Határok a fiziológiában

Gyakorolja a fiziológiát

Szerkesztette

Davide Malatesta

Lausanne-i Egyetem, Svájc

Felülvizsgálta

Jean-Frédéric Brun

INSERM U1046 Physiologie et médecine exérimentale du coeur et des izmok, Franciaország

Todd A. Astorino

Kaliforniai Állami Egyetem, San Marcos, Egyesült Államok

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

Cikk letöltése
- PDF letöltése
- ReadCube
- EPUB
- XML (NLM)
- Kiegészítő
  Anyag
Exportálás
- EndNote
- Referencia menedzser
- Egyszerű TEXT fájl
- BibTex

OSZD MEG

Tekintse át a CIKKET

Új-Zéland Sportteljesítmény-kutató Intézet, Aucklandi Műszaki Egyetem, Auckland, Új-Zéland

Rövid időtartamú protokoll és folyamatos közvetett kalorimetria alkalmazásával a test teljes zsír- és szénhidrát-oxidációs sebessége megbecsülhető az edzés munkaterhelésének tartományában, az egyéni maximális zsír-oxidációs sebességgel (MFO) és az edzés intenzitásával, amely mellett az MFO fordul elő (Fatmax). Úgy tűnik, hogy ezek a változók következményekkel járnak mind a sport, mind az egészségügy szempontjából. Az MFO és a Fatmax legfontosabb meghatározóinak megvitatása után, amelyeket figyelembe kell venni a laboratóriumi mérések során, a jelen áttekintés a meglévő adatok szintetizálására törekedett az egyedileg mért zsíroxidációs értékek kontextusba helyezése érdekében. Az éjszakai böjt után homogén kohorszokban összegyűjtött adatokat egy ciklusos ergométereken szintetizáltuk, hogy normatív értékeket kapjunk az adott alany populációkban. Ezeket a normatív értékeket fel lehet használni az egyes mérések kontextusba helyezésére és a kutatási kohorszok meghatározására a testmozgás közbeni zsír oxidációs képességük szerint. Meghatározták a jövő kutatásának irányait.

Bevezetés

Hosszan tartó testmozgás során a szénhidrát és a zsír az elsődleges szubsztrát, amely oxidálódik az energia-anyagcseréhez (Romijn et al., 1993; van Loon et al., 2001). Az emberek túlnyomórészt glikogénként tárolják a szénhidrátokat a vázizmokban (Bergström és Hultman, 1967; Bergström és mtsai., 1967) és a májban (Nilsson, 1973; Nilsson és mtsai, 1973), és az agyban, a vesékben is találhatók szerény mennyiségek. és a zsírszövet (Biava et al., 1966; Rigden et al., 1990; Meyer et al., 2002; Oz et al., 2003), és

4 g kering a plazmában glükóz formájában (Wasserman, 2009). Az emberi szénhidrát-tárolás véges, és tipikusan 2+ kezelésnek felel meg (Ørtenblad et al., 2011; Nielsen et al., 2014), ami arra utal, hogy ezek a raktárak szerepet játszanak az gerjesztés-összehúzódás összekapcsolásában, és ezért szerepet játszanak az izomzat kimerülésében. fáradtság. Fontos, hogy az intramyofibrilláris glikogén az edzés során viszonylag gyorsan, kimerülten kimerül, mint az intermyofibrilláris vagy a szarkolemmális glikogén, ami még alacsonyabb intramyofibrillarit eredményez a teljes izom glikogén koncentrációihoz képest fáradtság esetén (Marchand et al., 2007; Nielsen et al., 2011), amely megmagyarázhatja, hogy miért fordulhat elő fáradtság hosszan tartó testmozgás során, mielőtt az egész izom glikogén koncentrációja megközelíti a nullát.

Ezzel szemben az emberi zsírtartalékok gyakorlatilag korlátlanok a testmozgás összefüggésében, ezért a testmozgás során a zsíroxidáció meghatározóinak meghatározása és fokozása a tréning és kutatási célkitűzés az állóképességi sportokban. Valójában a zsír oxidációs képessége korrelál az Ironman triatlonok teljesítményével, amelyek ultraterhességi események (> 8 óra), amelyekben a szénhidrátok rendelkezésre állása valószínűleg korlátozza (Frandsen et al., 2017). A zsír oxidációjának maximalizálása katonai környezetben is érdekes lehet, tekintettel a terepi tevékenységek esetleges szélsőséges időtartamára és az ezzel járó anyagcsere-igényre, ami különösen fontos, ha figyelembe vesszük a katonai feladatok során az exogén táplálkozás biztosításával kapcsolatos logisztikai kihívásokat (McCaig és Gooderson, 1986). Végül a zsíranyagcsere nagy jelentőséggel bír egészségi állapotban, tekintettel a 24 órás zsíroxidáció és az anyagcsere-egészség olyan markerei közötti megfigyelt pozitív és negatív összefüggésekre, mint az inzulinérzékenység és a súlygyarapodás (Zurlo és mtsai., 1990; Robinson és mtsai., 2015), és hogy az edzés közbeni zsíroxidációs képesség az inzulinérzékenységgel, az anyagcsere rugalmasságával és az alacsonyabb metabolikus kockázati tényezőkkel társult (Venables és Jeukendrup, 2008; Rosenkilde és mtsai, 2010; Robinson és mtsai, 2015).

Gyakorolja az intenzitást és a teljes test zsíroxidációját

Talán a legalapvetőbb meghatározó tényező az egész test zsír oxidációjának gyakorlásában. A testmozgás intenzitása és a zsír oxidációja közötti kapcsolat általában parabolikus; a zsír oxidációja kezdetben növekszik a testmozgás intenzitásával, majd csökken a magas munkaráták mellett (Romijn et al., 1993), bár el kell ismerni, hogy ez a parabolikus kapcsolat nem mindig figyelhető meg, különösen nem képzett kohorszokban (Bergman és Brooks, 1999). A teljes testzsír oxidációjának csökkenése nagy intenzitással valószínűleg nagyrészt a zsírsavak vázizomba juttatásának csökkenésével jár. A plazma nem észterezett zsírsav (NEFA) megjelenési aránya nagy testmozgás intenzitása mellett csökken a perifériás lipolízis változatlan sebessége ellenére (Romijn és mtsai., 1993), és a plazma NEFA elérhetőségének fokozása érdekében az intravénás infúzió növeli az egész test zsírsav oxidációs sebességét testmozgás intenzitása (Romijn et al., 1995). A plazma NEFA hozzáférhetőségének és a vázizomba juttatásának csökkenését valószínűleg a testmozgás intenzitása által kiváltott zsírszöveti véráramlás csökkenése okozza (Spriet, 2014), amelyet maga a testintenzitás által kiváltott katekolamin plazmakoncentráció növekedése is közvetíthet (Romijn et al. ., 1993).

A csökkent mitokondriális zsírsavfelvétel ugyanakkor hozzájárulhat a teljes testzsír oxidációjának csökkentéséhez, amelyet a testmozgás intenzitása mutat, figyelembe véve a mitokondriális felvétel csökkenését és a hosszú szénláncú zsírsavak oxidációját az edzés intenzitásának növekedésével (Sidossis et al., 1997). Ez magyarázható az edzésintenzitás által kiváltott szabad karnitin-hozzáférés csökkenésével (van Loon et al., 2001) és/vagy az acidózis által kiváltott izom-karnitin-palmitoil-transzferáz I (CPT-I) aktivitás szuppressziójával (Starritt et al., 2000). A karnitin a CPT-I által katalizált reakció szubsztrátja, amely mitokondriális zsírsavfelvételt eredményez (Fritz és Yue, 1963), és a fent említett vizsgálatban csökkentett pH (7,0–6,8) (Starritt et al., 2000) fiziológiailag ésszerű hosszan tartó erőteljes testmozgás során (Sahlin et al., 1976). Ezért a teljes testzsír-oxidáció csökkenését, amelyet a testmozgás intenzitása mutat, a csökkent zsírsav-szállítás szabályozhatja és felvétel a vázizomzatban.

A „Fatmax” teszt

1.ábra. A zsír oxidációjának (g.min −1) reprezentatív illusztrációja a testmozgás intenzitásával (W) szemben egy fokozatos, ciklusos Fatmax teszt során, ahol MFO, a zsír oxidációjának maximális sebessége (g.min −1) és Fatmax, az intenzitás, amelynél az MFO bekövetkezik (W).

A meglévő szakirodalom ezért azt sugallja, hogy míg az abszolút MFO általában nagyobb a férfiaknál a nőknél, az MFO az FFM-hez viszonyítva valószínűleg nagyobb a nem elhízott nőknél, mint a nem elhízott férfiak. Kisebb tendencia mutatkozik a nagyobb Fatmax irányában is a nőknél a férfiakhoz képest. Tekintettel a testtömegben és az összetételben a nemmel kapcsolatos különbségekre, az MFO az FFM-hez viszonyítva leíróbb lehet, ha összehasonlítjuk a nemeket. Hogy ezek a hatások kitartó-edzett kohorszokban figyelhetők-e meg, nem ismert. Hasonlóképpen, a menstruációs ciklus MFO-ra és Fatmaxra gyakorolt hatásait nem vizsgálták, de a soros egyénközi mérés összefüggésében indokolt megfontolni őket.

Tápláltsági állapot

Krónikus táplálkozási szempontból egy nemrégiben végzett 150 férfi és 155 nő alanyi vizsgálat hierarchikus regresszióval tisztázta a 4 napos étrendi rekord MFO-ra gyakorolt hatását, és az abszolút szénhidrát- és zsírbevitel a változás 3,2% -át tette ki. a szénhidrát- és zsírbevitel negatívan és pozitívan járul hozzá az MFO-hoz (Fletcher et al., 2017). Míg ebben a vegyes kohorszos vizsgálatban a diétával magyarázható varianciafok kicsi volt, ez a hozzájárulás nagyobb lehet homogén kohorszokban. Mindazonáltal a krónikus makrotápanyagok bevitelének független hatását figyelték meg, ezért kritikus változóvá vált az ismételt vizsgálatok során történő kontroll.

A férfi ultra-állóképességű futók homogén kohorszával végzett keresztmetszeti vizsgálatban az MFO (1,54 ± 0,18 vs. 0,67 ± 0,14 g.min −1) és a Fatmax (70 ± 6 vs. 55 ± 8% VO2max) szignifikánsan magasabb volt azoknál, akik szokásosan ketogén vagy magas szénhidráttartalmú étrendet fogyasztanak (Volek et al., 2016). A ketogén étrend szokásos fogyasztását olyan étrendként határozták meg, amely a zsír 60% -át eredményezte, míg a magas szénhidráttartalmú étrend szénhidrátból származó energia több mint 55% -át nyerte el, amit egy 3 napos súlyozott ételrekord is megerősített. Nagyobb teljes testzsír-oxidációs sebességet figyeltek meg az elhúzódó egyensúlyi testmozgás során az alacsony szénhidráttartalmú csoportban (

60%), az étrend-intervenciós vizsgálatokban következetesen látható adaptáció (Phinney és mtsai., 1983; Burke és mtsai., 2000). Érdekes azonban, hogy az izomglikogén felhasználása a tartós egyensúlyi testmozgás során nem volt szignifikáns különbség a csoportok között, ami azt sugallja, hogy a ketogén étrend szokásos fogyasztása nem kímélte a dolgozó vázizomzat (Volek és mtsai, 2016), ami azt jelzi, hogy a szénhidrát-megtakarító hatást a csökkent májglikogenolízis és a glükóztermelés magyarázta (Webster et al., 2016). A jövőbeli kutatás érdekes iránya az lenne, ha meghatároznánk az MFO és a Fatmax változásainak előidézéséhez szükséges szénhidrátkorlátozás „küszöbét”, mivel ez az állóképességű sportolók számára releváns információkat nyújthat olyan események előkészítése során, ahol a zsírfelhasználás maximalizálása és az endogén szénhidrát-felhasználás minimalizálása szükséges. keresett. Ez különösen hasznos lehet katonai környezetben, ha hosszan tartó feladatokat végeznek (McCaig és Gooderson, 1986).

Az is lehetséges, hogy a fehérjebevitel hatással van az MFO-ra. A testsúly-fenntartó étrend 3 hónapos fogyasztása során a fehérjebevitel növelése

10 g.d −1 kimutatták, hogy jelentősen növeli az MFO-t

19% a korábban súlystabil önkéntesek vegyes nemű mintájában (Soenen et al., 2010). Fontos, hogy a fehérjebevitel növekedése megmagyarázta

Az MFO növekedésének 39% -a. Ezek az eredmények a fehérjefogyasztás módosítását jelentik az MFO megváltoztatásának lehetséges stratégiájaként, bár ebben a tanulmányban az óhatatlanul csökkentett napi szénhidrátfogyasztás MFO-ra való hozzájárulását nem számszerűsítették.

Gyakorlati modalitás

További szempont a testmozgás modalitása. Általánosságban elmondható, hogy a futást és a kerékpározást összehasonlítva az adott testmozgás intenzitásaival nagyobb zsír- és csökkent szénhidrát-oxidációs sebességről számoltak be futás közben (Snyder et al., 1993; Achten et al., 2003; Knechtle és mtsai, 2004; Chenevière et al., 2010). Az MFO és a Fatmax módozatok közötti összehasonlítása azonban nem volt olyan meggyőző. Az eredeti tanulmány szignifikánsan nagyobb MFO-értéket jelentett (0,65 ± 0,05 vs. 0,47 ± 0,05 g.min −1), a Fatmax (62 ± 3 vs. 59 ± 3% VO2max) különbség nélkül, a futópad futása során, a közepesen képzett hímek (Achten et al., 2003). Egy hasonló alanyi populációval végzett további vizsgálat nem figyelt meg szignifikáns különbséget az MFO-ban, de a futás során nagyobb Fatmax-értéket figyelt meg (Chenevière et al., 2010). Ennek az MFO szempontjából eltérő eredménynek az oka nem könnyen felismerhető, de összefüggésbe hozható a tanulmányok közötti különbségek közvetett kalorimetriájával (1 perc és 2 perc lejárt gázok elemzése 3 percenként), tekintettel a nagyobb VO2 lassú komponensre kerékpározás során (Billat et al., 1999). Ezért javasoljuk, hogy vegyék figyelembe a testmozgás módját, amelyben a Fatmax teszteket elvégzik, amikor összehasonlítják a vizsgálatokat és az egyénen belül, valamint azoknak, akik multimodális állóképességi versenyekre készülnek, például triatlonokra.

Amit tudunk: Következtetések

Kimutatták, hogy a vizsgált alanyok vagy egyének edzettségi állapota, neme, valamint akut és krónikus táplálkozási állapota egyértelműen meghatározza az MFO-t és a Fatmax-ot, a testmozgás modalitásának lehetséges hatásával. Ezeket a meghatározó tényezőket figyelembe kell venni a vizsgálatok közötti eredmények értelmezésekor és az egyénen belüli soros mérések során.

Maximális zsíroxidáció: normatív értékek

Tekintettel az MFO és a Fatmax mérésének érdeklődésére kutatási és nem kutatási körülmények között, célszerű lenne normatív értékeket létrehozni a meglévő adatokból az egyénileg mért értékek kontextualizálása és az adott kutatócsoportok zsíroxidációs képességének meghatározása érdekében. Ehhez azonban figyelembe kell venni az MFO és a Fatmax fent említett meghatározóit. Ennek megfelelően a közzétett MFO és Fatmax értékeket szintetizáltuk homogén kohorszokkal végzett vizsgálatokból, egy ciklus ergométeren végzett éjszakai böjt után. Ezeket a kritériumokat alkalmazták annak érdekében, hogy elegendő adat álljon elő az értelmes normatív értékek előállításához.