Резюме

ОБЕКТИВЕН—Изследвахме ефекта от поглъщането на кофеин върху инсулиновата чувствителност при заседнали слаби мъже (n = 8) и затлъстели мъже с (n = 7) и без (n = 8) диабет тип 2. Също така изследвахме дали хроничните упражнения влияят върху връзката между кофеина и инсулиновата чувствителност при тези индивиди.

кофеин

ПРОЕКТИРАНЕ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНИЯТА- Субектите са претърпели две процедури за хиперинсулинемично-евгликемична скоба, кофеин (5 mg/kg телесно тегло) и плацебо, по двойно сляп, рандомизиран начин преди и след 3-месечна аеробна тренировъчна програма. Съставът на тялото се измерва чрез ядрено-магнитен резонанс.

РЕЗУЛТАТИ—На изходно ниво поглъщането на кофеин е свързано със значително намаляване (P 0.10).

ЗАКЛЮЧЕНИЯ- Консумацията на кофеин е свързана със значително намаляване на усвояването на глюкоза, медиирано от инсулин, независимо от затлъстяването, диабет тип 2 и хроничните упражнения.

Предишни проучвания показват, че поглъщането на кофеин е свързано със значително нарушение на глюкозния толеранс (1–4) и инсулиновата чувствителност (5–7) при хората. Всъщност Greer et al. (6) съобщават, че умерената консумация на кофеин е свързана с 24% намаляване на усвояването на глюкоза при слаби млади мъже. Дали това остава вярно за лица със затлъстяване със или без диабет тип 2 е неизвестно. Обратно, установено е, че както острите, така и хроничните упражнения са свързани с подобрения в глюкозния толеранс (8–10) и инсулиновата чувствителност (11–13) при лица със затлъстяване и диабет тип 2. Освен това, Petrie et al. (2) съобщават, че поглъщането на кофеин е свързано с нарушение на толерантността към глюкозата, което остава след загуба на тегло, предизвикано от диета и упражнения при малък брой затлъстели мъже. Дали хроничните упражнения противодействат на отрицателния ефект на кофеина върху усвояването на глюкоза, медиирано от инсулин, при лица със затлъстяване със и без диабет тип 2 е неизвестно.

Предвид установените ефекти на кофеина върху инсулиновата чувствителност и че инсулиновата резистентност е предшественик на развитието на диабет тип 2, ние изследвахме ефекта от еднократно поглъщане на кофеин върху усвояването на глюкоза, медиирано от инсулин, при заседнали слаби мъже и затлъстели мъже със и без тип 2 диабет. По-нататък проучихме дали 3 месеца аеробни упражнения без загуба на тегло повлияват на кофеин-медиираната инсулинова резистентност при тези индивиди.

ПРОЕКТИРАНЕ И МЕТОДИ НА ИЗСЛЕДВАНИЯТА

Диета и режим на упражнения

През 4-седмичния изходен период дневните енергийни нужди за всички субекти бяха определени чрез оценка на енергийните разходи в покой и умножаване на получената стойност с коефициент 1,5 (14). През този период всички субекти спазват диета за поддържане на теглото (55–60% въглехидрати, 15–20% протеини и 20–25% мазнини). През този период се проследява телесното тегло, за да се определи точността на предписаната енергийна нужда и се коригира съответно, така че телесното тегло да се поддържа. По време на 13-седмичния интервенционен период, всички участници бяха помолени да поддържат телесно тегло и по този начин консумираха калориите, необходими за компенсиране на изразходваната енергия по време на редовната тренировъчна сесия. Преди всяко упражнение се измерва телесното тегло, за да се гарантира поддържането на теглото. Всички субекти бяха свободно живеещи и консумирани храни, които бяха избрани самостоятелно. Не са предписани витамини или други хранителни добавки. Субектите са инструктирани, че съставът на диетата за поддържане на теглото е както следва: 55–60% въглехидрати, 15–20% протеини и 20–25% мазнини. Субектите, които се водят ежедневно, подробни хранителни записи за продължителността на целия период на изследване (∼17 седмици), които са били преглеждани от диетолога на изследването ежеседмично, за да се осигури съответствие.

Всички участници участваха в 13-седмична програма за аеробни упражнения, ходене или леко бягане на бягаща пътека за 60 минути, пет пъти седмично с умерен интензитет (∼60% V o 2max). Разходът на енергия по време на всяка тренировъчна сесия се определя, като се използват данните за сърдечната честота и консумацията на кислород, получени от степенувания тест за предварителна обработка, и се коригират, като се използват последващите резултати от теста, извършени на седмици 4 и 8. Пулсът се наблюдава на всеки 5 минути по време на всяка тренировка, като се използва автоматизиран пулсомер (Polar Oy, Kempele, Финландия). Всички упражнения бяха по уговорка и бяха контролирани.

Измерване на инсулиновата чувствителност

За да се осигури нормално ниво на мускулен гликоген, субектите бяха помолени да консумират най-малко 200 g въглехидрати и да избягват тежки упражнения в продължение на минимум 4 дни преди измерванията на инсулиновата чувствителност. Поглъщането на глюкоза се измерва с помощта на 3-h хиперинсулинемична (40 mU · m -2 · min -1) процедура на евгликемична скоба. Всички субекти са извършили две изпитания със скоби (кофеин и плацебо) преди и след тренировка. Изпитванията бяха рандомизирани по двойно сляп начин и разделени до ∼1 седмица. Измерванията на скобата след натоварване са получени 12 и 13 седмици след упражненията. Всяко измерване на скобата е получено 4 дни след последната тренировка. Мерките за инсулинова чувствителност са получени 4 дни след упражнение, за да се контролират добре установените ефекти от остро упражнение върху усвояването на глюкоза (11). За да се избегне потенциалният ефект на отслабване върху инсулиновата чувствителност, всички участници тренираха 1 седмица (пет пъти) между двете измервания на скобите (между 12 и 13 седмици). V o 2max се определя в края на 12-та и 13-та седмица и потвърждава, че кардиореспираторната годност не се различава между точките от времето, независимо от групата (данните не са показани).

Аналитични методи

Измерване на общата мастна тъкан и скелетните мускули чрез ядрено-магнитен резонанс

Данните за ядрено-магнитен резонанс (MRI) на цялото тяло (~ 46 еквидистантни изображения) са получени с магнит на General Electric 1,5-Tesla с помощта на установен протокол (17). Веднъж получени, ЯМР данните бяха прехвърлени в самостоятелна работна станция за анализ с помощта на специално проектиран компютърен софтуер (Tomovision, Монреал, Канада), процедурите за които бяха описани по-рано (17). Общата мастна и скелетна мускулна маса бяха определени с помощта на всички 46 изображения. Висцералната мазнина се изчислява, като се използват петте изображения, простиращи се от 5 cm под 15 cm над L4-L5. Единиците за обем на мазнините и скелетните мускули (литри) бяха превърнати в единици маса (kg) чрез умножаване на обемите по приетата постоянна плътност за мазнини (0,92 kg/l) и обезмаслени скелетни мускули (1,04 kg/l) (18).

статистически анализи

Еднопосочен ANOVA беше използван за изследване на разликите в характеристиките на субекта на изходно ниво. Използвано е повторно измерване на ANOVA (група × време) или (група × лечение) за оценка на основните ефекти и групови взаимодействия за измерване на телесния състав, инсулинова чувствителност и метаболитни данни. Когато стойността на ANOVA P беше o 2. Глюкозата на гладно беше значително по-висока (P 0.1) в отговор на упражнения във всяка от групите. Въпреки стабилността на теглото, имаше значителни намаления (P 0,05) между групите. Намаляването на висцералните мазнини обаче е по-голямо (P 0.1) между изпитванията с кофеин и плацебо, независимо от групата (данните не са показани). Неоксидативният глюкозен компонент обаче е 41% (16,3 ± 10,3 срещу 9,6 ± 5,0), 62% (12,1 ± 8,6 срещу 4,6 ± 9,3) и 83% (4,6 ± 5,3 срещу 0,8 ± 5,7) по-нисък (P 0,1 ).

Ефект на кофеина върху поглъщането на глюкоза

Поглъщането на кофеин все още е свързано със значително намаляване (P 0.1) между изпитванията с кофеин и плацебо, независимо от групата (данните не са показани). Неоксидативният глюкозен компонент обаче е 34% (20,9 ± 7,1 срещу 13,8 ± 7,8), 45% (14,9 ± 8,9 срещу 8,2 ± 5,7) и 67% по-нисък (9,1 ± 5,9 срещу 3,0 ± 3,3) (P 0,1 ) между групи.

Ефект от упражненията върху инсулиновата чувствителност

Независимо от групата, упражненията не са свързани (P> 0,1) с увеличаване на усвояването на глюкоза нито в проучванията с кофеин, нито в плацебо (Фиг. 1).

Серумни FFA и инсулин по време на хиперинсулинемично-евгликемичната скоба

При 3-часовия белег серумните FFAs са били значително (P 0,05) между слабите и диабетните групи тип 2, независимо от опитите и упражненията. В затлъстелата недиабетна група нивата на инсулин, получени при 3-часовата марка, са по-високи (P 0,1) в отговор на тренировъчно упражнение, независимо от лечението и групата. По същия начин нивата на С-пептида на изходно ниво и на 3-часовата марка не се променят (P> 0,1) в отговор на тренировъчно упражнение.

ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Изследвахме независимите ефекти на кофеина и хроничните упражнения върху усвояването на глюкоза при по-рано заседнали слаби мъже и затлъстели мъже със и без диабет тип 2. Поглъщането на кофеин в доза, еквивалентна на изпиването на 2-3 чаши кафе, води до значително намаляване на усвояването на глюкоза, независимо от групата. Освен това тренировъчните упражнения не отслабват индуцирания от кофеин спад в чувствителността към инсулин при тези индивиди. Нашите открития показват, че поглъщането на кофеин има отрицателен ефект върху усвояването на глюкоза, медиирано от инсулин, независимо от затлъстяването, диабет тип 2 и упражненията.

Това редовно упражнение не успя да облекчи отрицателния ефект на кофеина върху усвояването на глюкоза при слаби мъже и затлъстели мъже със и без диабет тип 2, въпреки значително намаляване на затлъстяването, е ново откритие и разширява предишното наблюдение на Petrie et al. (2), който изследва ефекта от поглъщането на кофеин върху отговора на инсулин и глюкоза към 75-грама OGTT. В това проучване значителното ограничаване на калориите и редовните упражнения (три пъти седмично) не премахват индуцираното от кофеина увреждане на хомеостазата на инсулин-глюкоза при млади мъже със затлъстяване преди това, въпреки значителната загуба на тегло (-8,5 кг). Заедно тези наблюдения предполагат, че поглъщането на кофеин е значително свързано с инсулинова резистентност, независимо от упражненията със или без загуба на тегло.

Въпреки че сега е установено, че кофеинът е свързан с значително намаляване на чувствителността към инсулин, механизмите на действие не са ясни. Някои (19,20) предполагат, че кофеинът антагонизира аденозиновите рецептори на скелетните мускули, докато други (6,7,21) предполагат, че кофеинът води до значително увеличение на епинефрина, като последният инхибира способността на инсулина да стимулира периферното усвояване на глюкозата и потискането чернодробно производство на глюкоза (22,23).

Ограниченията на това проучване налагат споменаване. Поради специфичните за пола разлики в метаболизма на въглехидратите и кофеина, ние избрахме да изследваме мъжете. Няколко проучвания показват, че менструалният цикъл, употребата на орални контрацептиви и бременността могат да повлияят на метаболизма на кофеина (27) и инсулиновата чувствителност (35). Второ, малкият брой участници може да са подсилили проучването и може да не сме били в състояние да открием истинските разлики между групите. И накрая, всички наши участници в проучването бяха умерени потребители на кофеин. Дали подобни констатации ще бъдат наблюдавани при потребители, които не употребяват кофеин или не, не е известно.

В заключение, нашите наблюдения показват, че поглъщането на кофеин има съществени, отрицателни ефекти върху стимулираното от инсулин усвояване на глюкоза при затлъстели мъже със и без диабет тип 2, независимо от хроничните упражнения. Освен това тренировъчните упражнения не намаляват намаляването на чувствителността към инсулин, свързано с поглъщането на кофеин. Клиничните последици от тези находки предстои да бъдат определени. Независимо от това, приемането на кофеин през устата под формата на хапчета има вредно въздействие върху инсулиновата чувствителност при затлъстели мъже със или без диабет тип 2, лица, които вече са изложени на повишен метаболитен риск.

Инсулинова чувствителност в слабите, затлъстелите и диабетиците от тип 2 (T2D) групи преди и след 3 месеца упражнения. Инсулиновата чувствителност се изразява като съотношение на количеството на метаболизираната глюкоза към преобладаващите плазмени нива на инсулин [M (mg · kgSM -1 -1 min -1)/I (μU/ml) × 100] през последните 30 минути на еугликемичния скоба. * Поглъщането на глюкоза е значително по-ниско (P Вижте тази таблица:

  • Преглед на линия
  • Преглед на изскачащия прозорец