Флагман за превантивно здраве, Организация за научни и индустриални изследвания на Британската общност - човешко хранене, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Флагман за превантивно здраве, Организация за научни и индустриални изследвания на Британската общност - човешко хранене, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Флагман за превантивно здраве, Организация за научни и индустриални изследвания на Британската общност - човешко хранене, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Център за изследователски център за метаболитна фитнес и хранителна физиология на Австралийската технологична мрежа (ATN), Университет на Южна Австралия, Отдел по здравни науки, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Флагман за превантивно здраве, Организация за научни и индустриални изследвания на Британската общност - човешко хранене, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Флагман за превантивно здраве, Организация за научни и индустриални изследвания на Британската общност - човешко хранене, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Флагман за превантивно здраве, Организация за научни и индустриални изследвания на Британската общност - човешко хранене, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Център за изследователски център за метаболитна фитнес и хранителна физиология на Австралийската технологична мрежа (ATN), Университет на Южна Австралия, Отдел по здравни науки, Аделаида, Южна Австралия, Австралия

Резюме

Въведение

Епидемията от затлъстяване доведе до повишен интерес към диети с много ниско съдържание на въглехидрати „кетогенни“ (LC), като диетата на Аткинс, които са с високо съдържание на протеини и мазнини, тъй като хората търсят ефективни стратегии за отслабване ((1)). Многобройните ползи от редовните физически упражнения за здравето и улесняването на загубата на тегло са добре установени ((2), (3)), което води до общ консенсус, че упражненията са важно допълнение към диетата за лечение на затлъстяване ((4), (5)) . Загрижеността обаче обгражда потенциала на LC диетите да изчерпят запасите от гликоген в мускулите и черния дроб ((6), (7)), което води до симптоматични странични ефекти от умора, слабост или умора ((8), (9)). Тези ефекти могат да намалят мускулната ефективност, да увеличат мускулната умора и да повлияят неблагоприятно на физическата функция и толерантността към упражненията, което може да наруши способността на индивида да се придържа към режим на упражнения и да намали полезността на LC диетите като част от цялостна програма за отслабване. Въпреки това, ефектът от намалена енергия, LC диета върху способността за упражнения и физическите показатели при заседнали хора със затлъстяване е слабо проучен.

В допълнение към аеробната годност, мускулната сила е важна за поддържане на физическата функция и е независим предиктор за смъртността от всички причини ((3)), но ефектите от LC диетите върху мускулната сила при затлъстели лица са слабо разбрани. Целта на това проучване беше да се сравнят ефектите от умерено ограничена енергия, LC диета с изокалорична диета с високо съдържание на въглехидрати, ниско съдържание на мазнини (HC) върху аеробни упражнения, мускулна сила и метаболитни адаптации към упражнения в голяма група заседнали, лица с наднормено тегло и затлъстяване.

Методи и процедури

Субекти

въглехидрати

Поток от участници.

Уча дизайн

На изходно ниво (седмица 0) и след интервенцията (седмица 8) субектите са посещавали клиниката два пъти за оценка. Едно от посещенията в клиниката се е случило сутрин след пост през нощта, по време на който са били измерени височината и телесната маса, взета е проба от венозна кръв за измерване на плазмените кетонни тела и е извършен допълнителен тест за упражнения с бягаща пътека. В отделен ден, следобед след минимум 3-часово гладуване, се определя телесният състав с помощта на двуенергийна рентгенова абсорбциометрия и се оценява силата на периферните мускули. По време на интервенцията субектите посещаваха клиниката на 2, 4 и 6 седмица след еднодневно гладуване за проверка на теглото и проба от венозна кръв за измерване на кетонни тела. Субектите са били посъветвани да не консумират алкохол или да участват в енергична физическа активност 24 часа преди посещенията в клиниката. Освен предписаната диетична интервенция, субектите бяха помолени да поддържат обичайния си начин на живот и навици за физическа активност през цялото проучване. Субектите попълниха валидиран въпросник за физическа активност ((17)), на седмици 0 и 8, за да наблюдават нивата на физическа активност.

Диетична намеса и оценка

Планираните профили на макроелементи на диетичните интервенции са: LC, 35% от енергията като протеин, 61% като мазнини, 4% като въглехидрати; HC, 24% енергия като протеини, 30% като мазнини и 46% като въглехидрати. Диетите са проектирани да бъдат изокалорични с умерено енергийно ограничение от ∼30% от енергията (осигурявайки ∼6000 kJ за жените и,0007000 kJ за мъжете) за 8 седмици. Основни храни, представителни за профила на макроелементи на всяка диета, бяха предоставени на седмици 0, 2, 4 и 6 от проучването, за да подпомогнат спазването. Тези храни са били предварително претеглени, обикновено неварени и са осигурявали 30% от общата енергия. Диетичният план е структуриран така, че да включва специфични дневни количества храни, за да осигури правилния състав на макроелементите и енергийния прием, както е описано другаде ((15)). Тези храни и количествата, които се консумират, са били записани в дневните записи на храните. Подробни хранителни съвети, планиране на хранене и информация за рецептите бяха предоставени в началото и на всеки 2 седмици от квалифициран диетолог. Бяха анализирани три последователни дни (един уикенд и два делнични дни) от полуколичествения запис на храна за всеки 2-седмичен период, докато доброволецът присъстваше, за да осигури точност, използвайки компютърна база данни (Foodworks Professional Edition, версия 4 софтуер, 1998; Xyris Software, Highgate Hill, Австралия).

Височина, телесно тегло и състав

Височината (само базова линия) беше измерена с помощта на стадиометър (SECA, Хамбург, Германия) с боси крака в свободно стоящо положение. Теглото на тялото се измерва с помощта на електронни цифрови везни (AMZ 14; Меркурий, Токио, Япония) с лица, облечени в леки дрехи и без обувки. Съставът на тялото (мастна маса и нетлъста маса) се оценява чрез рентгенова абсорбциометрия с двойна енергия (Lunar Prodigy; General Electric, Madison, WI).

Субмаксимален отговор на упражненията и аеробни възможности

Оценка на мускулната сила

Силата на захващане на доминиращата ръка беше измерена с помощта на регулируем, хидравличен динамометър на ръкохватката (JAMAR, модел 5030J1; Sammons Preston Roylan, Bolingbrook, IL), използвайки протокола на Американското общество за ръчни терапевти ((20)). Бяха извършени три максимални контракции, с почивка от 60 s между всяка. За анализ е използвана най-високата стойност.

Пиковият изометричен въртящ момент на удължителите на коляното на доминиращия крак се оценява с помощта на изокинетичен динамометър (Kin-Com 125AP; Chattecx, Chattanooga, TN) и се взема, за да представи мускулната сила на долната част на тялото. Върховият въртящ момент се приема за най-високия въртящ момент, постигнат от три максимални контракции с коляното при 90 ° флексия, с 2-минутна почивка между усилията. Оценката на върховия въртящ момент е предшествана от загряване, състоящо се от 2-минутно циклиране на ненатоварен велоергометър.

Биохимичен анализ

Кръвни проби се събират в епруветки, съдържащи EDTA/натриев флуорид. Плазмата се разделя чрез центрофугиране при 2000ж при 4 ° C за 10 минути (GS-6R центрофуга; Beckman, Irvine, CA) и се съхранява при -80 ° C. Концентрациите на плазмени кетони бяха анализирани в два екземпляра в края на проучването на автоанализатор на Hitachi с помощта на комплект RANBUT d ‐ 3 ‑ хидроксибутират (Randox Laboratories, Crumlin, UK).

Статистически анализ

Преди тестване на хипотеза е извършена логаритмична трансформация за ненормално разпределени променливи (кетонни тела). Диетичните данни са сравнени с помощта на независими т‐Тестове. Разликите в изходните характеристики между групите бяха сравнени с едномерно ANOVA за непрекъснати променливи и Pearson χ 2 ‐ тест за категорични променливи. Ефектът от диетичната интервенция се оценява, като се използват повтарящи се мерки ANOVA с времето като фактор в рамките на субекта и диетата (LC срещу HC) и пола като между факторите. ANCOVA също се използва, когато е подходящо, за да се коригира за разлики в загубата на тегло. Там, където имаше значителен основен ефект, бяха определени разликите между средствата post hoc с настройка Bonferroni за множество сравнения. Корелационните анализи на Пиърсън са използвани за определяне на връзките между променливите. Извършени са статистически анализи със SPSS 14.0 за WINDOWS (SPSS, Чикаго, IL). Статистическата значимост беше определена на P

Резултати

Диетичен анализ, физическа активност и съответствие

Отчетените хранителни приема са в съответствие с предписаните диетични лечения. Няма разлика в общия енергиен прием между двете диетични групи (всички пациенти: LC 6,517.1 ± 101,6 kJ/ден, HC 6 473,8 ± 152,6 kJ/ден; P = 0,81, (мъже: 7,212,7 ± 165,5 kJ/ден, HC 7,044,7 ± 218,6 kJ/ден, жени: LC 6 245,0 ± 66,0 kJ/ден, HC 5,979,1 ± 103,0 kJ/ден; P = 0,72 диета × пол)). В сравнение с субектите от групата с HC диета, субектите от LC диетичната група имат значително по-ниски въглехидрати (LC 5,1 ± 0,2%, HC 47,3 ± 0,7%) и по-високи мазнини (LC 58,8 ± 0,4%, HC 27,0 ± 0,7%) и протеини ( LC 35,1 ± 0,3%, HC 24,2 ± 0,4%) приема (P

Телесно тегло и състав

Имаше значителен ефект на диета × време за телесно тегло и ИТМ (P = 0,02, маса 1), поради по-голяма загуба на тегло при LC в сравнение с HC (–8,4 ± 0,4% и −6,7 ± 0,5%, съответно). Очевиден е и значителен пол ефект (P = 0,02 време × диета × взаимодействие между половете), поради сходна загуба на тегло и в двете диетични групи за жени (P = 0,39), но по-голяма загуба на тегло при LC в сравнение с HC за мъже (P = 0,02). По същия начин имаше диета × пол × време взаимодействие за мастната маса (P = 0,01) поради по-голямо намаляване на мастната маса при мъжете, консумиращи LC диета в сравнение с HC диетата (P = 0,02), но сходни намаления и за двете диетични групи при жените (P = 0,66). Безкостната маса без мазнини намалява по време на интервенцията (P Таблица 1. Телесно тегло и състав преди и след 8-седмично енергийно ограничение с диета с много ниско съдържание на въглехидрати, с високо съдържание на мазнини (LC) или диета с високо съдържание на въглехидрати и с ниско съдържание на мазнини (HC)

Резултати от упражненията

Максимално упражнение. На изходно ниво, един субект в групата с HC диета не отговаря на критериите за максимален тест за бягане на бягаща пътека и техните данни са изключени от анализа. Към 8 седмица времето до изтощение (TTE) по време на постепенно упражнение с бягаща пътека се увеличи и в двете групи (P Таблица 2. Параметри на резултатите от допълнителния тест за упражнения преди и след 8-седмично енергийно ограничение с диета с много ниско съдържание на въглехидрати, високо съдържание на мазнини (LC) или диета с високо съдържание на въглехидрати и ниско съдържание на мазнини (HC)

Субмаксимално упражнение в стационарно състояние. Имаше значителен ефект от диетата върху устойчивия RER по време на първото субмаксимално натоварване на степенувания тест за бягаща пътека (P Таблица 3. Максимална здравина на ръкохватката и изометрична екстензорна сила на коляното преди и след 8-седмично енергийно ограничение с диета с много ниско съдържание на въглехидрати, високо съдържание на мазнини (LC) или диета с високо съдържание на въглехидрати и ниско съдържание на мазнини (HC)

Дискусия

В настоящото проучване не са открити разлики в ефектите на изокалоричните LC и HC диети за отслабване върху физическата активност или възприятията за умора и натоварване при група пациенти с наднормено тегло и затлъстяване. Диетичният състав промени разпределението на горивото по време на тренировка, с увеличаване на окисляването на мазнини по време на субмаксимално аеробно упражнение в LC групата.

В подкрепа на идеята за адаптация към въглехидратните ограничения, White и др. ((30)) показа, че RPE (валидна мярка за възприемано усилие при упражнения) ((31)) по време на субмаксимална тренировка е пряко свързана с кетоните в кръвта при пациенти с наднормено тегло, консумиращи хипокалорична LC или HC диета след 2 седмици, като тази по-висока Кетонните нива са свързани с повишено възприемане на усилията. За разлика от това, ние не наблюдаваме никаква разлика в оценката на RPE по време на тренировка между диетичните групи, нито каквато и да е връзка с концентрацията на кетон в кръвта, което предполага, че може да е настъпила кето-адаптация за по-продължителен период. По-нататъшните проучвания трябва внимателно да следят хода на метаболитните промени в отговор на въглехидратните ограничения, особено по време на ранния период на адаптация към LC диета.

Изпълнението на упражненията за издръжливост (т.е. TTE по време на упражнение с бягаща пътека) и възприемането на усилията по време на тренировка не се различават между LC и HC. Тъй като RPE корелира с ефективността на издръжливостта ((32)) и преди това не съобщавахме за разлики в чувствата на „умора“, „енергичност“ или състояние на настроението след консумацията на LC или HC ((15)), нашите резултати показват че LC диетата не влияе отрицателно върху предполагаемото усилие или умора, които биха могли да променят желанието или устойчивостта да спортувате. В допълнителна подкрепа не наблюдавахме промяна в нивата на физическа активност, докладвани от субектите от двете групи. И обратно, малко пилотно проучване предполага, че в сравнение с HC диета, консумацията на LC, кетогенна диета за 9–21 дни е свързана с намаляване на свободното физическо натоварване ((9)). Това проучване обаче е проведено при пациенти с нормално тегло и резултатите може да не се отнасят за населението с наднормено тегло по време на загуба на тегло. Независимо от това, ефектът от LC диетите върху способността да се изпълняват ежедневни задачи остава до голяма степен неизследван и изисква по-нататъшно разследване. Необходими са и проучвания за оценка на възприятието и толерантността към провеждане на редовна програма за упражнения, когато се комбинира с LC диета.

В заключение, настоящите данни показват, че при нетренирани индивиди с наднормено тегло консумацията на LC диета за отслабване в продължение на 8 седмици не оказва неблагоприятно влияние върху физическата функция или толерантността към упражнения в сравнение с HC диетата. Това предполага, че поне в краткосрочен план диета за отслабване с LC е малко вероятно да ограничи способността или желанието на индивида да участва в съпътстващо упражнение, което е недвусмислено признато като важно допълнение към диетата за лечение на затлъстяване. Всъщност настъпват метаболитни адаптации, които предизвикват по-голямо окисляване на мазнините по време на субмаксимално упражнение. По-нататъшни проучвания обаче трябва да потвърдят дали LC диетите променят толерантността и устойчивостта при редовни упражнения и оценяват дългосрочните ефекти върху физическата функция.

Благодарности

Разкриване

Авторите не декларират конфликт на интереси.