Кетогенна дієта приносить користь складу тіла і самопочуттю, але не результативності в експериментальному дослідженні новозеландських спортсменів на витривалість

Анотація

Передумови

Дієти з низьким вмістом вуглеводів, з високим вмістом жиру та кетогенними речовинами дедалі частіше застосовуються для формування складу тіла та підвищення спортивної діяльності. Однак поки що немає єдиної думки щодо їх ефективності у покращенні результатів діяльності. Також немає вичерпної літератури про досвід спортсменів під час дотримання цієї дієти. Мета цієї пілотної роботи була подвійною: i. вивчити вплив неколорійної кетогенної дієти на склад тіла та результати діяльності спортсменів на витривалість, і ii. оцінити досвід спортсменів щодо кетогенної дієти протягом 10-тижневого втручання.

Методи

За допомогою дизайну тематичного дослідження п’ять новозеландських спортсменів на витривалість (4 жінки, 1 чоловік) пройшли 10-тижневе кетогенне дієтичне втручання. Склад тіла (сума 8 шкірних складок), показники ефективності (час до виснаження, VO2 max, пікова потужність та вентиляційний поріг) та пороги газообміну вимірювали на початковому рівні та через 10 тижнів. Середні бали змін обчислювали та аналізували за допомогою t-тестів; Розміри ефекту Коена та 90% межі довіри застосовувались для кількісної оцінки змін. Індивідуальні інтерв’ю, проведені через 5 тижнів, та фокус-група на 10 тижні оцінювали досвід кетогенної дієти спортсменів. Дані транскрибували та аналізували за допомогою тематичного аналізу.

Результати

Усі спортсмени збільшили свою здатність використовувати жир як джерело палива, в тому числі при більшій інтенсивності вправ. Середня маса тіла була зменшена на 4 кг ± SD 3,1 (стор = 0,046; розмір ефекту (ES): 0,62) і сума 8 шкірних складок на 25,9 мм ± SD 6,9; ES: 1,27; стор = 0,001). Середній час до виснаження зменшився

2 хв (± SD 0,7; стор = 0,004; ES: 0,53). Інші результати роботи показали середнє зниження, з деякими збільшеннями або незмінними результатами у двох осіб (VO2 Макс: -1,69 мл. Кг. Хв ± SD 3,4 (стор = 0,63); пікова потужність: -18 Вт ± SD 16,4 (стор = 0,07) та VT2: -6 Вт ± SD 44,5 (стор = 0,77). Спортсмени повідомляли, що спочатку вони відчували знижений рівень енергії, а потім повернення високих рівнів, особливо під час фізичних вправ, але нездатність легко робити інтенсивні сутички. Кожен спортсмен повідомляв про покращення самопочуття, включав покращення відновлення, поліпшення стану шкіри та зменшення запалення.

Висновки

Незважаючи на зниження продуктивності та певний негативний досвід, спортсмени прагнули дотримуватися модифікованого стилю харчування з низьким вмістом вуглеводів та жиру, рухаючись вперед через несподівану користь для здоров'я, яку вони зазнали.

Судова реєстрація

ACTRN: ACTRN12617000613303. Зареєстровано 28 квітня 2017 року, зареєстровано ретроспективно.

Передумови

Дієти з низьким вмістом вуглеводів з високим вмістом жиру (LCHF), включаючи їх екстремальний варіант, тобто кетогенні дієти останнім часом стали популярними дієтичними режимами з кількох причин. Однак єдиної думки щодо ефективності кетогенних дієт щодо спортивних показників немає. Основна філософія харчування для спортсменів на витривалість - це та, яка підкреслює домінуючу вуглеводну парадигму з низьким вмістом жиру. За цих дієтичних умов спортсмени використовують вуглеводи як переважне джерело палива для підживлення великих обсягів аеробних вправ [1]. Привабливість харчування LCHF для спортсменів на витривалість, швидше за все, пов’язана із зміною використання палива - від вуглеводно-орієнтованої моделі до моделі, яка переважно використовує жир, запаси якої необмежені порівняно з вуглеводами (тобто м’язовим глікогеном). Цей метаболічний зсув, який спостерігається після періоду харчових змін, часто називають "адаптованим до жиру", що було добре задокументовано в дослідженнях з 1980-х років [2, 3].

Незважаючи на фізіологічну перевагу використання жиру як джерела палива при субмаксимальних фізичних навантаженнях, на сьогоднішній день немає переконливих доказів того, що це призводить до подальшого підвищення продуктивності [4]. Деякі індивідуальні реакції на кетогенну дієту показали значні переваги як в метаболізмі жирів, так і в продуктивності, і їх варто додатково дослідити [5, 6]. Однак дослідження також показали зниження максимальних аеробних показників [7], деякі дані свідчать про негативний вплив на інтенсивність фізичного навантаження> 70% від VO2 max [8, 9]. Більшість цих досліджень критикували за недостатню тривалість, щоб забезпечити повний адаптивний механізм, який вимагає щонайменше 21 дня.

Незважаючи на відсутність рецензованих доказів підвищення продуктивності, спортсменів продовжує цікавити дієтична парадигма LCHF. Цілком імовірно, що це має місце з двох причин, які виходять за межі бажання отримати додаткові переваги: 1. зменшення жиру в організмі, що часто називають, коли спортсмени дотримуються ЛКФ або кетогенних дієт [10], і 2. анекдотичні переваги, на які посилаються спортсмени, які харчуються таким чином. Існує дуже мало літератури, присвяченої спортсменам, особливо якісного характеру, яка стосується нерезультативних результатів ЛЧФ або кетогенного харчування в когорті спортсменів. У посібнику, присвяченому тематичному дослідженню, це пілотне дослідження мало на меті дослідити вплив 10-тижневої кетогенної дієти на склад тіла та результати діяльності п’яти новозеландських спортсменів на витривалість, а також оцінити якісно досвід спортсменів, що займаються кетогенна дієта протягом сезону тренувань.

Методи

Вивчати дизайн

Це було пілотне, 10-тижневе втручання, проведене з п’ятьма тематичними дослідженнями. Контрольна група не була включена. Дослідження проводилось у АВЦ, Центр людських потенціалів; етика була затверджена Комітетом з етики AUT (заявка 15/415).

Учасники

П'ять спортсменів з витривалості (чотири жінки, один чоловік) дали згоду взяти участь у цьому дослідженні. Усі учасники були відомі первинному досліднику, і всі вони були високомотивованими спортсменами, які регулярно займалися змагальними видами спорту на витривалість щонайменше протягом п’яти років. Усі учасники були некурящими, здоровими та без травм згідно з опитувальним опитуванням та не споживали дієти з низьким вмістом вуглеводів (визначається як вуглеводи менше 45% від загального споживання енергії). Див. Таблицю 1 щодо демографічних показників учасників. Спортсменам було цікаво щодо ефективності кетогенної дієти на їхній склад тіла та спортивні показники. Жоден з них не мав жодного попереднього досвіду або попередніх уявлень про дієти з низьким вмістом вуглеводів або кетогенних речовин до цього дослідження.

Протокол дослідження

До початку втручання учасники пройшли ряд тестів та повну консультацію щодо дієтичних інструкцій та планування наступним чином:

Тест продуктивності. Учасники доповідали в лабораторію вранці натщесерце і тричі проходили перевірку працездатності: i. за тиждень до втручання (ознайомлення), ii. безпосередньо перед втручанням (базовий рівень), і iii. Негайно опублікуйте втручання (пост). Для визначення \ (> ^> _> \) та порогів газообміну (GET) було проведено додаткове випробування циклу за допомогою електромагнітно керованого циклового ергометра (Ergoselect 100, Ergoline, Bitz, Німеччина) в лабораторії з контролем температури (21 ° C), 65% rH). Тест розпочався при 30 Вт і збільшувався на 30 Вт кожні 3 хвилини до вольового виснаження. Учасникам було доручено підтримувати такт 80 обертів. Хв -1. Поглинання кисню (\ (> ^> _ 2 \)) безперервно вимірювали за допомогою метаболічної системи подиху (Metamax 3b, Кортекс, Лейпциг, Німеччина), а частоту серцевих скорочень постійно вимірювали за допомогою телеметричного приладу короткого діапазону (Suunto M2, Suunto, Вантаа, Фінляндія). Значення \ (> ^> _> \) було визначено як найвище значення за 30 секунд \ (> ^> _ 2 \), а GET було визначено незалежно двома досвідченими дослідниками методом V-схилу [11].

Інструкція щодо дієти. Первинний дослідник/зареєстрований дієтолог проводив первинну консультацію з кожним учасником безпосередньо після перевірки результативності. Учасники отримували щоденний рецепт макроелементів 0,5 ммоль/л.

Антропометричне тестування. Вага тіла та шкірні складки вимірювались акредитованим антропометристом рівня ISAK до і в кінці втручання в той самий час дня. Була застосована сума (∑) 8-місцевого протоколу ISAK шкірної складки: трицепс, біцепс, підлопаткова кістка, клубовий гребінь, надспинальний відділ, черевна порожнина, передня частина стегна та медіальна литка [12].

Інтерв’ю та фокус-групи. Протягом 5-го тижня було проведено по телефону індивідуальне інтерв’ю протягом 20–30 хвилин, а після завершення втручання - 60-хвилинну фокусну групу. Важливість цієї якісної роботи полягала в оцінці як особистості, так і загального досвіду перебування на цій дієті протягом 10 тижнів. Групове засідання дало можливість спортсменам порівняти досвід та перекласти висновки у майбутню практику.

Аналіз даних

Через дослідницький характер цього дослідження та малий обсяг вибірки, кількісні дані представлені як індивідуальні відповіді. Дані аналізували, використовуючи середні показники змін, застосовуючи величини ефекту Коена та відповідні обмеження довіри для кількісної оцінки величини змін. Ми також вирішили застосувати статистику ймовірностей за допомогою t-критерію студента для визначення статистичного значення зміни. Усі статистичні дані були сформовані та застосовані за допомогою Microsoft Excel 2016. Ми визнаємо, що застосування статистичних моделей має обмежений зміст у цьому контексті, і ми не маємо наміру робити якісь висновки щодо цих результатів для груп спортсменів. Як такі, результати з рівнем значущості стор

Результати

Дієта та кетоз

Дієти мали на меті викликати харчовий кетоз, якого всі спортсмени досягли до кінця тижня 2. Усі спортсмени дотримувались порогових значень макроелементів, передбачених протягом 10 тижнів, крім двох разів протягом перших двох тижнів, один раз, коли споживання білка перевищив рекомендований поріг протягом декількох днів у одного спортсмена, а споживання алкоголю було надмірним у іншого спортсмена, тим самим запобігаючи досягненню кетозу. У таблиці 2 наведено приклад денного споживання їжі для кожного учасника разом із середньою розщепленою енергією та макроелементами за цей день. День вибірки був обраний випадковим чином протягом 5-го тижня. Спортсмени мало відрізнялися від зразків дієт, які їм надавали протягом 10 тижнів, при цьому дотримання дієт, перевірених кетонами крові, завжди залишалося вище 0,5 ммоль/л з 2-го тижня і далі. Кетони крові коливалися в межах 0,5–4,2 ммоль/л; жінки становили 0,5-1,9 ммоль/л і ніколи не перевищували 1,9 ммоль/л. Спортсмен чоловічої статі становив 1,0-3,5 ммоль/л, двічі опускався нижче 1,0 ммоль/л (0,8 та 0,6 ммоль/л) і вимірював 4,2 ммоль/л один раз.

Окислення субстрату

На малюнку 1 представлені криві використання палива до та після втручання (що також називається метаболічною ефективністю), а також пов'язане з цим пікове окислення жиру (г/хв) та макс. Жиру (% Wmax) для кожного учасника.

Криві метаболічної ефективності до та після втручання для кожного учасника. * PFox: пікове окислення жиру (г/хв). † Жирова макса: Максимальне окислення жиру при% WRmax

Кожна крива відображає точку перетину, тобто точку, в якій досягається пікове окислення жиру, і точку, в якій вуглеводи приймають переважне джерело палива. Середній пік абсолютного окислення жиру та стандартне відхилення (SD) збільшився на 41,3% (від 0,6 ± 0,1 до 0,8 ± 0,1 г. Хв -1, стор = 0,001). Усі спортсмени збільшили пік окислення жиру. Інтенсивність фізичних вправ відносно \ (> ^> _ \), при якому відбулося пікове абсолютне окиснення жиру (Fatmax), зросла на 31,2% від до - після втручання (48,2 ± 8,7 до 63,2 ± 5,7% \ (> ^> _ \ ), стор = 0,06). Подібним чином, Fatmax щодо WRmax збільшився на 21,5% від до - після втручання (39,5 ± 11,9 до 48,0 ± 8,9% WRmax, стор = 0,18). Двоє з п'яти спортсменів показали збільшення Fatmax відносно WR max, а решта троє не показали жодних змін.

Склад тіла/продуктивність

На рисунку 2 представлені окремі оцінки до і після для антропометричних даних та даних про ефективність. Всі п’ять учасників мали зменшення маси тіла та шкірних складок. Середня втрата у вазі та SD становила -4,0 ± 3,1 кг (стор = 0,046), а в складках шкіри становив -25,9 ± 6,9 мм (стор = 0,001). Результат шкірної складки продемонстрував великий розмір ефекту (1,27) з відповідними межами довіри, що не перетинають нуль, разом вказуючи на клінічне значення в контексті їх обмеженого застосування до цих даних.

Індивідуальні відповіді та розміри ефектів антропометрії та змінних показників

У всіх учасників спостерігалося зменшення часу до виснаження (ТТЕ), середній час та зменшення СД становив 2 ± 0,7 хв (стор = 0,004). Більш різноманітні відповіді були відзначені при зміні VO2 Max (середня зміна -1,69 ± 3,4 мл. Кг. Хв (стор = 0,63)), пікова потужність (середня зміна −18 ± 16,4 Вт (стор = 0,07)) і вентиляційний поріг, VT2 (середня зміна −6 ± 44,5 Вт (стор = 0,77)), при цьому деякі спортсмени покращуються (VT2 та VO2 max) або залишаються незмінними (VT2 та пікова потужність).

Досвід спортсмена

У таблиці 3 представлені ключові позитивні та негативні теми, вилучені з фокус-групи. Загалом позитивних тем було більше, ніж негативних; з покращеним почуттям загального стану здоров’я та самопочуття, що є головною темою. Більшість негативних переживань, пов’язаних із втомлюваністю, яка спостерігалася протягом перших кількох тижнів втручання, та відчуттям втрати сили, що спостерігалася протягом останніх кількох тижнів. Кожен спортсмен повідомляв про такі суб’єктивні параметри: покращення самопочуття, покращення відновлення, покращення стану шкіри та зменшення запалення.

Обговорення

Це дослідження представляє реальне розуміння життя п'яти сезонних спортсменів на витривалість, які в силу власної цікавості бажали відчути вплив кетогенної дієти на їх спортивні показники. В цілому учасники змогли збільшити використання субстратів вільних жирних кислот, зменшити жир у організмі та відчути позитивні переваги для здоров'я, але їх максимальна аеробна ефективність була порушена.

Склад тіла

Зниження жиру в організмі, швидше за все, можна пояснити наслідком дефіциту калорій, що створюється дієтою, оскільки учасники повідомляють про посилення почуття ситості та зменшення загального споживання їжі. Цей результат був несподіваним і порівнянним з результатами попередніх досліджень як спортсменів, що займаються силою та витривалістю [13,14,15]. Початкове зниження ваги може бути пов'язане із втратою води в організмі через виснаження глікогену [16, 17], і це також було, ймовірно, у цьому дослідженні; проте втрата жиру була очевидною за змінами шкірних складок. Подальша теорія відносно втрати ваги, яка ще ретельно перевірена, - це посилений стимул до розщеплення жиру, а не до його накопичення, оскільки рівень інсуліну в крові залишається низьким під час кетогенних дієт [18]. Можливо, поєднання всіх трьох механізмів може пояснити втрату ваги. Обмеженням дослідження була відсутність порівняння енергії до і під час дослідження, що мало б надати ясність щодо цих механізмів.

Ефективність метаболізму

В кінці випробування всі учасники мали більше окиснення жирних кислот із вищою заданою інтенсивністю порівняно з вихідним рівнем. Цей висновок щодо посиленого використання жиру узгоджується з результатами деяких інших груп, які включають кетогенні та некетогенні дієтичні протоколи [5, 19, 20]. Крім того, цю зміну використання субстрату можна пояснити зміною дієти, оскільки тренування протягом усього втручання було відносно послідовним. Наші учасники також мали вищу вартість кисню при субмаксимальних робочих навантаженнях завдяки більшому використанню жиру як енергетичного субстрату. Однак це не пішло на користь фізичним здібностям.

Продуктивність

Досвід спортсмена

Це одне з небагатьох досліджень, яке конкретно повідомляє про досвід спортсменів на витривалість щодо проведення кетогенної дієти. Спортсмени повідомили про подібний негативний фізіологічний досвід, як той, про який повідомляли спортсмени у порівнянних дослідженнях кетогенної дієти [13, 14, 31]. Однак вони також повідомили, що мали вигоди протягом усього дослідження. Однією з цих переваг було посилене одужання; можливо, підвищення кетонів у крові мало певний вплив, оскільки бета-гідроксибутират був пов'язаний з регуляцією експресії антиоксидантних генів та зменшенням активних форм кисню [32]. Однак для підтвердження цього серед спортивних груп населення необхідні подальші дослідження.

З точки зору фізичного самопочуття випадки поліпшення стану шкіри та вирішення проблеми, що триває передміхурової залози, були основними предметами обговорення переваг. Ми припускаємо, що саме зменшення системного запалення в результаті зниження загального рівня цукру [33] та споживання жирних кислот Омега-6, тим самим врівноважує співвідношення жирних кислот Омега-6: 3 у протизапальному напрямку [34]. до цих результатів. Усі учасники споживали промислові олії з високим вмістом омега-6 до початку дослідження (використовувались як кулінарний жир та отримувались з оброблених продуктів). Під час дослідження ці жири замінили кокосовою олією, маслом та оливковою олією; тобто жири, що містять мінімальний вміст жирних кислот Омега 6.

Будучи поступальним дослідженням, ми неофіційно спостерігали за учасниками через 12 місяців після завершення дослідження. Всі вони все ще змагались у змаганнях на витривалість, і хоча вони не їли кетогенної дієти, жоден з них не повернувся до свого попереднього стилю харчування з високим вмістом вуглеводів і жирів. У сукупності вони повідомили, що як тільки дослідження дійшло висновку, вони поступово збільшували споживання вуглеводів до того моменту, коли вони відчули свою ефективність при високій інтенсивності. Вони все ще обмежували вуглеводи і вживали більше жиру, ніж рекомендують загальновизнані рекомендації, і повідомили, що виявили оптимальне співвідношення макроелементів, яке відповідає працездатності, складу тіла та цілям здоров'я.