Spalanie tłuszczu zamiast cukru — jak zmusić organizm, żeby sięgnął do zapasów?

Cel badania: Diety ketogeniczne (KD) zyskują coraz większe zainteresowanie wśród sportowców i osób aktywnych fizycznie.

Wyniki: Aby przeprowadzić bardziej uwarstwioną i ukierunkowaną analizę, artykuły te podzielono następnie na kategorie według badanych wyników, obejmujących: 1) masę ciała (BM) i % tłuszczu, 2) wykorzystywanie substratów, 3) stężenia substratów we krwi i reakcje hormonalne, 4) wydolność tlenową i wytrzymałość oraz 5) siłę, moc i wydolność beztlenową. Wyniki: Nasz przegląd wskazuje, że dieta ketogeniczna bez ograniczenia kalorii stosowana przez ≥3 tygodnie może prowadzić do umiarkowanego zmniejszenia BM i % tłuszczu przy jednoczesnym zachowaniu beztłuszczowej masy ciała. Dieta ta prowadzi do zwiększonego wykorzystywania tłuszczu jako paliwa, ale ta adaptacja nie wydaje się poprawiać wytrzymałości.

Cel badania: Wielu odnoszących sukcesy sportowców ultra-wytrzymałościowych przeszło z diety wysokowęglowodanowej na niskowęglowodanową, ale dotychczas nie badano ich, aby określić zakres adaptacji metabolicznych.

Wyniki: Szczytowe utlenianie tłuszczu było 2.3-krotnie wyższe w grupie LC (1.54±0.18 vs 0.67±0.14 g/min; P=0.000) i występowało przy wyższym odsetku VO2max (70.3±6.3 vs 54.9±7.8%; P=0.000). Średnie utlenianie tłuszczu podczas wysiłku submaksymalnego było o 59% wyższe w grupie LC (1.21±0.02 vs 0.76±0.11 g/min; P=0.000), co odpowiadało większemu względnemu udziałowi tłuszczu (88±2 vs 56±8%; P=0.000). Pomimo tych wyraźnych różnic w wykorzystywaniu paliwa między sportowcami LC i HC nie stwierdzono istotnych różnic w spoczynkowym stężeniu glikogenu mięśniowego ani w stopniu jego wyczerpania po 180 min biegu (-64% w stosunku do wartości sprzed wysiłku) i 120 min regeneracji (-36% w stosunku do wartości sprzed wysiłku). W porównaniu z wysoko wytrenowanymi sportowcami ultra-wytrzymałościowymi stosującymi dietę HC, długotrwała keto-adaptacja prowadzi do niezwykle wysokiego tempa utleniania tłuszczu, podczas gdy wzorce wykorzystywania i uzupełniania glikogenu mięśniowego w trakcie i po 3-godzinnym biegu są podobne.

Cel badania: Zainteresowanie dietami niskowęglowodanowymi, wysokotłuszczowymi (LCHF) wzrosło w ostatnich dekadach ze względu na teoretyczne korzyści wynikające z powiązanych z nimi adaptacji wewnątrzmięśniowych i zmian w wykorzystywaniu paliwa podczas wysiłku wytrzymałościowego. Stosowanie diety LCHF podczas treningu zwiększa dostępność tłuszczu (tj. zasobów triglicerydów wewnątrzmięśniowych; wolnych kwasów tłuszczowych w osoczu) i zmniejsza zasoby glikogenu mięśniowego.

Wyniki: Zmiany te w dostępności substratów zwiększają zależność produkcji energii od utleniania tłuszczu, jednocześnie zmniejszając zależność od utleniania węglowodanów jako paliwa podczas wysiłku submaksymalnego. Zmiany utleniania substratów wywołane dietą LCHF utrzymują się nawet po zwiększeniu dostępności węglowodanów endogennych lub egzogennych, co sugeruje, że reakcja adaptacyjna leżąca u podstaw zmian w utlenianiu tłuszczu i węglowodanów zachodzi w mięśniach i utrzymuje się nawet po zmianie zawartości makroskładników w diecie. W tym przeglądzie narracyjnym omówiono adaptacje wewnątrzmięśniowe leżące u podstaw zwiększenia utleniania tłuszczu i zmniejszenia utleniania węglowodanów podczas stosowania diety LCHF. Rozważono również możliwy wpływ diet LCHF na metabolizm białek i przebudowę mięśni po wysiłku.

Cel badania: W naukach o wysiłku fizycznym efekt crossover oznacza, że tłuszcz jest głównym paliwem w spoczynku i podczas wysiłku o niskiej intensywności, natomiast przy umiarkowanej i wysokiej intensywności następuje przesunięcie ku większemu wykorzystaniu utleniania węglowodanów. Model ten przewiduje cztery rzeczy: po pierwsze, >50% energii pochodzi z utleniania węglowodanów przy ≥60% maksymalnego poboru tlenu (VO2max), co określa się jako punkt przecięcia.

Wyniki: Badania te podważają powszechnie przyjętą doktrynę, według której węglowodany są dominującym utlenianym paliwem podczas wysiłku o wysokiej intensywności. Niedawno stwierdziliśmy, że 30% sportowców wyczynowych w średnim wieku miało przedcukrzycowe wartości glikemii podczas stosowania diety HCLF, które uległy odwróceniu po przejściu na LCHF. Przypuszczamy, że te szybkie zmiany między dietą, insuliną, homeostazą glukozy i utlenianiem tłuszczu mogą być powiązane ze zmianami funkcji mitochondriów i działania insuliny wywołanymi dietą. Łącznie przedstawiamy dowody podważające obecne założenie crossover oraz wskazujące, że dieta LCHF może również odwracać cechy stanu przedcukrzycowego i ryzyko przyszłych chorób metabolicznych, co dowodzi, że wpływ wyborów żywieniowych wykracza poza sprawność fizyczną, również w populacjach sportowców.

Cel badania: Rola sposobu odżywiania sportowca (zarówno pory, jak i rodzaju spożywanych produktów) wykracza poza samo dostarczanie paliwa niezbędnego do podtrzymania procesów życiowych organizmu. Wybory żywieniowe wpływają również na adaptacje metaboliczne do treningu.

Wyniki: Wybory żywieniowe wpływają również na adaptacje metaboliczne do treningu. W ciągu ostatnich 20 lat badania sugerowały, że strategiczne ograniczenie dostępności węglowodanów (CHO) podczas treningu sportowca może modyfikować reakcje metaboliczne, zamiast po prostu utrzymywać dietę bogatą w CHO. Badano kilka metod manipulowania dostępnością CHO, w tym: diety niskowęglowodanowe, wysokotłuszczowe (LCHF), wykonywanie dwóch treningów dziennie bez uzupełniania glikogenu między sesjami oraz podejście „sleep-low”, polegające na sesji wyczerpującej zapasy glikogenu wieczorem i nieprzyjmowaniu CHO aż do porannego treningu wykonywanego po nocnym poście. Każda z tych metod może wywołać korzystne adaptacje metaboliczne u sportowców wytrzymałościowych, w tym zwiększenie aktywności enzymów mitochondrialnych, zawartości mitochondriów i tempa utleniania tłuszczu, jednak dane wskazujące na bezpośrednią korzyść dla wyników sportowych pozostają niejednoznaczne.

Cel badania: Zaproponowano, że trening przy niskiej dostępności węglowodanów (LCA) jest niezależnym czynnikiem powodującym zaburzenia fizjologiczne zwykle przypisywane niskiej dostępności energii (LEA), a także zwiększającym potencjał oksydacyjny mięśni szkieletowych, jednak skutki samego LCA, niezależne od LEA, pozostają niejasne.

Wyniki: Natomiast w porównaniu z NORM β-CTX wzrosło, a IGF-1 zmalało. Stężenie glikogenu mięśniowego zmniejszyło się wyłącznie w grupie LOW (40% ± 14%). Analiza proteomiczna wykazała 671 białek; 57 białek o różnicowej ekspresji w grupie LOW względem NORM ograniczało się do szlaków metabolizmu kwasów tłuszczowych oraz supresji białek rybosomalnych, sarkomerowych i macierzy zewnątrzkomórkowej. Wyniki te wskazują, że samo LCA wywołuje ograniczone zaburzenia endokrynologiczne, ale może selektywnie zaburzać obrót kostny i odpowiedź anaboliczną mięśni, co sugeruje, że przy braku ostrego LEA wpływ LCA na fenotyp oksydacyjny mięśni jest niewielki.

Cel badania: Dieta ketogeniczna (KD) to sposób odżywiania o niskiej zawartości węglowodanów i wysokiej zawartości tłuszczu. Oprócz zastosowania w leczeniu zaburzeń neurologicznych diety ketogeniczne przyciągnęły znaczną uwagę mediów ze względu na ich potencjał w poprawie stanu osób z otyłością i cukrzycą.

Wyniki: Omawiamy metaboliczne skutki diet ketogenicznych w otyłości i cukrzycy, opierając się na badaniach przedklinicznych i klinicznych, oraz sugerujemy, że łączenie diet ketogenicznych z lekami przeciwcukrzycowymi może przynosić synergiczne korzyści. Łączenie diet ketogenicznych z tymi lekami, szczególnie inhibitorami SGLT-2, wymaga jednak ścisłego nadzoru klinicznego ze względu na potencjalne zagrożenia, w tym cukrzycową kwasicę ketonową z prawidłową glikemią. Omawiamy, w jaki sposób dieta ketogeniczna zmienia skład mikrobioty jelitowej, wpływając tym samym na zdrowie gospodarza. Kończymy, wskazując wyzwania i przyszłe kierunki optymalizacji terapii opartych na diecie ketogenicznej oraz przedstawiając ograniczenia obecnego przeglądu.