Утро, гормон роста, кортизол, еда и физнагрузки при ожирении

Введение

• Во многих странах растет распространенность ожирения и ассоциированных с ним хронических заболеваний
• Основой причиной столь бурного роста является несоответствие между потребляемой и расходуемой энергией, вследствие приверженности населения к избыточному питанию и малоактивному образу жизни
• Регулярная физическая нагрузка является эффективной мерой профилактики
  • ожирения
  • хронических заболеваний
  • ассоциированных с образом жизни
  • преждевременной смерти
• Повышенная физическая нагрузка
  • повышает чувствительность скелетной мускулатуры, жировой ткани, печени и гипоталамуса к инсулину
• Помимо этого, аэробные физические нагрузки, выполняемые на постоянной основе в течение длительного времени,воздействуют на такие факторы риска метаболических нарушений, как
  • показатели артериального давления
  • концентрацию жирных кислот
  • благотворно воздействуют на состояние сердечно-сосудистой системы у пациентов с ожирением и сахарным диабетом 2 типа
• Способность нагрузки предотвращать развитие ожирения и уменьшать массу тела зависит от
  • уровня питательных веществ в крови перед нагрузкой
  • выработки гормонов, влияющих на углеводный, липидный и белковый обмен
• В последнее время проводился ряд исследований, целью которых была разработка методики физической нагрузки, улучшающей физическое состояние и обеспечивающей профилактику ожирения. В них особое внимание уделялось влиянию длительности нагрузки и наличия или отсутствия приема пищи перед ней
• В предшествующих исследованиях были получены противоречивые данные об эффективности физической нагрузки натощак:
  • с одной стороны, нагрузка в условиях низкого уровня глюкозы крови смещает метаболизм адипоцитов в сторону использования в качестве энергетического субстрата липидов,
    • что безусловно положительно влияет на снижение доли жировой ткани в организме
  • с другой — стимулирует выработку кортизола
    • что в свою очередь может иметь ряд нежелательных последствий
• В частности, в предыдущих исследованиях было показано, что постоянно высокий уровень кортизола может приводить к
  • накоплению жира по абдоминальному типу
  • снижению чувствительности тканей к инсулину
  • повышению риска остеопороза и гипертензии
  • подавлению иммунитета
  • уменьшению мышечной массы
• Цель данного исследования — сравнить эффекты утренних нагрузок (когда уровень кортизола максимален) в двух режимах: натощак и после приема пищи, на изменение характера энергетического субстрата для тканей и уровни гормонов у студентов мужского пола с ожирением

Материалы и методы

Исследуемая группа: 10 студентов

Параметрами включения:

• Мужской пол
• Индекс массы тела >25кг/м2 или доля жировой ткани >20%
• Физическое здоровье
• Отсутствие приема каких-либо лекарств в течение 6 месяцев до начала эксперимента

Таблица 1. Физические характеристики участников исследования

ИМТ – индекс массы тела, VO₂max – максимальное потребление кислорода.

Дизайн:

• Перекрестное исследование
• Продолжительность 4 недели:
  • Первая неделя — занятия натощак
  • Вторая и третья неделя — «отмывочный» период
  • Четвертая неделя — занятия через 2 часа после завтрака
• На первой и четвертой неделе исследования:
  • Испытуемые не ели накануне нагрузок после 10 часов вечера
  • Занимались на беговой дорожке с 9 часов утра, при этом потреблением кислорода составляло около 75% от максимально возможной, а энергозатраты — 400 ккал
  • Взятие крови осуществлялся непосредственно до физической нагрузки, сразу после неё и через час после завершения упражнений
  • На втором этапе(4-я неделя), исследуемые за 2 часа до нагрузок получали специальный завтрак с определенными калорийностью и содержанием питательных веществ

Рисунок 1. Схема исследования с указанием времени взятия крови.

Методы:

• Для создания идентичных условий на двух этапах эксперимента к тестовым значениям (потребление кислорода и частота сердечных сокращений) применялось уравнение регрессии
  • Это позволило нивелировать разницу между двумя этапами исследования по интенсивности и продолжительности физических нагрузок
• Для точного контроля индивидуальных затрат калорий, определения временной точки, в которой достигались целевые значения частоты сердечных сокращений, и продолжительности нагрузки, использовался автоматизированный пульсометр
• Объем потребляемого кислорода измерялся с помощью нагрузочного теста  со ступенчато повышающейся нагрузкой с использованием беговой дорожки  и газоанализатора выдыхаемого воздуха
  • Тест со ступенчато повышающейся нагрузкой проводился по протоколу Bruce
• Забор крови осуществлялся из плечевой вены (10 мл при каждом заборе)
  • забранная венозная кровь находилась при комнатной температуре не более 10 минут
  • после чего центрифугировалась со скоростью 3000 оборотов/мин в течение 10 минут
  • Сыворотка забиралась в эппендорфы и хранилась до проведения анализа при температуре −80 °C
• Уровень глюкозы измерялся с использованием One-Touch сразу после взятия крови из вены, а уровень инсулина в сыворотке измерялся с использованием промышленного набора реагентов для определения инсулина
• Уровни свободных жирных кислот (FFA), кортизола и гормона роста в сыворотке оценивались посредством Green Cross Inc., Youngin, Korea.
• Измеряемые параметры сравнивались и анализировались путем двустороннего дисперсного анализа с повторными измерениями
  • В анализе использовался уровень значимости p = 0,05. Статистический анализ проводился с использованием программы SPSS-PC version 20.

Результаты

Таблица 2. Сравнительная характеристика уровней энергетических субстратов и гормонов в зависимости от характера нагрузки

Данные представлены в виде значения ± стандартное отклонение.

ДН – до нагрузки, ПН – после нагрузки, 60 мин ПН – через час после нагрузки.

* — p < 0,05 основное статистически значимое различие в значениях в зависимости от времени измерения.

‡ — p < 0,05 статистически значимое взаимодействие между временем и характером нагрузки.

† — p < 0,05 основное статистически значимое различие в значениях в зависимости от характера нагрузки.

Обсуждение

• В ходе данного исследования установлено
  • после нагрузки уровень глюкозы существенно отличался от тощакового
  • не было отмечено разницы в сахарах после нагрузки на фоне отсутствия завтрака или его наличия
    • возможно, это связано с тем, что энергия, полученная в завтрак, полностью нивелировалась физической нагрузкой
• Была выявлена значимая разница между уровнями инсулина в разных временных точках и значительное снижение уровня инсулина в ответ на увеличивающееся потребление энергии во время нагрузки и его нормализацию в следующие 60 минут после завершения упражнений.
• Во всех временных точках уровень гормона роста при нагрузке натощак был выше соответствующих показателей при нагрузке после приема пищи.
  • возможно, эти значения коррелируют с более высоким уровнем свободных жирных кислот, регистрируемых натощак
  • повышение уровня гормона роста натощак усиливает перенос жирных кислот из адипоцитов в кровь, тем самым делая свободные жирные кислоты источником энергии для мышечной ткани в течение нагрузки в условиях отсутствия углеводов
• Высокий уровень кортизола наблюдался во всех оцениваемых временных точках на обоих этапах исследования
  • все же концентрация кортизола была выше при нагрузках натощак, чем после приема пищи
• Результаты указывают на то, что уровни глюкозы и инсулина были высокими перед нагрузкой, следовавшей за приемом пищи
  • таким образом, уровень кортизола был слишком низким для того, чтобы оказать значительный контринсулярный эффект
• На основании результатов данного исследования можно предположить, что при физических нагрузках натощак по сравнению с нагрузкой после завтрака бóльшая часть мышечной ткани расходуется на энергетические нужды, что предположительно снижает темпы уменьшения доли жировой ткани
• В предыдущих исследованиях отмечалось, что гормон роста и кортизол повышаются как при голодании, так и при физической нагрузке, и повышают уровень свободных жирных кислот и глицерина в крови
  • в данном исследовании концентрация свободных жирных кислот была высокой во всех временных точках, что согласуется с предыдущими исследованиями, касающимися ночного голодания и утренних нагрузок
• По сравнению с нагрузкой после приема пищи, нагрузка натощак характеризуется более низкими значениями глюкозы и инсулина, но более высоким уровнем кортизола, гормона роста и свободных жирных кислот до нагрузки.
  • Следовательно, дальнейшее воздействие нагрузки может оказать долгосрочное положительное влияние на снижение доли жировой ткани, но также и отрицательно сказаться на общем состоянии в связи с высоким уровнем кортизола.

Заключение

• В данном исследовании были выявлены различия в уровнях метаболических гормонов и используемых энергетических субстратах между двумя видами нагрузки.
• У авторов не было возможности сделать однозначное заключение о влиянии нагрузок натощак на физическое состояние испытуемых.
• Тем не менее, полученные результаты создают базис для дальнейшего изучения данной проблемы на долгосрочной основе.

Источник: Comparison of the effects of acute exercise after overnight fasting and breakfast on energy substrate and hormone levels in obese men/
Tae Woon Kim1, Sang Hoon Lee, Kyu Hwan Choi, Dong Hyun Kim, Tae Kyung Han//J. Phys. Ther. Sci.27: 1929–1932, 2015