delta care compară modificarea REE au fost normalizate cu masa corporală și o interacțiune semnificativă de grup x timp (p = 0,002) a fost găsit. Comparațiile post-hoc au indicat că modificările din cadrul grupului în REE după consumul de WPI (3,41 ± 1,63 kcal/kg) și CAS (3,39 ± 0,82 kcal/kg) au fost semnificativ mai marip

fundal

Metode

Prezentare generală

Subiecte

Unsprezece bărbați sănătoși, în vârstă de facultate (23,5 ± 2,1 ani, 86,0 ± 15,6 kg, 184 ± 10,3 cm, 19,7 ± 4,4% grăsimi) au îndeplinit toate cele patru condiții de testare. Participanții au fost obligați să ingereze nu mai mult de 300 mg de cofeină pe zi și s-au abținut de la orice formă suplimentară nutrițională, în afară de proteine ​​și multi-vitamine, timp de 30 de zile înainte de începerea protocolului de studiu. Toți participanții au fost activi din punct de vedere recreativ în majoritatea zilelor săptămânii, implicând atât activități de rezistență, cât și activități bazate pe rezistență. Niciunul dintre participanții la studiu nu a fost sportiv competitiv. Toți participanții au completat istoricul medical înainte de participare și au fost excluși dacă au fost diagnosticați în prezent sau au fost tratați pentru orice boală metabolică, renală, hepatică, cardiacă, respiratorie, musculo-scheletică sau psihiatrică. Studiul a fost aprobat de Universitatea Lindenwood IRB (protocolul nr. 861656-2, data aprobării: 3/4/2016) și toți participanții și-au dat acordul scris pe un formular de consimțământ aprobat de IRB înainte de orice colectare de date. Participanții au fost recrutați folosind fluturași, rețele sociale și cuvântul din gură.

Proceduri de testare

Demografie

Înainte de prima lor vizită de studiu, participanților li s-a stabilit înălțimea în picioare, cu pantofii îndepărtați în timp ce erau în picioare. Înainte de fiecare sesiune de testare ulterioară, participanților li s-a determinat masa corporală pe un cântar digital Tanita model BWB-627A Clasa III (Arlington Heights, IL). Valorile ritmului cardiac în repaus au fost apoi evaluate pentru calcularea ulterioară a intensității exercițiului.

Compozitia corpului

Evaluările compoziției corpului au fost determinate prin absorptiometrie cu raze X cu energie duală (DEXA) (Hologic QDR Discovery A, Bedford, MA). Toți participanții au fost supuși evaluării compoziției corpului după ce au observat cel puțin opt ore de post de la toți agenții nutriționali care conțin calorii. În plus, participanții s-au abținut de la activitate fizică timp de cel puțin 24 de ore înainte de scanarea DEXA [26]. Mașina a fost calibrată în fiecare zi înainte de orice testare a compoziției corpului și toate scanările au fost analizate cu pachetul software inclus de producător (Software Hologic APEX, versiunea 4.5.3) folosind date normative derivate din Ancheta națională de examinare a sănătății și nutriției din 2008 (NHANES) [27].

Înregistrări dietetice

Aportul alimentar a fost evaluat prin faptul că participanții la studiu au completat un jurnal alimentar de patru zile, care a constat în înregistrarea tuturor alimentelor și lichidelor consumate în trei săptămâni și într-o zi de weekend înainte de sosirea la prima lor vizită de studiu. Fiecare participant a fost instruit de un membru al echipei de studiu despre cum să completeze cu precizie o înregistrare a alimentelor, împreună cu furnizarea de comparații vizuale multiple ale anumitor alimente pentru a ajuta la estimarea dimensiunii porțiunilor. Toate înregistrările alimentare au fost analizate de același membru al echipei de cercetare utilizând software-ul de analiză nutrițională online Vitabot (Vitabot, Riverdale, MD). Toți participanții la studiu au returnat un registru alimentar completat. Jurnalul alimentar de patru zile a fost copiat și furnizat tuturor participanților pentru ca aceștia să poată fi reprodus în timpul celor patru zile care preced fiecare vizită de studiu ulterioară.

Protocol de suplimentare

Într-un mod randomizat, dublu-orb și încrucișat, participanții au fost repartizați să ingereze una din cele patru condiții de suplimentare: 25 g de izolat de proteină din zer (ISO100, Dymatize, Dallas, TX), 25 g de proteină cazeină (ELITE Casein, Dymatize, Dallas, TX), 25 g maltodextrină sau un control non-caloric. Condițiile de maltodextrină și proteine ​​au fost orbite de producător și codurile orbitoare nu au fost dezvăluite membrilor echipei de cercetare până la finalizarea colectării datelor. Toate soluțiile de băutură au fost colorate și aromate în mod similar. De asemenea, toate soluțiile de testare au fost izovolumetrice (12 uncii fluide de apă rece), băuturile cu proteine ​​și carbohidrați fiind izocalorice. Participanților li s-au acordat trei minute pentru a-și consuma suplimentul atribuit și după ingestie li s-a cerut să rămână într-o cameră liniștită cu niveluri scăzute de stimulare timp de 30 de minute. În ultimele cinci minute ale perioadei de stimulare scăzută, o încălzire dinamică standardizată, constând în mișcări dinamice ale întregului corp, a fost finalizată înainte de începerea luptei cu exerciții de rulare.

Măsurători în repaus

Toate măsurile metabolice de odihnă și exercitare au fost finalizate folosind un sistem de măsurare metabolică ParvoMedics TrueOne 2400 (ParvoMedics, Sandy, UT). În fiecare dimineață, sistemul de calorimetrie indirectă a fost calibrat de un membru al echipei de cercetare pentru a se asigura că variațiile oxigenului și dioxidului de carbon măsurate și debitele de aer au fost mai mici de 2%. Toate testele ulterioare au fost finalizate într-o cameră izolată, termoneutrală, cu luminile aprinse. A fost asigurată o pătură, iar peste cap și umeri a fost pusă o glugă și un draperie din plastic transparent. Debitul de pe pompa de diluare a fost stabilit pentru a menține aproximativ 0,8-1,2% dioxid de carbon. Odată stabilit un debit adecvat, participanții la studiu au rămas treji și nemișcați în decubit dorsal timp de 20-25 min. Datele înregistrate au fost inspectate vizual și a fost identificată o fereastră de cinci minute în care VO2 (în L/min) s-a modificat mai puțin de 5%. Din acest grup de date, s-au calculat valorile cheltuielilor de energie de repaus (în kcals/zi), iar media tuturor punctelor de date a fost calculată.

Protocoale de exerciții de bandă de alergat

Toate condițiile de testare au fost finalizate pe o bandă de alergat Woodway Desmo-Evo (Woodway SUA, Inc., Waukesha, WI SUA). În timpul sesiunii de familiarizare și înainte de finalizarea condițiilor de testare, toți participanții au finalizat un protocol de exerciții gradat, non-maxim, pentru a identifica viteza aproximativă și combinația de grade care ar genera aproximativ 55% din rezerva de ritm cardiac (HRR) a fiecărui participant [25]. Acest protocol a impus fiecărui participant să meargă timp de două minute, începând cu o viteză de 107,2 m/minut (4,0 mph) și 0% grad. Viteza a fost apoi menținută la 107,2 m/minut, în timp ce gradul a fost crescut cu 2% la fiecare două minute până când valorile frecvenței cardiace observate au atins frecvența cardiacă dorită. Fiecare participant a fost echipat cu un transmițător de ritm cardiac Polar FT1 și o curea pentru piept (Polar Electro Inc., Kempele, Finlanda). Ritmurile cardiace colectate au fost înregistrate în fiecare minut, iar protocolul a fost terminat când s-au atins valori ale ritmului cardiac echivalente cu 55% din rezerva de ritm cardiac a fiecărui participant.

Odată ce viteza și combinația de grade dorite au fost determinate, fiecare participant a finalizat apoi perioade separate de 30 de minute de exerciții cu bandă de alergare la combinația individualizată de viteză și grad care s-a dovedit anterior că elucidă 55% din rezerva de ritm cardiac. Pentru a se potrivi cu munca finalizată în toate cele patru condiții, nu s-au făcut modificări ale vitezei sau ale gradului în nicio porțiune a atacurilor de exerciții finalizate. Calorimetria indirectă a fost utilizată pentru a evalua continuu consumul de oxigen și ratele de oxidare a substratului pe parcursul fiecărei perioade de exercițiu, utilizând un sistem de măsurare metabolică ParvoMedics TrueOne 2400 (ParvoMedics, Sandy, UT). În zilele următoare, căruța metabolică a fost calibrată înainte de testare, urmând proceduri identice. Ritmul cardiac a fost, de asemenea, evaluat continuu utilizând un transmițător de ritm cardiac Polar FT1 purtat pe încheietura mâinii și pe piept. Evaluarea efortului perceput (RPE) a fost evaluată în fiecare minut pe o scară de 6-20 conform procedurilor Borg [28]. Ratele de oxidare a substratului (la fiecare cinci minute) au fost calculate conform metodelor lui Weir și colab. [29]. Pentru a examina în continuare efectele intervențiilor nutriționale, grăsimea totală oxidată în fiecare perioadă de cinci minute a fost calculată utilizând echivalenții termici standard de oxigen [30].

analize statistice

Rezultate

Aport alimentar

Compoziția medie de patru zile raportată de participanți înainte de Vizita 1 a fost după cum urmează: 2446 ± 800 kcal (28,44 ± 9,30 kcal/kg), 132 ± 56 g (1,53 ± 0,65 g/kg) proteină, 235 ± 101 g ( 2,73 ± 1,17 g/kg) carbohidrat, 99 ± 37 g (1,15 ± 0,43 g/kg) grăsime. Fiecare participant a fost instruit să reproducă acest aport alimentar în restul vizitelor de testare.

Intensitatea exercițiului

ANOVA unidirecțional nu a evidențiat diferențe semnificative (p = 0,743) în ritmul cardiac intra-exercițiu, evaluarea efortului perceput (p = 0,985), sau consumul de oxigenp = 0,993) între condiții, sugerând că intensitatea a fost suficient standardizată în toate sesiunile de testare.

Consum de energie

Ratele de pre-tratament și pre-exercițiu ale cheltuielilor de energie (Absolut: 1873 ± 189 kcal/zi, relativ: 22 ± 2 kcal/kg/zi) nu au fost semnificativ diferite între condiții (p > 0,99). Rata cheltuielilor de energie de repaus (pre-tratament) și post-exercițiu (post-tratament) a fost normalizată la masa corporală (în kg) și o interacțiune semnificativă de grup x timp (p = 0,002) a fost găsit. Pentru a evidenția diferențele și modificările între fiecare sesiune de exerciții, s-a cuantificat EE total estimat în timpul exercițiului, iar scorurile delta au fost calculate prin scăderea cheltuielilor energetice de pre-tratament/exercițiu din cheltuielile de energie post-exercițiu. O modalitate prin care ANOVA a dezvăluit diferențe semnificative între scorurile delta (p = 0,002) și comparațiile post-hoc au indicat că modificarea în cadrul grupului în REE după consumul de WPI (3,41 ± 1,63 kcal/kg) a fost semnificativ mai marep FIG. 1

exercițiul

Răspunsuri individuale ale valorii delta (post-exercițiu - linia de bază) în cheltuiala relativă de energie (kcals/kg/zi). WPI = izolat de proteine ​​din zer; CAS = cazeină; MAL = Maltodextrină; CON = Control. Barele negre mici din fiecare condiție reprezintă valoarea medie a acelei condiții experimentale. Linia punctată reprezintă marea medie pentru toate cele patru condiții experimentale

Utilizarea substratului

Răspunsuri post-exercițiu

Nu există un efect semnificativ de interacțiune cu grupul x timp (p = 0.116) a fost găsit pentru datele raportului de schimb respirator (RER) între măsurătorile ratei metabolice de odihnă pre-exercițiu și post-exercițiu pentru toate cele patru condiții experimentale (Fig. 3). În acest scop, RER a scăzut semnificativ (p 0,05) pentru grupurile de control MAL (d = 0,04) sau fără hrană (d = 0,01). Nu au fost observate modificări între WPI și CAS pe parcursul măsurătorilor post-exercițiu. Răspunsurile individuale (Fig. 4) și dimensiunile efectului pentru toate modificările observate în datele raportului de schimb respirator au fost calculate și pot fi găsite în Tabelul 1. Numărul de participanți în timpul fiecărei afecțiuni care a produs o modificare a raportului de schimb respirator a fost mai mic decât toți cei patru condițiile combinate au fost similare în timpul CAS (7 din 11 participanți = 81,8%) și WPI (7 din 11 participanți = 81,8%) atunci când au fost evaluate împotriva MAL (3 din 11 participanți = 27,2%) și CON (3 din 11 participanți ) = 27,2%).

Răspunsuri individuale ale valorii delta (post-exercițiu - linia de bază) în raportul de schimb respirator (RER). WPI = izolat de proteine ​​din zer; CAS = cazeină; MAL = Maltodextrină; CON = Control. Barele negre mici din fiecare condiție reprezintă valoarea medie a acelei condiții experimentale. Linia punctată reprezintă marea medie pentru toate cele patru condiții experimentale

Răspunsuri intra-exercițiu

Ratele de oxidare a substratului intra-exercițiu (la fiecare cinci minute) au fost evaluate și comparate între condițiile de hrănire. Un efect principal pentru timp (p FIG. 5

Discuţie

Scopul acestei investigații a fost de a compara efectele consumului de niveluri suplimentare de zer și cazeină, precum și de carbohidrați, cu 30 de minute înainte de o perioadă de intensitate moderată a exercițiilor de bandă de alergare în comparație cu finalizarea unei perioade de exerciții identice într-o stare de post. Rezultatele acestui studiu indică faptul că exercițiile fizice în timp ce posteau nu au avut un impact semnificativ asupra cheltuielilor de energie sau asupra utilizării substratului, nici în timpul, nici după exercițiu. Suplimentarea cu proteină de cazeină pre-exercițiu a crescut semnificativ ratele de oxidare a grăsimilor după exercițiu și cheltuielile de energie, în timp ce proteinele din zer au avut ca rezultat mai puține grăsimi totale oxidate în timpul exercițiului fizic comparativ cu cazeina (Fig. 5 și Fig. 6).

Este vital să menționăm că, deoarece o creștere a cheltuielilor energetice de repaus a fost detectată după fiecare afecțiune din prezentul studiu, o parte din REE crescută a rezultat probabil din consumul excesiv de oxigen post-exercițiu (EPOC) [40], în special din cauza apropierea care a existat între încetarea atacului de exerciții și măsurătorile REE post-exercițiu. Cu toate acestea, Paoli și colab. [5] a subliniat în discuția lor că un exercițiu fizic constând din 36 de minute de exercițiu de rulare la 65% HRR nu a avut o intensitate suficientă pentru a rezulta în EPOC apreciabil după 12 ore de recuperare. Deoarece intervenția exercițiilor utilizate în prezentul studiu a avut o durată și o intensitate similare (30 min)

60% HRR), este probabil ca EPOC să joace un rol relativ minor în modificările metabolice post-exercițiu. În mod similar, intensitatea exercițiului implementată în prezenta intervenție și altele se încadrează în domeniul cunoscut pentru a provoca oxidarea maximă a grăsimilor (45-65% consum maxim de oxigen (VO2max) [41]. Astfel, concluziile acestui studiu privind utilizarea substratului și cheltuielile de energie nu ar trebui să fie extrapolat la intervenții de exercițiu cuprinse în intensități mai mari sau mai mici de efort sau de durate care depășesc semnificativ dincolo de ceea ce a fost utilizat în prezentul studiu.

Limitările studiului actual includ lipsa unei cohorte mixte de gen și absența unei evaluări metabolice de durată mai lungă după încetarea exercițiului, ambele reducând generalizarea rezultatelor studiului. Pentru a evalua complet efectul hrănirii pre-exercițiu și a sursei de proteine ​​asupra metabolismului post-exercițiu, cercetările viitoare ar trebui să utilizeze măsurători metabolice de urmărire intermitentă timp de cel puțin 12 ore după exercițiu, deoarece inferențele privind cheltuielile de energie pe termen lung și utilizarea substratului nu pot fi extrapolate în mod adecvat dintr-o evaluare acută a ratei metabolice de odihnă post-exercițiu. În cele din urmă, deoarece nu au fost făcute modificări ale aporturilor dietetice pre-testate auto-direcționate de participanți, disponibilitatea substratului poate fi diferită între participanți și astfel a modificat datele de utilizare a substratului intra-exercițiu și post-exercițiu. Cercetările viitoare în acest domeniu ar trebui să pună în aplicare o dietă standardizată înainte de măsurători metabolice acute pentru a reduce orice influență confuză a aportului alimentar.

Concluzie

Rezultatele acestei investigații preliminare sugerează că consumul de 25 g de izolat de proteine ​​din zer sau 25 g de proteină de cazeină cu 30 de minute înainte de exerciții cu bandă de alergare de intensitate moderată, în timp ce posturile au crescut semnificativ cu cheltuieli energetice post-exercițiu comparativ cu consumul de pre-exercițiu de 25 g de maltodextrină sau un control non-caloric. În timp ce diferențele RER în timpul exercițiului nu au fost observate nici în timpul exercițiilor cardiovasculare post, nici în timpul exercițiilor post-prandiale, în mod semnificativ mai multe grăsimi au fost oxidate după ingestia cazeinei vs. proteine ​​din zer comparate în două momente de timp. Sunt necesare cercetări suplimentare cu durate mai lungi de efort, intensități variate ale exercițiilor și substanțe nutritive consumate pentru a determina mai bine impactul acestor descoperiri.