A magas zsírtartalmú étrend emeli a nyugalmi intramuszkuláris triglicerid koncentrációt és az egész test lipolízisét edzés közben

Absztrakt

Ez a tanulmány meghatározta az intramuszkuláris triglicerid (IMTG) és a zsírszegény lipolízis szerepét a magas zsírtartalmú étrend okozta megnövekedett zsíroxidációban a testmozgás során. Négy különálló vizsgálatban hat állóképességgel edzett kerékpáros kétnapos kontroll diéta (22% zsír, CON) vagy izokaloros, magas zsírtartalmú diéta (60% zsír, HF) után 1 órán át 50% -os csúcs O2-fogyasztással gyakorolt. anélkül, hogy az acipimoxot, egy zsírszegény lipolízis gátlót bevennék edzés előtt. A testmozgás során a HF a zsír oxidációját 72% -kal, az egész test lipolízisét [azaz a glicerin megjelenési arányát a plazmában (Ra glicerin)] 79% -kal növelte a CON-hez képest (P –1 · min –1). Összegzésképpen elmondható, hogy a HF-diéta után a zsír oxidációjának jelentős növekedése az IMTG megemelkedett koncentrációjához és az egész test lipolíziséhez kapcsolódik, és nem igényel fokozott zsírszöveti lipolízist és plazma FFA-koncentrációt edzés közben. Ez azt sugallja, hogy a vázizomzatban bekövetkezett megváltozott szubsztrát-tárolás felelős a megnövekedett zsíroxidációért edzés közben 2 napos HF-diéta után.

a magas zsírtartalmú étrend fogyasztása megnöveli a zsír oxidációját a testösszetétel fenntartása érdekében (10). A magas zsírtartalmú étrendhez való alkalmazkodás mértéke a fizikai aktivitás (39, 40) és az aerob erőnlét (40) szintjétől függ. Azoknál, akik rendszeresen sportolnak, ez az alkalmazkodás gyors (pl. O 2 csúcs) azt határozták meg, hogy az alanyok egy ergométert (Excalibur Sport; Lode, Groningen, Hollandia) bicikliztek 7-10 perc inkrementális protokollal, átlagosan 4,42 ± 0,12 l/perc.

Diéta. Az alanyoknak az összes ételt biztosítottuk az étrendi beavatkozás 8 (összesen) napjára, és arra kérték őket, hogy gondosan és őszintén tegyenek jelentést minden elfogyasztott ételről, valamint a biztosítottakon kívül elfogyasztott ételről. A kontroll étrend (CON) 22% zsírból (1 g · kg –1 · nap –1), 65% szénhidrátból (9 g · kg –1 · nap –1) és 13% fehérjéből állt, míg a magas zsír (HF) étrend 60% zsírtartalmat (3 g · kg –1 · nap –1), 24% szénhidrátot (3 g · kg –1 · nap –1) és 16% fehérjét tartalmazott. Az összes kísérlet 3. napja előtti este, az éjszakai böjt megkezdése előtt az alanyok 0,5 g/kg-os snacket fogyasztottak magas glikémiás szénhidrátból. Ezt az utolsó étkezést az összes vizsgálat során állandó értéken tartották annak biztosítása érdekében, hogy a 3. napon mért anyagcsere a kétnapos étrend anyagcserére gyakorolt kumulatív hatásainak, és nem az utolsó étkezés hatásának tükrözője legyen (38).

Kísérleti próba (3. nap). Az alanyok reggel 10 órával a fent leírt standardizált étkezés után érkeztek a laboratóriumba. Érkezéskor teflon katétereket helyeztek mindkét kar egyik antecubitalis vénájába infúziós, illetve vérmintavétel céljából. A glicerin és a glükóz izotóp nyomjelzők 90 perces infúziója után nyugalmi állapotban (lásd Izotóp infúzió), az alanyok 1 óra hosszat 50% V̇ o 2 csúcson pedáloztak egy kerék-ergométert (Excalibur Sport). Körülbelül 40 perccel a testmozgás megkezdése előtt és közvetlenül a HF és CON gyakorlás után a vastus lateralis izom biopsziáját kaptuk az IMTG és az izom glikogén koncentrációinak meghatározására. Az ACP-CON és az ACP-HF vizsgálatokhoz az alanyok 250 mg ACP-t is bevettek 2 órával a testmozgás előtt, és izombiopsziát nem végeztek.

Izotóp infúzió. A katéterezés után vérből (8 ml) vettünk mintát a háttér izotóp dúsításának meghatározására. Ezután alapozott állandó sebességű [1,1,2,3,3-2 H5] glicerin infúzió (elsődleges = 3,7 μmol/kg, állandó = 0,25 μmol · kg –1 · min –1; Isotec, Miamisburg, OH ) és [6,6–2 H2] glükózt (elsődleges = 35 μmol/kg, állandó = 0,40 μmol · kg –1 · min –1) indítottunk és tartottunk 90 percig a testmozgás előtt és a használat során 1 óra alatt kalibrált fecskendőszivattyúk (Harvard Apparatus, South Natick, MA).

Vérminta és elemzés. A plazma glükóz, glicerin, FFA, inzulin koncentrációk, valamint a plazma glicerin és a glükóz kinetika sebességének meghatározásához vérmintát (10 ml) vettünk közvetlenül edzés előtt és 10 percenként, és jégre hűtött csövekbe helyeztük. Nyolc millilitert tettünk 0,4 ml EDTA-t (25 mg/ml) tartalmazó csövekbe, 2 ml-t pedig 0,2 ml EDTA-val (25 mg/ml) és aprotininnel (0,5 tripszin-gátló egység/ml) tartalmazó csövekbe. A plazmát centrifugálással (azaz 3000 fordulat/perc sebességgel 20 percig, 4 ° C-on) elválasztottuk és –80 ° C-on lefagyasztottuk az elemzésig. A plazma FFA-koncentrációkat kolorimetriás vizsgálattal (33) határoztuk meg, és a plazma glicerint fluorometriai vizsgálattal (9) elemeztük. A plazma glükózkoncentrációt kolorimetriás vizsgálattal (Trinder; Sigma, St. Louis, MO) és a plazma inzulin koncentrációt radioimmunassay-vel (Linco Research, St. Charles, MO) határoztuk meg.

IMTG és glikogén elemzés. Az izombiopsziákat (48,0 ± 3,0 mg nedves tömeg) fagyasztva szárítottuk –50 ° C-on 48–54 órán át, és az alikvot részeket 0,01 mg pontossággal lemértük izomglikogénre [4,26 ± 0,36 mg száraz tömeg (dw)] és IMTG-re. elemzés (3,26 ± 0,32 mg dw). A nedves-száraz tömeg aránya 4,31 ± 0,07 volt, nem volt szignifikáns különbség a CON és a HF, illetve az edzés és a postexercise minták között. Az IMTG-t a szabad glicerin felszabadulásából mértük (12). Az izomglikogént a glükóz méréséből határoztuk meg az izomglikogén 2 N HCl-lel végzett savas hidrolízise után (34). Mivel az IMTG variációs együtthatója (CV) megismétlődik (n = 13) 14,0 ± 6,1% volt, és a triglicerid-standard átlagos CV-je csak 3,0 ± 1,1% volt, az izom minta elemzésében szereplő CV többsége valószínűleg az IMTG-raktárak és/vagy intermyocelluláris adipocyták heterogenitása miatt következett be (48), és nem a vizsgálati eljárás variációjához. Egy lipid-extrakcióval kapcsolatos technikai problémák miatt az IMTG postexercise biopsziás mintái nem voltak elemzésre alkalmasak, így öt alany mintái álltak rendelkezésre az IMTG nettó lebontásának meghatározásához edzés közben.

Izotópdúsító minta szétválasztása. A plazmamintákat (300 μl) 450 μl 0,3 N ZnS04-gyel és 450 μl 0,3 N Ba (OH) 2-mal deproteinizáltuk. Mindegyik csövet vortexeltük és jégfürdőben inkubáltuk 20 percig. 1000 ° C-on végzett centrifugálás után g 15 percen át 4 ° C-on a felülúszót átengedtük egy ioncserélő oszlopon, amelyet ötször öblítettünk 400 μl ioncserélt desztillált vízzel. Az eluátumot 13 µ 100 mm-es kémcsövekben rögzítettük, majd éjszakán át sűrített levegővel szárítottuk. A szárított mintákhoz ecetsavanhidridet (75 μl) és piridint (75 μl) adunk, 100 ° C-on 1 órán át inkubáljuk, majd N2-gázzal szárítjuk. Ezután a mintákat etil-acetátban szuszpendáljuk, és automata mintavevővel ellátott gázkromatográf-tömegspektrométerbe (Hewlett Packard 5890 II. Sorozatú gázkromatográf-5988A tömegspektrométer) injektáljuk. A glicerin triacetát-származékának 145 és 148 tömegét, valamint a glükóz pentaacetát-származékának 200 és 202 tömegét szelektív ionmonitorozással követtük nyomon (35).

Glicerin és glükóz kinetika. A glicerin és a glükóz kinetikáját edzés közben egy módosított egyállapotú, nem stabil állapotú modellel számolták (43)

1. ábra.Plazma szabad zsírsav (FFA) koncentráció 60 perc edzés közben, 50% -os maximális O2 fogyasztással (V (o 2 csúcs) 2 nap után kontroll (CON) vagy magas zsírtartalmú (HF) étrenden, acipimox bevitel mellett és anélkül 2 óra edzés előtt. ACP-CON, kontroll étrend acipimox-szal; ACP-HF, magas zsírtartalmú étrend acipimox-szal. * A nyugalmi értéknél lényegesen magasabb időpontok; † HF szignifikánsan magasabb, mint a CON; ‡ Az ACP-CON szignifikánsan alacsonyabb, mint a CON, és az ACP-HF szignifikánsan alacsonyabb, mint a HF. Összes P

Zsír oxidáció. Edzés közben a HF 13,6 ± 1,7 μmol · kg –1 · min –1 koncentrációval emelte a zsír oxidációját a CON-hez képest (32,4 ± 2,2 vs. 18,8 ± 2,4 μmol · kg –1 · min –1, átlagosan 10–60 perc, P –1 · min –1, P –1 · min –1) összehasonlítva a HF abszolút növekedésével szemben a CON (azaz 13,6 ± 1,7 μmol · kg –1 · min –1; 2. ábra). A plazma FFA koncentrációjának csökkenésével párhuzamosan az acipimox vizsgálatok a kontroll és a magas zsírtartalmú étrend után is 7–8 μmol · kg –1 · min –1 értékkel csökkentették a zsír oxidációját (CON vs. ACP-CON és HF vs. HF- AKCS, mindkettő P

2. ábra.A zsír oxidációjának átlagos sebessége 60 perc edzés közben 50% V̇ o 2 csúcsértékkel 2 napos kontroll vagy magas zsírtartalmú étrend után, 2 órával edzés előtt, acipimox lenyeléssel és anélkül. Az 1. ábra szerinti rövidítések. † HF szignifikánsan magasabb, mint a CON, és az ACP-HF szignifikánsan magasabb, mint az ACP-CON; ‡ Az ACP-CON lényegesen kevesebb, mint a CON, és az ACP-HF lényegesen kevesebb, mint a HF. Összes P

Glicerin kinetika. Az edzés 1. órája alatt a HF szignifikánsan megemelte a Ra glicerint a CON fölé (13,63 ± 1,65 vs. 7,62 ± 0,85 μmol · kg –1 · min –1, átlag 10–60 perc, P –1 · min –1, átlag 10–60 perc, P –1 · min –1; ACP-CON kontra CON és ACP-HF kontra HF, mindkettő P –1 · min –1, ACP-CON vs. ACP-HF; egyik sem jelentős; 3. ábra), de mindkét diéta után az acipimox jelentősen csökkentette (P

3. ábra.A glicerin megjelenési aránya (Ra glicerin) 60 perc edzés közben 50% V̇ o 2 csúcsértékkel 2 napos kontroll vagy magas zsírtartalmú étrend után, 2 órával a testmozgás előtt, acipimox lenyeléssel és anélkül. * A megfelelő nyugalmi értéknél lényegesen magasabb időpontok; † HF szignifikánsan magasabb, mint a CON, és az ACP-HF szignifikánsan magasabb, mint az ACP-CON; ‡ Az ACP-CON lényegesen kevesebb, mint a CON, és az ACP-HF lényegesen kevesebb, mint a HF. Összes P

IMTG és glikogén koncentrációk. Az edzés előtti IMTG-koncentráció szignifikánsan, 36% -kal emelkedett a HF és a CON után (49,9 ± 3,4 vs. 36,8 ± 4,8 mmol/kg dw, P –1 · 60 perc –1, HF vs. CON, P

4. ábra.Intramuszkuláris triglicerid (IMTG) (A) és izomglikogén (B) koncentrációk és nettó lebontás 60 perc edzés közben 50% V̇ o 2csúcs mellett 2 napos kontroll vagy magas zsírtartalmú étrend után. † HF jelentősen eltér a CON-től; P

Szénhidrát és minimális glikogén oxidáció. A HF edzés közben 38% -kal csökkentette a szénhidrát oxidációt a CON alatt (azaz 146 ± 8 vs. 90 ± 7 μmol · kg –1 · min –1 CON és HF között; P –1 · min –1 (P –1 · min –1 acipimox nélkül (CON vs. HF, P –1 · min –1 (ACP-CON vs. ACP-HF, P

Asztal 1. Az étrend (kontroll vagy magas zsírtartalmú) és az alacsony plazma FFA koncentráció (acipimox) hatása a teljes szénhidrát oxidációra, a glikogén oxidációra és a plazma glükóz eltűnésére edzés közben

Teljes szénhidrát-oxidáció (teljes CHO-oxidáció), minimális glikogén-oxidáció (glikogén-oxidáció) és a plazma glükóz-eltűnési sebessége (Rd-glükóz) 10-60 perc edzés közben, a csúcs O2-fogyasztás 50% -ánál. Az értékek átlag ± SE, μmol · kg -1 · min -1 értékben kifejezve. Próbák (2 nap): CON, kontroll étrend; HF, magas zsírtartalmú étrend; ACP-CON, kontroll étrend acipimox-szal; ACP-HF, magas zsírtartalmú étrend acipimox-szal. * A HF szignifikánsan alacsonyabb, mint a CON, és az ACP-HF szignifikánsan alacsonyabb, mint az ACP-CON; † Az ACP-CON szignifikánsan magasabb, mint a CON, és az ACP-HF szignifikánsan magasabb, mint a HF. Összes P –1 · min –1; 5. ábra), Rd (18,8 ± 1,3 vs. 22,3 ± 2,1 μmol · kg –1 · min –1; 5. ábra) és GCR (4,03 ± 0,34 vs. 4,74 ± 0,52 ml · kg –1 · min –1 ) 16, 16, illetve 15% -kal (az összes ACP-HF vs. ACP-CON, mindegyik P –1 · min –1, ACP-CON kontra CON; 5. ábra), Rd glükóz (22,3 ± 2,1 vs. 18,4 ± 1,5 μmol · kg –1 · min –1, ACP-CON vs. CON; 5. ábra) és GCR (4,74 ± 0,52 vs. 3,81 ± 0,32 ml) · Kg –1 · min –1, ACP-CON vs. CON) edzés közben 18, 21, illetve 24% -kal (ACP-CON vs. CON, mind P 0,05). Nyugalmi állapotban az Ra-glükózt nem befolyásolta szignifikánsan a diéta vagy az acipimox (12,4 ± 0,5, 12,1 ± 0,5, 13,6 ± 0,8 és 13,2 ± 0,7 μmol · kg –1 · min –1 CON, HF, ACP-CON és ACP esetén -HF).

5. ábra.A glükóz megjelenésének átlagos aránya (Ra glükóz, A) és eltűnése (Rd glükóz, B) 60 perc edzés közben 50% V̇ o 2 csúcsértékkel 2 napos kontroll vagy magas zsírtartalmú étrend után, 2 órával edzés előtt, acipimox lenyeléssel és anélkül. † ACP-CON szignifikánsan magasabb, mint az ACP-HF; ‡ Az ACP-CON szignifikánsan magasabb, mint a CON. Összes P

Plazma glükóz és inzulin. Nyugalmi állapotban és edzés közben a plazma glükózkoncentrációja hasonló volt a CON és a HF során, és az acipimox nem befolyásolta őket (6. ábra). 60 perc múlva az ACP-CON és az ACP-HF plazmakoncentrációja szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a vonatkozó nyugalmi értékek (P

6. ábra.Plazma glükóz (A) és inzulin (B) koncentrációk 60 perc edzés közben 50% V̇ o 2 csúcsértékkel 2 napos kontroll vagy magas zsírtartalmú étrend után, 2 órával edzés előtt, acipimox lenyeléssel és anélkül. * CON, † HF, ‡ ACP-CON és §ACP-HF, a nyugalmi értéknél lényegesen alacsonyabb időpontok (P

Ez a tanulmány kimutatta, hogy az edzés közbeni nagyobb zsír oxidáció rövid távú, magas zsírtartalmú étrend után az IMTG koncentrációjának emelkedésével és az egész test lipolízisével jár. Továbbá úgy tűnik, hogy a magas zsírtartalmú étrend után a zsír oxidációjának és a lipolízisnek a növekedése nem függ az emelkedett zsírlipolízistől és a plazma FFA koncentrációjától, mert a zsírszövet lipolízisének gátlása az acipimoxszal nem gyengítette a zsír oxidációjának és lipolízisének abszolút növekedését. Ez a megállapítás azt sugallja, hogy a rövid ideig tartó, magas zsírtartalmú étrend után a megnövekedett zsíroxidációért és lipolízisért felelős fő szubsztrát az IMTG.