رژیم پروپروتئین، تولید گلوکز درطول ورزش

« رژیم پروپروتئین، تولید گلوکز درطول ورزش

(که موجب کمبود انرژی می شود) را حفظ میکند»

« کارآزمایی بالینی »

خلاصه:

- پیش زمینه: دریافت ناکافی انرژی منجر به ایجاد تغییراتی در تولیدگلوکز اندروژن میگردد تا توده ماهیچه را حفظ کند. اینکه آیا تامین افزایشی پروتئین رژیم غذایی پاسخ تولید گلوکز به کمبود انرژی را تنظیم کند، نامشخص است. بنابراین هدف این بود که تعیین کنیم آیا تاثیرات ورزش (که منجر به کمبود انرژی می شود) روی متابولیسم گلوکز با افزایش پروتئین رژیم غذایی کاسته می شود یا نه.

- روش: 19 مرد به 3 گروه تقسیم شدند که دو گروه پروتئین متوسط و یک گروه پروتئین بالاتری برای 11 روزدریافت کردند. بعد از 4 روز با تعادل انرژی، به مدت 7  روز انرژی مصرفی برای همه ی گروه ها افزایش یافت. دریافت انرژی دردو گروه تغییر نمی کند و یک کمبود انرژی 1000 کیلوکالری برای گروه های DEF-HP,DEF-MP  ایجاد می شود، درحالی که تعادل انرژی برای گروه سوم BAL-MP حفظ می شود. مارکرهای بیوشیمیایی سوبسترای متابولیسم درطی استراحت ناشتا در D₁₂,D₄  اندازه گیری میشدند،  همچنین GP سهم گلوکونئوژنز در تولیدگلوکز درون زا (f_gng)  با استفاده از 4-h primed  و تزریق مداوم گلوکز (روش رقت) و گلیسرول (تکنیک MIDA) اندازه گیری میشدند.

- نتایج: سطح پلاسمایی B هیدروکسی بوتیرات افزایش پیدا کرد و برخلاف گروه سطح قند پلاسما و انسولین کاهش یافت (از D₄ به D₁₂)  گروه DEF-MP  کاهش سطح پلاسماییGP را از D₄ به D₁₂  تجربه کرد، که این موضوع به خاطر کاهش GB  از D₄  به D₁₂  بوده است. (05/0 > P) برعکس گروه هایBAL-MP  و DEF-HP  سطح GP  را با حفظ سطح GB  از D₄  تا D₁₂ ،حفظ کردند.

- نتیجه گیری: ورزشی که منجر به کمبود انرژی می شود، تولید گلوکز را می کاهد و اضافه کردن پروتئین رژیم غذایی این اثر ورزش را تخفیف می دهد. (کم می کند)

- کلمات کلیدی: متابولیسم کربوهیدرات، گلوکونئوژنز، دریافت پروتئین، تعادل منفی نیتروژن، ایزوتوپ پایدار.

 

پیش زمینه:

کمبود انرژی که ناشی از محدود شدن انرژی دریافتی یا تجمع فعالیت فیزیکی زیادی ایجاد می شود، باعث تعادل منفی نیتروژن و پروتئین می گردد. گرسنگی کوتاه مدت باعث افزایش جریان لوسین، اکسیداسیون لوسین و سرعت بخشیدن به پروتئولیز می گردد و محدود شدن دریافت انرژی برای چند هفته معمولاً همراه با کاهش توده بدون چربی بدن می باشد. در نتیجه، تمایلاتی وجود داردکه شاید دریافت مکمل های پروتئینی درطول مدت محدود شدن انرژی دریافتی بتواند مفید باشد. ما اخیراً مشاهده کردیم که دریافت مکمل های پروتئینی در زمانی که مصرف انرژی به طور ناگهانی 1000 کیلوکالری (به مدت هفت روز) افزایش یافت، تعادل منفی نیتروژن را به همراه کمبود انرژی را کاهش داده است. این درحالی است که تحقیقات دیگر اینگونه گزارش میکنند که دریافت مکمل پروتئینی، حفظ توده بدون چربی بدن در طول کمبود انرژی مزمن را یاری می کند. یک پیامد جداگانه درکمبود انرژی کاهش تولیدگلوکز کبدی می باشد. زمانی که تعادل انرژی وجریان ها از طریق مسیرهای متابولیک گلوکز تولیدی در داخل کبد در زمان استراحت اندازه گیری میشوند، گلوکونئوژنز تقریبا   از این سهم وگلیکوژنولیز حدود   از این عمل را برعهده دارند. گرسنگی های طولانی مدت (60 ساعت) باعث کاهش گلوکز کبدی می شوند و تقریباً همه ی گلوکز از طریق گلوکونئوژنز تامین خواهد شد زیرا ذخایر گلیکوژن کبدی تخلیه شده اند. اینکه آیا تامین پیش سازهای گلوکونئوژنز از طریق فراهم کردن آمینواسیدها، روی تولیدگلوکز کبدی اثر کاهشی دارد یا نه، هنوز امتحان نشده است.

هدف اولیه- تحقیق حاضر این بود که تعیین کنیم آیا میزان تولیدگلوکز اندوژن درپاسخ به کمبود انرژی ناشی از افزایش ناگهانی مصرف انرژی،کاهش می یابد و اینکه ثابت کنیم اگر در رژیم غذایی دست کاری کنیم به خصوص با افزایش پروتئین غذایی همزمان با تعادل منفی نیتروژن، می توانیم این اثر را تخفیف دهیم. فرضیه در حال کار این بود که تامین پیش سازهای گلوکونئوژنز از طریق افزایش پروتئین غذایی، افت در میزان گلوکز تولیدی و در نتیجه کمبود انرژی را بدون افزایش در دریافت انرژی، کاهش دهد. علاوه بر این، این تحقیق در جستجوی این بودکه سهم گلوکونئوژنز وگلیکوژنولیز و بیومارکرهای سوبسترای متابولیسم را تعیین کند تا تغییرات در تولید گلوکز اندوژن وابسته به ورزش و دست کاری در رژیم غذایی را مشاهده کند. این آزمایش بخشی از یک تحقیق بزرگ برای ارزیابی کفایت پیشنهادهای اخیر درباره ی مناسب ترین میزان پروتئین رژیم غذایی است به خصوص برای افرادی که مثل ورزشکاران و پرسنل ارتش که مصرف بالای انرژی را بدون دریافت انرژی بالا را تجربه می کنند.

 

روش ها:

این تحقیقات توسط انجمن های سازمانی در مرکز تحقیقات پزشکی محیطی در ارتش ایالات متحده و دانشگاه  Tufts تأییدشده است 26 مرد سالم آگاهانه، داوطلبانه وبا نوشتن موافقت نامه شرکت دراین تحقیق، توضیحات شفاهی و کتبی روش ها و خطرات مطالعه را دنبال کرده اند. برای تمام آزمایش شوندگان غربالگری اولیه تکمیل شد و از نظر پزشکی هم همه چیز برای شرکت درآزمایش مشخص گردید آزمون شوندگان باید وزن ثابتی از دو ماه قبل از شروع تحقیق داشته باشند  همین طور 6 ماه تاریخچه ورزشهای ایروبیک داشته باشند (بیشتر از 5 روز در هفته یا 30 دقیقه در روز) و   یا 52  میلی لیتر/ کیلوگرم/ دقیقه به ترتیب برای سن های 29-18 سال و 35-30 سال باشد. دستورالعمل های VO_2peak بنا نهاده شده است تا مشخصات سلامتی و تندرستی را در سربازان پیاده نظام و ورزشکاران رقابتی را نشان دهد. افرادی که محصولات تنباکو مصرف می کردند، بیماری با مصرف داروهای خاصی داشته اند که متابولیسم ماکرونوترنیت ها را تحت تاثیر قرار می داده است، یا بیماری ها قلبی عروقی یا ماهیچه ای استخوانی داشته اند که مانع از انجام ورزش های طاقت فرسا می شده است از این تحقیق محروم شده اند. محققان پایبند به قوانین برای حفظ سلامت افراد با توجه به آنچه در ارتش تجویز شده است بودند.

 

طراحی آزمایش:

داوطلبان در طول فاز آزمایش تحقیق برای کنترل دقیق و زیرنظر داشتن انرژی دریافتی و مصرفی در خوابگاه تحقیقاتی اقامت داشتند. در طول 4 روز اول فاز تحقیقاتی همه ی گروهها در تعادل انرژی قرارداشتند البته در 2 گروه رژیم غذایی حاوی 9/0 گرم پروتئین به ازای هر کیلوگرم از وزن بدنشان بود و گروه سوم 8/1 گرم پروتئین به ازای هر کیلوگرم از وزن بدنش دریافت می کرد. سطح پایین تر پروتئین از روی طرح  Meredith et al انتخاب شده بود که مشخص کرده بود 94/0 گرم پروتئین به ازای هرکیلوگرم از وزن بدن مقدار مورد نیاز برای دستیابی به تعادل نیتروژنی در افرادی است که4200-3500 کیلو کالری درروز انرژی مصرف می کنند. انرژی دریافتی و مصرفی هر فرد مطابق با سطح انرژی همیشگی وی هماهنگ شد. سطح انرژی همیشگی و نرمال هر فرد از طریق ارزیابی رژیم غذایی و ثبت فعالیت فیزیکی افراد 3 روز قبل از شروع فاز تحقیقاتی مطالعه انجام شد. با آغاز روز پنجم تحقیق، انرژی مصرفی همه ی داوطلبان 1000 کیلو کالری بوسیلهی ورزش شدید که متناظر با 65-50% VO_2peak است افزایش یافت. دریکی ازگروه هایی که 9/0 گرم پروتئین به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن مصرف می کردند، افزایش مصرف انرژی همراه با افزایش دریافت انرژی به طور همزمان بود تا تعادل انرژی در طول مداخله حفظ شود (BAL-MP) (D5-11). در دو گروه دیگر که یکی 9/0 گرم پروتئین و دیگری 8/1 گرم پروتئین به ازای هر کیلوگرم از وزن بدن مصرف می کردند دریافت انرژی بدون تغییر باقی ماند. آزمون های پایه شامل ارزیابی ظرفیت هوازی VO_2peak اوج برداشت اکسیژن)، شاخصهای تن سنجی (قد و وزن)، ترکیب بدن (از طریق جذب دوگانه x-ray یا DEXA)، ثبت غذایی 3 روزه و ثبت 3 روزه ی فعالیت فیزیکی می شد. شرح این اندازه گیری ها توضیح داده خواهد شد.

 

 

- اوج برداشت اکسیژن:

VO_2peak بوسیله ی آنالیز گازهای منقضی بیش از دقیقه پایانی آزمون چرخه دو چرخه ارگومتر با استفاده از اسپیرومتری غیر مستقیم مدار باز مشخص شد پروتکل به صورت پیش رونده در شدت، مداوم درذات خود و انجام شده در داخل ساختمان در دمای 22-20 درجه سانتی گراد و رطوبت 80-30% می باشد. در ابتدا داوطلبان برای 3 دقیقه در w 100 پدال می زنند سپس شدت آن افزایش می یابد تا w 30 در هر 2 دقیقه تا زمانی که داوطلبان قادر به حفظ میزان پدال زدن نباشند که مصرف اکسیژن را حفظ یا افزایش دهند.

- شاخص های تن سنجی:

قد عمودی دوبار با تقریب cm 1/0 اندازه گیری شده است افراد در حالت ............. و ایستاده روی سطح صاف، پاها نزدیک به هم، زانوها مستقیم و سرو شانه ها پهن، باسن و پاشنه پا نیز در تماس با دیوار عمودی اندازه گیری شده اند. وزن بدن یک بار در ابتدا و دوبار در روز (قبل از وعده صبحانه و بعد از وعده شام) با استفاده از وزنه الکترونیکی باطری کالیبره شده با مقیاس دقیق 1/0 کیلوگرم اندازه گیری شده است. ترکیب بدن نیز درابتدا با استفاده از DEXA تعیین شده است.

- ثبت رژیم غذایی و فعالیت فیزیکی پایه (ابتدایی):

ثبت 3 روزه ی رژیم غذایی و فعالیت فیزیکی از تمام داوطلبان قبل از اینکه فاز تحقیقاتی شروع به ارزیابی دریافت مواد مغذی معمول از انرژی، کربوهیدرات، پروتئین و چربی و مصرف انرژی کند، جمع آوری شد.

همهی ثبت های غذایی توسط نرم افزار Food processor version 8.5 آنالیز مواد مغزی کامپیوتری تجزیه و تحلیل شدند. فعالیت فیزیکی نرمال هر فرد با توجه به طول مدت فعالیت و متناظر با معادل متابولیک (MET) و متوسط انرژی مصرفی روزانه تعیین شده، در گروههای متفاوت طبقه بندی شدند. متوسط انرژی دریافتی روزانه که از این ثبت های غذایی تعیین شده بود، در ترکیب با متوسط انرژی مصرفی روزانه که از ثبت فعالیت فیزیکی تعیین شده بود استفاده می شد تا سطح انرژی دریافتی و مصرفی را برای 4 روز اول فاز تحقیقاتی مطالعه مشخص کند.

- مداخله رژیم غذایی:

سه تا پنج روز قبل از شروع تحقیق، افراد دستورالعمل غذایی را دریافت می کردد که حاوی مقدار مشابه پروتئین با رژیم غذایی مطالعه بود. در طول کازآمایی بالینی، رژیم غذایی شامل غذاهای کامل ومکمل های مایع بود. سهم های همه ی مواد غذایی و مایعات توسط متخصص تغذیه اندازه گیری می شد. لبنیات مبتنی بر مایع جایگزین وعده غذایی منبع اصلی پروتئین در رژیم غذایی بودند و در همه ی گروه ها ثابت بودند. محتوای پروتئینی در سرتاسر مطالعه برای همه ی گروه ها ثابت بود. کل انرژی دریافتی برای مطالعه در روزهای 4-1برای هر فرد مطابق با دریافت و مصرف انرژی معمول وی برای حفظ تعادل انرژی درنظرگرفته شده بود. در دو گروه  EF-HP, DEF-MP دریافت انرژی در زمان افزایش مصرف انرژی مشابه با 4 روز اول تحقیق می باشد درحالی که درگروه       BAL-MP انرژی دریافتی برای تطابق با انرژی مصرفی افزایش می یابد. کل محتوای انرژی بوسیله ی اضافه کردن یاکاستن محتوای چربی و کربوهیدرات غذاها تطابق داده میشد بنابراین نسبت کالریک این مواد مغذی در رژیم غذایی به ترتیب تقریبا 2: 1 باقی میماند. وعده های غذایی مطابق با یک برنامه خاص مصرف می شدند ولی آب و نوشیدنیهای بدون قند و بدون کافئین مجاز هستند که به میل خود فرد مصرف شوند.

- مداخله ورزش:

مدت ورزش معمول و نرمال: درطول 4 روز اول مطالعه فعالیت روزانه نرمال هر فرد براساس طول مدت ورزش و سطح معادل متابولیکی همزمان به گروه های مختلف طبقه بندی شد. نوع، شدت و طول مدت همه ی فعالیت ها را دقیقاً بوسیله ی تقسیم هردوره ی 24ساعته به قطعه های 15 دقیقه ای با یک سطح معادل متابولیکی مشخص، کنترل می شدند تا اینکه بتوان مصرف انرژی روزانه نرمال هر فرد را duplicate (دو برابر) کرد.

افزایش دوره ی ورزش:

در طول روز11-5 مطالعه، داوطلبان مصرف انرژی خود را 1000 کیلوکالری در روز با ورزش کردن بین 65-50% اوج برداشت اکسیژنشان برای تقریباً 80 دقیقه، افزایش دادند. برای راحتی افراد و جلوگیری از جراحت، ورزش به سبک های مختلف تقسیم شده بودند (دوچرخه سواری، ترومیل، elliptical) و به فاصله های 15 دقیقه ای در سرتاسر روز شکسته شده اند. داوطلبان حق داشتند تا خودشان این قطعات 15 دقیقه ای را درطول روز پخش کنند البته تا زمانی که مصرف انرژی ناشی از فعالیت روزانه تجویز شده را تکمیل کنند.

- تعیین مصرف انرژی روزانه کل (TDEE):

مصرف انرژی مرتباً در سرتاسر روز با استفاده از مدار باز غیرمستقیم دوچرخه اسپیرومتری تعیین شده بود. TDEE از طریق تساوی زیر محاسبه شده است.

متفرقه EE + فعالیت فیزیکی EE + خواب TDEE= EE

انرژی مصرفی خواب از طریق اندازه گیری میزان متابولیک پایه در روزهای 1 و2 و5 و8 تخمین زده شد. انرژی مصرفی در فعالیت فیزیکی در طی فعالیت های تجویز شده در روزهای 1، 5، 8 اندازه گیری شدند و انرژی مصرفی برای فعالیت های متفرقه درطی فعالیت های غیر ورزشی اندازه گیری میشوند (مثلاً تماشای تلویزیون، انجام بازی های ویدیوئی، مطالعه کردن) که در روزهای 1، 5، و 8 انجام شد.

- پروتکل تزریق ایزوتوپ:

میزان تولید گلوکز درون زا و سهم گلوکونئوژنز رد تولیدگلوکز درون زا درحالت ناشتا و در زمان استراحت در O₁₂, O₄ با استفاده از یک دوز اولیه گلوکز و گلیسرول 4-h primed و تزریق مداول گلوکز و گلیسرول ارزیابی شد. افراد شروع به روزه داری در 1800 ساعت در شب قبل از پروتکل کردند و درضمن افراد به مرکز تحقیقاتی منتقل شدند تا درآنجا درطول شب درواحد تحقیقاتی متابولیک تحت نظر پرستاران باشند. افراد در صبح روز بعد در حدود 0450 ساعت بیدار بودند. یک کاتتر سیاهرگی در رگ antecubital برای تزریق ایزوتوپ قرار داده شده است. یک کاتتر دیگر در رگ دست contralateral قرار داده شده و دست بوسیله ی یک گرم کننده، گرم می شود و برای نمونه گیری از خون سیاهرگی که بوسیله اکسیژن دادن به خون سرخرگی تبدیل می شود، ازاین کاتتر استفاده می شود. در 0600 ساعت، به افراد دوز اولیه گلوکز وگلیسرول تزریق شد و بدنبال آن تزریق مداوم 4 ساعته گلوکز وگلیسرول انجام می شود.

نمونه های خون رگی که درآن خون سیاهرگی به واسطه اکسیژن به خون سرخرگی تبدیل می شود سریعاً قبل از تجویز دوز اولیه گرفته می شوند. در فاصله های 60 دقیقه ای در 2 ساعت اول تزریق و در فاصله ای 15 دقیقه ای در2 ساعت آخر تزریق برای آنالیز متعاقب غنی سازی ایزوتوپ پلاسما، نمونه گیری انجام می شود. حجم اکسیژن درحال استراحت و میزان تولید CO2 (یعنی نسبت تعادل تنفسی) قبل از تزریق اولیه و در 5 دقیقه آخر هر ساعت از تزریق اندازه گیری می شود. بعد از تکمیل دوره تزریق، کاتترها خارج می شوند بازوی افراد با باند زخم بسته می شود و داوطلبان به USARIEM منتقل می شوند تا رژیم غذایی و ورزش را به طور مناسب دوباره شروع کنند.

- محاسبات

میزان ظهور گلوکز درون زا با استفاده از تساوی توصیف شده بوسیله ی wolf et al محاسبه می شود. بعد از اصلاح برای گلوکز برچسب دار دو برابر تولید شده توسط گلوکز نئوژنز، زمانی که 2 برچسب دار، C13 با هم ترکیب می شوند و گلوکز را تشکیل می دهند میزان ظهور پلاسمایی (R_a) گلوکزبدون برچسب از جریان گلوکز تزریقی از طریق تساوی زیر محاسبه می شود.

   کل گلوکز

E_i غنی سازی گلوکز ردیاب تزریقی است E_P غنی سازی گلوکز ردیاب در پلاسمای خون در یک فاز ثابت است، و i  میزان تزریق گلوکز ردیاب می باشد. فاز و وضعیت ثابت زمانی حاصل می شود که اطمینان حاصل کنیم که اندازه گیری های گلوکز در غنی سازی پلاسما در یک وضعیت ثابت بیش از 5% از میانگین نوسان نداشته باشد.

مقادیر وضعیت ثابت بیش از 5% تغییر از میانگین دوباره در کروماتوگرافی گاز- اسیپکتروسکوپ توده اندازهگیری می شود. میزان ظهورگلوکز درون زا (تولید گلوکز درون زا یا GP) از تساوی زیر به دست خواهد آمد.

گلوکز برون زا- R_a کل گلوکز= GP

گلوکز برون زا شامل گلوکز ردیاب و گلوکز تزریقی (یعنی دوز اولیه) می شود.

سهم گلوکزنئوژنز به تولید گلوکز درون زا (f_gng) از طریق آنالیز توزیع توده ایزوتوپ روی گلوکز پلاسما از گلیسرول و میزان محاسبه شده با استفاده از تساوی Hellerstein et al تعیین می شود جریان دقیق گلیکوژنی که به گلوکز پلاسما می شکند به صورت زیر قابل محاسبه است.

 = (شکستن گلیکوژن) GB

 

آنالیزهای بیوشیمیایی دیگر:

نمونه های خون ناشتا که در روزهای پروتکل تزریق ایزوتوپ (D4 تا D12) گرفته شده اند برای گلوکز، گلیسرول، اسید چرب آزاد، B هیدروکسی بوتیرات، گلوکاگون و انسولین آنالیز شده اند. همه ی آنالیزها توسط مرکز تحقیقات بیوپزشکی Pennington انجام شده است. گلوکز در یک Synchron Cx7 با استفاده از الکترود گلوکز اکسید از آنالیز شد. B هیدروکسی بوتیرات درSynchron Cx5 با استفاده از شناساگرهای Sigma اندازه گیری شد. انسولین با استفاده از ارزیابی ایمنی با شناسایی فلوئورسنس دردستگاه Immulite 2000 تعیین شد. اسید چرب آزاد گلیسرول در یک Synchron Cx5 با استفاده از واکنش آنزیمی با شناسایی کالریمتریک آنالیز شدند. درنهایت، گلوکاگون بوسیله ی سنجش ایمنی پرتویی اندازه گیری شد.

آنالیز آماری:

نتایج به صورت میانگین ارائه شدند آنالیزهای آماری با استفاده از نرم افزار SPSS با Version 15 انجام شدهاند. آزمون T-test برای مقایسه ی داده های شاخص های تن سنجی و ترکیب بدن در قبل و بعداز مطالعه استفاده شده است. (منظور وزن بدن، چربی بدن و توده ی بدون چربی بدن است). از موارد قابل توجه در این مطالعه اثر رژیم غذایی بر روی GB, f_gngTGP است دادهها از Christiansenet al  برای تعیین اندازه های نمونه ها استفاده شده است. در 5 نفر از هر گروه لازم است یک تفاوتg/kg/min 44/0 در تولید گلوکز درون زا بین گروه ها شناسایی شوند که با انحراف معیار g/kg body weight/min 20/0 و 05/0= alpha equal و توان 8/0 می باشد. زمان کافی برای تاثیر روی GB,f_gng,GP، نسبت تبادل تنفسی، میزان اکسیداسیون سوبسترا و مواد شیمیایی خون (شامل گلوکز، گلیسرول، اسید چرب آزاد، B هیدروکسی بوتیرات، گلوکاگون و انسولین) با استفاده از یک اندازه گیری دو طرفه (رژیم × زمان) آنالیز واریانس شامل D₁₂,D₄ ارزیابی شده اند. اگر تاثیرات تداخلات در مطالعه مشاهده شده بود از اصلاح Bonferroni برای تشخیص تفاوت بین میانگینها استفاده شد. تاثیر رژیم غذایی روی GB, f_gng, GP و مواد شیمیایی خون همچنین با مقایسه میانگین ها و فاصله اطمینان 95% برای تفاوت گروه ها که مشابه با آزمون برابری است، آزموده شده است این روش یک پیامد منطقی و نتیجه گیری برای آزمون Sig است و اهمیت این تاثیر بزرگ را با دقت مشخص می کند. مقایسه آماری این تغییرات در میانگین ها بین رژیم های دست کاری شده با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه انجام شده است و  برای این مطالعه بدست آمده است.

 

نتایج:

ویژگی های افراد:

داده های کامل تزریق ایزوتوپ از 19 نفر از 26 داوطلب به کار گرفته شده جمع شده است که این موضوع به خاطر عقب نشینی بعضی افراد مثلاً به خاطر بیماری یا جراحت بوده است یا به خاطر نمونه های خون ناکامل از تست های تزریق ایزوتوپ اتفاق افتاده است. مشخصات داوطلبان نهایی (19= n) درجدول 1 موجود است. وزن و توده بدون چربی بدن به طور قابل توجهی درگروه DEF-MP بالاتر ازدو گروه دیگر بوده است. گروه ها با توجه به VO_2peak با هم هماهنگ شده بودند.

 

مداخله در رژیم غذایی:

دریافت های غذایی واقعی هر سه گروه درجدول 2 ارائه شده است رژیم غذایی 6/12- 8% پروتئین، 37-32% چربی و 55% کربوهیدرات را تامین می کرده است. دریافت پروتئین درگروه های DEF- MP, BAL- MP کمی بالاتر از مقدار تجویز شده بوده است (حدود 1g/kg/d) این درحالی است که گروه DEF-HP همان مقدار تجویز شده یعنی g/kg/d 8/1 را مصرف کرده است. کمبود انرژی میانگین برای روزهای 11-5 مطالعه به ترتیب 175± 33، 176 ± 868 و 92± 1001 برای گروه های DEF-HP, DEF-MP,BAL-MP بوده است. در کمبود انرژی دو گروه DEF- HP, DEF-MP تفاوتی وجود نداشته است.

 

- ترکیب بدن:

DEF-HP, DEF-MP کاهش چشمگیری را در وزن بدن، چربی بدن و توده بدون چربی بدن در D₄ تا D₁₂ تجربه کردند. تفاوت چشمگیری در وزن بدن، چربی بدن و توده بدون چربی در گروه BAL- MP وجود نداشته است. تفاوتی بین گروه ها برای سنجش این پیامدها وجود نداشته است.

 

 

 

- نسبت تبادل تنفسی و VO₂ و میزان اکسیداسیون سوبسترا:

همگی این موارد در جدول 3 ارائه شده اند. سطح VO₂ از D₄ تا D₁₂ درگروه و بین گروهها تفاوتی نداشته است. نسبت تبادل تنفسی و میزان اکسیداسیون نشان می دهد که چربی منبع اولیه ی سوخت در زمان استراحت بوده است و درخود گروه ها و بین گروه ها از D₄ تا D₁₂ فرقی نکرده است.

 

- کینتیک گلوکز و گلوکو نئوژنز:

مقایسه ی گروه ها با توجه به زمان برای GB, fgng, GP درجدول 4 نشان داده شده است. درحالی که شکل شماره 2 تغییرات میانگین را در D₄ و فاصله اطمینان 95% برای هر گروه غذایی برای GB, f_gng, GP ارائه داده است. تاثیر عمده رژیم غذایی و مداخله مهم رژیم × زمان مورد مطالعه قرار گرفتند که به موجب آن GP با گذشت زمان برای DEF- MP کاهش یافت ولی درمورد دو گروه دیگر این طور نبود در ضمن 05/0> P بود. تغییرات میانگین وفاصله اطمینان 95% نشان می دهد که GP  در پاسخ به افزایش ورزش و عدم تغییر در رژیم غذایی کاهش می یابد ولی اگر انرژی رژیم غذایی یا پروتئین افزایش یابد، GP تغییر نخواهد کرد. علاوه برآن، یک تمایل برای یک تفاوت چشمگیر در تغییرات میانگین در مورد GP از D₄ بین دو گروه BAL-MP, DEF-MP ذکر شده است، البته هیچ تفاوت چشمگیری بین دو گروه DEF-HP, DEF-MP دیده نشده است.

یک تاثیر عمده و چشمگیر از زمان مشاهده شده است که به موجب آن f_gng در D₁₂ نسبت به D₄ برخلات گروه بالاتر بوده است و 05/0> P. تغییرات میانگین وفاصله اطمینان 95% نشان می دهد که تغییراتی در f_gng وتفاوتی بین گروه ها وجود ندارد.

یک تاثیر مهم چشمگیر برای رژیم غذایی و زمان نشان دهنده ی این موضوع است که GB برای گروه BAL-MP نسبت به دو گروه دیگر بالاتر بوده است و با گذشت زمان کاهش یافته است. تغییرات میانگین و فاصله نسبت به دو گروه دیگر بالاتر بوده است و با گذشت زمان کاهش یافته است. تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% نشان می دهد که GB در پاسخ به افزایش ورزش کاهش می یابد؛ به هرحال، تامین پروتئین رژیم غذایی اضافی یا انرژی بیشتر این پاسخ را می کاهد به صورتی که تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% با صفر تفاوتی نمی کند. علاوه برآن، تفاوت چشمگیری بین گروه ها مشاهده نشده است.

 

زیست شیمی خون:

مقایسه بین گروه ها با توجه به زمان برای گلوکز، گلیسرول و اسید چرب آزاد و B هیدروکسی بوتیرات، گلوکاگون و انسولین در جدول 4 نشان داده شده است. در ضمن شکل شماره ی 3 تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% را برای هر گروه غذایی برای همهی موارد ذکر شده موجود در خون ارائه می دهد.

یک تاثیر مهم چشمگیر برای زمان مشاهده شده است که به موجب آن B هیدروکسی بوتیرات در D12 نسبت به D4 بالاتر بوده است. (05/0>P). تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% نشان می دهد که میزان B هیدروکسی بوتیرات در پاسخ به افزایش ورزش، افزایش می یابد، با این وجود، افزایش انرژی این پاسخ را میکاهد به صورتی که تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% از صفر تفاوت نمی کند. علاوه بر این، این افزایش با گذشت زمان برای گروه DEF-HP در مقایسه با دو گروه دیگر بیشتر بوده است.

یک تاثیر مهم چشمگیر برای زمان مشاهده شده است که به موجب آن گلوکز و انسولین از D₄ به D₁₂ کاهش یافته است. تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% نشان دهنده ی این موضوع است که انسولین در پاسخ به افزایش ورزش، کاهش می یابد. به هرحال، افزایش انرژی از اثر این پاسخ می کاهد به صورتی که تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% از صفر تفاوتی نمی کنند. تغییری برای گلوکز ذکر نشده است و تفاوت چشمگیری بین گروهها برای گلوکز و انسولین وجود ندارد. (05/0> P).

یک تاثیر مهم و چشمگیر برای رژیم غذایی و زمان نشان می دهد که گلوکاگون برای گروه DEF-HP نسبت به دو گروه دیگر بالاتر بوده است و باگذشت زمان کاهش یافته است. (05/0>P). تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% نشان دهنده ی این موضوع است که گلوکاگون درپاسخ به افزایش ورزش، کاهش می یابد، با این وجود، تامین پروتئین رژیم غذایی اضافی یا انرژی بیشتر از اثر این پاسخ می کاهد به صورتی که تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% با صفر فرقی نمی کند. علاوه براین، تفاوت چشمگیر بین گروه ها مشاهده نشده است.

تاثیر مهم چشمگیری برای رژیم غذایی و زمان در مورد گلیسرول یا NEFA وجود نداشته است علاوه بر این، تغییرات میانگین و فاصله اطمینان 95% نشان می دهد که تغییری در گلیسرول وجود نداشته و تفاوت چشمگیری هم بین گروه ها نبوده است.

 

بحث:

در این تحقیق حاضر، ما بدنبال این موضوع هستیم که تعیین کنیم آیا میزان تولید گلوکز اندوژن درپاسخ به افزایش ناگهانی مصرف انرژی کاهش می یابد و اینکه ثابت کنیم اگر در رژیم غذایی دست کاری کنیم به خصوص با افزایش پروتئین غذایی همزمان با تعادل منفی نیتروژن می توانیم این اثر را تخفیف دهیم. مشاهدات اولیه این بودکه مصرف 1000 کیلو کالری با ورزش که باعث کمبود انرژی میشود منجر به کاهش درGP شد که قابل نسبت دادن به کاهش GB بود، اما تامین پروتئین رژیم غذایی اضافی اثر افزایش ناگهانی ناشی از ورزش روی GP را می کاهد. ما تفاوتی در هرگروه و بین گروه ها برای نسبت تبادل تنفسی درحالت استراحت و میزان اکسیداسیون مشاهده نکردیم. با این وجود، ما افزایش در B هیدروکسی بوتیرات و کاهش درگلوکز و انسولین را درپاسخ به افزایش عجیب در مصرف انرژی برخلاف پروتئین رژیم غذایی یا دریافت انرژی مشاهده کردیم.همان طورکه انتظار می رفت، نسبت تبادل تنفسی RER در ابتدا برای همه ی گروه ها تقریباً 75/0 بود و نشان می داد که چربی، سوبسترای عمده اکسیداسیون درحالت استراحت است (یعنی تقریباً 84% انرژی در زمان استراحت از چربی به دست می آید) این نتایج با سایرگزارش های تمرین های هوازی یکسان است. عدم وجود تغییرات در هرگروه و بین گروه ها با گذشت زمان درRER و میزان اکسیداسیون خیلی شگفت انگیز نیست، بلکه این موضوع را مشخص می کند که افراد غالباً چربی را در حالت استراحت نسبت به فازکمبود انرژی اکسیده میکنند. این موضوع تضاد ایجاد می کند، با این حال، مشاهدات نشان می دهد که اکسیداسیون کربوهیدرات درون زا درحالت استراحت درطی دوره ی کمبود انرژی کاهش می یابد.

در واقع داوطلبانی که پروتئین بالاتری دریافت کردند، قادر بودند که GP را در طول دورهی افزایش مصرف انرژی حفظ کنند و تعادل منفی نیتروژن ایجاب می کند تا نسبتاً در دریافت ماکرونوترنیت ها تغییراتی ایجاد شود تا کمبود انرژی را متعادل کند. این کمبود انرژی می تواند ناشی از افت در تولید گلوکز درزمان افزایش ورزش برای ایجاد کمبود انرژی درکاهش وزن انجام گیرد یا میتواند درحالتی بشد که تعادل منفی نیتروژن به ناچار اتفاق می افتد. (مثلا درحالت عملیات نظامی یا ورزش های طولانی مدت) مکانیسمی که بیش از همه میتواند این تاثیر را توضیح دهد مربوط می شود به مشاهدات ما که به نظر می رسد حفظ سطح GB، اثرکاهش GP که ناشی از ورزشی است که کمبود انرژی را ایجاد می کند، را می کاهد. از آنجایی که این تحقیق توان کافی برای تشخیص تفاوت GB را بین دو گروه DEF-MP, DEF-HP با استفاده از روش دو طرفه ANOVA نداشت برای تحقیق بیشتر درباره ی این فرضیه نیاز به مطالعات موشکافانه ی بیشتری هست. مطالعات آینده با این هدف خواهد بود که تفاوت gr/kg/min 4/0 در میزان GB بین گروه ها بایدآزمایش شود و در ضمن درهر گروه حداقل 8 نفر داوطلب باید وجود داشته باشد.

توانایی گروه DEF-HP درحفظ GP ممکن است منعکس کننده ی این موضوع باشد که دسترسی به سوبسترای گلونئوژنز افزایش یافته است. درداخل هر گروه در میزان f_gng و اسید چرب آزاد در زمان دریافت انرژی ناکافی هیچ تفاوتی ردیابی نکردیم. با این وجود، B هیدروکسی بوتیرات، که گلوکز نئوژنز را تحریک می کند، در پاسخ به افزایش ورزش، افزایش می یابد. به خصوص درکمبود انرژی 2 تا از گروه ها، مهم تر از همه، افزایشی که در B هیدروکسی بوتیرات درطول زمان اتفاق می افتد درگروه DEF-HP به طور چشمگیری بالاتر ازدو گروه دیگر است افزایشی که وابسته به آلانینی است که از گلوکزنئوژنز مشتق شده نیز یک احتمال دیگر است، زیرا چرخه ی گلوکز- آلانین در طول ورزش افزایش می یابد و میزان تولید گلوکز ازآلانین درطی دوره ی گرسنگی بالاتر هم میرود، اگرچه هنوز اطلاعاتی برای حمایت از این فرضیه وجود ندارد. درنهایت، افزایش در بازیافت گلوکز از ذخایر چربی بدن ممکن است اتفاق بیفتد زیرا دوره ی گرسنگی حرکت چربی ها را تحریک می کند و تولید گلوکز تام از گلیسرول ممکن است درطول گرسنگی بیش از 20% باشد هرچند که نتایج ما این مکانیسم را هم حمایت نمی کند، چرا که هیچ تفاوتی در دسترسی به اسیدهای چرب در پاسخ به ورزشی که منجر به کمبود انرژی میشد، مشاهده نشد. علاوه بر این، پاسخ لیپولیتیک بین حالتی که کمبود انرژی ناشی از ورزش باشد با حالتی که این کمبود ناشی ازکاهش در رژیم غذایی باشد، متفاوت است. مشاهداتی که GP درآنها درپاسخ به کمبود انرژی ناشی از ورزش، کاهش می یابد با مطالعاتی که روی تعادل منفی نیتروژن به خاطر محدود کردن انرژی دریافتی تحقیق میکردند، یکسان و سازگار می باشند. در واقع، کاهش در تولید گلوکز بواسطهی Hellerstein et al در پاسخ به گرسنگی طولانی مدت مشاهده شده است که احتمالاً به خاطرکاهش دردسترسی به آلانین و لاکتات درکبد بوده است. این یافته ها نیز با مشاهدات ما که سطح انسولین در پاسخ به کمبود انرژی ناشی از ورزش، کاهش می یابد همسانی دارد. ما همچنین حفظ سطح GP و انسولین درحالتی که تعادل انرژی با وجود افزایش ورزش و افزایش انرژی مصرفی حفظ شده بود را مشاهده کردیم. این موضوع هم قابل پیش بینی بود که تولیدگلوکز درون زا درطی دوره ی تعادل انرژی حفظ خواهد شد.

مشاهده این موضوع به گروهی که پروتئین بالاتری دریافت کرده بود این توانایی را داشته که سطح GP را حفظ کند نشان دهنده ی این است که دریافت مکمل های پروتئینی نه تنها به حفظ توده ی ماهیچه ای بدن در طی دوره ی محدود شدن انرژی کمک می کند بلکه برای حفظ انعطاف پذیری متابولیکی نیز مورد استفاده دارند. این یافته ها ممکن است برافرادی که اضافه وزن دارند وعمداً برای کاهش وزن از طریق افزایش در عملکردهای ورزشی منجر به کمبود انرژی می شوند نیز دلالت کند، هرچند نیاز هست تا تحقیقات آینده این فرضیه را ثابت کنند.

برخلاف دریافت پروتئین یا انرژی f_gng افزایش می یابد و این درحالی است که GB در پاسخ به افزایش مصرف انرژی کاهش می یابد. اگرچه تجزیه و تحلیل فاصله اطمینان این موضوع راکاملا حمایت نمی کند. الگوی افزایشی مشاهده شده در مورد f_gng در این مطالعه با کارهای Bergman et al که افزایش درگلوکونئوژنز را در پاسخ به نه هفته تمرین های طاقت فرسا و ناآشنا را گزارش کرده بودند همسانی دارد. یافتههای ما خیلی شگفت انگیز نیست واین موضوع را نشان می دهد که ذخایر گلیکوژن در طول زمان درپاسخ به نیازهایی که به خاطر افزایش ورزش ناآشنا ایجاد می شوند کاهش می یابند. بنابراین اتکای بیشتری به f_gng برای حفظ سطح GP ایجاد شد. این خود تنظیمی کبدی درگذشته هم نشان دهنده ی همین موضوع است برای مثال، زمانی که ذخایر گلیکوژن در پاسخ به گرسنگی طولانی مدت کاهش مییابد. F_gng برای حفظ GP افزایش مییابد. علاوه بر این Staehr et al گزارش کرده اند که زمانی که گالاکتوز برای تحریک GB داده میشود گلوکونئوژنز در یک رفتار جبرانی کاهش می یابد و سطح GP حفظ می شود. مطالعه ی حاضر مدارک بیشتری را برای خود تنظیمی کبدی در متابولیسم گلوکز تامین می کند.

اگرچه این موضوع محتمل است که کاهش ذخایر گلیکوین یک فاکترو اولیه برای کاهش آشکار GB باشد، پایین بودن غلظت پلاسمای گلوکاگون هم ممکن است نقشی را در این میان ایفا کند. درواقع، گروه DEF-MP یک کاهش چشمگیر را در سطح گلوکاگون ناشتا در پاسخ به افزایش مصرف انرژی تجربه کردد. این نتیجه با یافته های Oppert et al, Tremblay et al که دریافتند سطح گلوکاگون ناشتا تمایل به کاهش دارد که به دنبال 100 روز مصرف 1000 کیلوکالری انرژی بواسطه ورزشی که منجر به کمبود انرژی می شود ایجاد می گردد. علاوه برآن، حساسیت گلوکاگون کبدی در پاسخ به ورزش های طاقت فرسا افزایش می یابد. به همین علت گلوکاگون کمتری برای حفظ سطح GP نیاز است، در ضمن گرسنگی هم ممکن است پاسخ مشابهی را ایجاد کند. به علاوه حفظ سطح گلوکاگون با گذر زمان برای گروه DEF-HP ممکن است قابل نسبت دادن به محتوای پروتئینی بالاتر رژیم غذایی آنها باشد. درواقع، سطح گلوکاگون پلاسمایی ناشتا در افرادی که تعادل انرژی دارند و برحسب عادت پروتئین بیشتری ازحالت نرمال مصرف می کنند، بالاتر نشان داده شده است، که البته با افزایش همزمان گلوکونئوژنز در گروه با پروتئین بالا همراه بوده است.

برخلاف تاثیرهای مختلفی که رژیم غذایی روی GP دارد ما تاثیرهای متفاوت درگلوکز پلاسما در گذر زمان مشاهده نکردیم. تجزیه و تحلیل آماری روی مقادیر گلوکز در روز 4 رو روز 12 نشان دهنده ی افت گلوکز درگذر زمان است، که این اتفاق مستقل ازگروههاست. با این وجود، تغییر در گذر زمان موجب می شوند که گروه با پروتئین بالا بیشتر به یک کاهش بزرگ با گذر زمان تمایل پیدا می کند. با این چیزی که گفته شد غلظت تغییرات درگذر زمان، کوچک است. علاوه بر این، آزمون های آماری با اندازه گیری 2 طرفه ANOVA ی تکرار شده که نشان دهنده ی تغییر درگذر زمان بود ناسازگار هستند، درحالی که فاصله اطمینان 95% برای امتیاز تغییرات رژیم غذایی گروه ها با تغییر صفر تداخل کند که این موضوع نشان دهنده ی این است که پاسخ واقعی متفاوت از صفر باشد یا نباشد. نتیجه گیری ما این است که از داده های گلوکز نباید تفسیر و تعبیر نابه جا و بیش از حد انجام گیرد.

نتایج کلی این مطالعه برای خانم ها باید با احتیاط انجام گیرد زیرا این مطالعه فقط شامل مردان می شده است. علاوه براین، روش مورد استفاده برای اندازه گیری f_gng در زمان تفسیر این داده ها باید با دقت و تعمق در نظر گرفته شود. سهم گلوکونئوژنز درتولید گلوکز درون زا که در ابتدای این مطالعه اندازه گیری شد (یعنی قبل از افزایش در مصرف انرژی با ورزش کردن است) مشابه با سایر مطالعاتی است که ازتکنیک MIDA برای تخمین زدن جریان گلوکونئوژنز استفاده می کردند. تفاوت بین روش MIDA و سایر روش ها برای تخمین زدن f_gng در گذشته ارائه شده است. به طور خلاصه، مقادیر f_gng تعیین شده از روش MIDA درمقایسه با روش های رزونانس مغناطیسی هسته ای و بیوپسی کبد کمتر به دست می آمدند زیرا روش MIDA شامل محاسبه ی GB از روی اندازه گیری f_gng, GP می باشد در حالی که بقیه روش ها میزان f_gng را از تفاوت بین GP اندازه گیری شده و تغییرات خالص گلیکوژن به دست می آورند. با این وجود، تحقیقات حاضر افزایشی را در f_gng در پاسخ به افزایش مصرف انرژی مشاهده کرده اند که به نظر می رسد یک تطابق با افزایش غیرعادی ورزش باشد.

 

نتیجه گیری:

این مطالعه نشان می دهد که تعادل انرژی برای حفظ تولید گلوکز در طول افزایش ناگهانی مصرف انرژی ایده آل است. با این وجود، زمانی که تامین انرژی برای برآوردن نیازها در طی افزایش مصرف انرژی یا درحالتی که فرد با افزایش مصرف انرژی سعی درکاهش وزن خود دارد، ناکافی باشد، افزایش محتوای پروتئینی می تواند یک چاره ی موفقیت آمیز برای حفظ سطح تولید گلوکز باشد. مطالعات آینده باید در پی این موضوع باشند که آیا حفظ سطح تولید گلوکز در زمان استراحت، در طول ورزش بعنوان شاخص مصرف سوخت و عملکرد مفید خواهد بود یا نه؟