Порівняння прийому харчових батончиків, що містять сироватковий білок та ізомальто-олігосахариди, до вуглеводів за результатами та відновленням після гострого нападу резистентності до фізичних вправ та спринтерської підготовки: відкрите, рандомізоване, врівноважене, кросоверне пілотне дослідження

Анотація

Передумови

Раніше ми повідомляли, що споживання харчового батончика (FB), що містить сироватковий білок та ізомальто-олігосахариди рослинної клітковини [ІМО], мав нижчу глікемічну (ГІ), але подібну інсулінемічну реакцію, як вуглевод із високим ГІ. Отже, ми висунули гіпотезу, що прийом цього ФБ до, під час та після інтенсивних фізичних навантажень краще підтримував би гомеостаз та ефективність глюкози, одночасно прискорюючи відновлення порівняно із загальноприйнятою практикою прийому лише вуглеводів.

Методи

Дванадцять чоловіків, тренованих на стійкість, брали участь у відкритому рандомізованому, урівноваженому, перехресному дослідженні з 7-денним періодом вимивання. Учасники споживали вуглеводний порівняльник декстрози (CHO) або ФБ, що містив 20 г сироватки, 25 г ІМО та 7 г жиру за 30 хв до, на середині шляху та після інтенсивних вправ. Учасники виконали 11 вправ на опір (3 підходи по 10 повторень при 70% 1RM) з подальшим тренуванням на спритність та спринт. Учасники здавали кров для оцінки катаболічних та запальних маркерів, проводили ізокінетичні тести на міцність та оцінювали уявлення про хворобливість м’язів, гіпоглікемію до та після фізичних вправ та через 48 годин відновлення. Дані аналізували за допомогою загальних лінійних моделей (GLM) для повторних вимірювань та середніх змін від базової лінії з 95% довірчими інтервалами (CI) з одностороннім дисперсійним аналізом. Дані повідомляються як середня зміна від вихідного рівня з 95% ДІ.

Результати

Висновок

Результати експериментальних досліджень дають деякі докази того, що прийом цього ФБ може позитивно вплинути на гомеостаз глюкози, допомогти підтримати результативність тренувань та зменшити сприйняття болю в м’язах.

Судова реєстрація

clinictrials.gov, # NCT03704337. Ретроспективно зареєстровано 12 липня 2018 року.

Передумови

Ізомальто-олігосахариди (ІМО) - це пребіотик з високим вмістом клітковини, низькокалорійним джерелом вуглеводів, який використовується як функціональна їжа та підсолоджувач для пребіотичних волокон в Азії протягом 3-х десятиліть [7,8,9,10,11]. Основні дослідження на тваринах вказують на те, що ІМО служать розчинною харчовою клітковиною і можуть стимулювати активність пробіотичної флори кишечника, покращувати функцію кишечника та допомагати управляти холестерином у тварин, які харчуються з високим вмістом жиру [7, 10, 12,13,14]. Враховуючи інтерес до розробки харчових та енергетичних батончиків, що забезпечують якісний білок із низьким та помірним глікемічним профілем, ми раніше повідомляли, що при вживанні енергетичного батончика сироваткового білка з ІМО як джерелом вуглеводів ГІ становив 34 і глікемічне навантаження 8,5 [ 15]. Крім того, ми повідомляли, що при вживанні цього енергетичного батончика збільшується інсулін у більшій мірі при збереженні рівня глюкози в крові порівняно з контролем декстрози [15]. Теоретично прийом цього бару до, під час та/або після інтенсивних фізичних навантажень може підтримувати рівень глюкози в крові та підвищувати рівень інсуліну під час фізичних вправ, зменшувати катаболічні ефекти інтенсивних фізичних вправ, зменшувати запальну реакцію на фізичні вправи та/або пришвидшувати відновлення.

Мета цього дослідження полягала у визначенні прийому цього низькоглікемічного харчового батончика до, під час та після інтенсивного тренування зі стійкістю та спринтом, що зазвичай застосовується в міжсезонській колегіальній програмі сили та кондиціонування сили/сили спортсменів, впливає на гомеостаз глюкози, результативність фізичних вправ та/або відновлення. Первинним результатом, мірою був гомеостаз глюкози під час та після вправ. Заходи вторинного результату включали оцінку результативності, оцінку болючості м’язів, маркери катаболізму та запалення та суб’єктивні оцінки апетиту, гіпоглікемії та готовності до виконання. Ми висунули гіпотезу про те, що прийом дослідженого ФБ краще підтримує гомеостаз глюкози, краще підтримує фізичні вправи під час інтенсивних тренувань і пришвидшує відновлення порівняно із загальноприйнятою практикою прийому вуглеводів в одиночку.

Методи

Експериментальний дизайн

Це пілотне дослідження було проведено в університетських дослідницьких закладах із схваленням Комітетом з огляду інституцій (IRB2017–0602) відповідно до Декларації Гельсінських стандартів етичних принципів стосовно досліджень учасників. Дослідження було зареєстровано ретроспективно в clinicatrials.gov (# NCT03704337). Це пілотне дослідження було проведено рандомізованим, противаговим, перехресним та відкритим способом. Незалежною величиною було споживання поживних речовин. Первинним показником результату був гомеостаз глюкози, який визначали шляхом оцінки реакцій на глюкозу та інсулін. Заходи вторинного результату включали оцінку продуктивності, визначену шляхом оцінки підйомного об’єму вправи, спритності та спринту, а також ізокінетичної сили; і відновлення, як це визначається шляхом оцінки оцінок болючості м’язів; маркери катаболізму, стресу та запалення; та рейтинги готовності до виступу. Крім того, оцінювали дієтичну енергію та макроелементи, суб’єктивні оцінки симптомів гіпоглікемії та суб’єктивні оцінки апетиту та задоволення від їжі.

Учасники

прийому

Діаграма зведених стандартів звітних випробувань (CONSORT)

Харчове втручання

Послідовність тестування

Графік для тестування. НПЗЗ = нестероїдні протизапальні препарати, FB = харчовий бар, CHO = вуглевод, 1RM = максимум один повтор, BG = глюкоза в крові, NAD = Небраска Спритність

Процедури

Демографія

Вагу та зріст тіла визначали на вазі Healthometer Professional Scale на моделі 500KL (Pelstar LLC, Alsip, IL, USA). Частоту серцевих скорочень брали на променевій артерії, а систолічний та діастолічний артеріальний тиск вимірювали за стандартними процедурами [16]. Склад тіла визначали за допомогою подвійного енергетичного рентгенівського абсорбціометра Hologic Discovery W (DXA; Hologic Inc., Waltham, MA, USA), оснащеного програмним забезпеченням APEX (APEX Corporation Software, Pittsburg, PA, USA). Дослідження повторного тестування надійності, проведені на цій машині DXA, попередньо давали середні коефіцієнти варіації (CV) для вмісту мінеральних речовин у кістках та м’язової маси 0,31–0,45% із середньою кореляцією внутрішнього класу 0,985 [17].

Дієтична оцінка

Учасникам було наказано реєструвати всі споживання їжі та напоїв щотижня, що вони були залучені до протоколу дослідження, на 4-денних журналах дієтичного харчування (3 будні, 1 день вихідних), що відображає їх середнє споживання в їжу в звичайні дні. Харчові записи вводились та аналізувались за допомогою програмного забезпечення для аналізу харчових продуктів, версія 11.2.285 (ESHA Nutrition Research, Salem, OR) та аналізувались середні показники енергії та макроелементів дослідниками дослідження [18].

Протокол вправ на опір

Кондиціонуючі свердла

Оцінка хворобливості м’язів

Ізокінетична оцінка

Учасники виконували протокол максимального добровільного скорочення (MVC) із ізокінетичним розгинанням коліна та згинанням на швидкості 60 градусів/сек на своїй домінуючій нозі за допомогою ізокінетичного динамометра Kin-Com 125AP (Chattanooga-DJO Global Inc., Vista, CA, USA). Положення тіла та коліна було попередньо визначено під час сеансу ознайомлення та записано за допомогою стандартних процедур, щоб забезпечити повторюваність тестування та зменшити будь-яку варіабельність між тестуваннями для всіх ізокінетичних тестів, проведених протягом тривалості тестування. Кожен учасник пройшов протокол розминки перед тестуванням, виконавши три підходи по п’ять повторень розгинання та згинання коліна приблизно на 50% від їх MVC з 1 хв між підходами. Через одну хвилину після завершального набору розминки учасники виконали три MVC розгинання та згинання коліна [24]. Тест на варіабельність тестування даного тесту дав середні значення CV в діапазоні від 0,19 до 0,21 з внутрішньокласовими кореляціями від 0,65 до 0,87 для змінних розгинання ніг та середні значення CV в діапазоні від 0,27 до 0,33 з внутрішньокласовими кореляціями в межах від 0,77 до 0,86 для змінних згинання ніг.

Збір крові та аналіз

Анкети

Статистичний аналіз

Результати

Характеристика учасника

У таблиці 1 представлені демографічні показники учасників дослідження. З дизайном кросовера не було відмінностей між базовими показниками в демографічних показниках.

Дієтичний аналіз

Додатковий файл 1: У таблиці S1 представлені дані про споживання енергії та макроелементів. Багатофакторний аналіз не виявив загальної суттєвої лямбди Вілкса за час (стор = 0,562) або лікування х раз (стор = 0,672). Так само однофакторний аналіз не виявив статистично значущих взаємодій між лікуваннями.

Глікемічна та інсулінемічна відповідь

У таблиці 2 наведені дані про рівень глюкози та інсуліну в сироватці крові, які спостерігаються при лікуванні. Багатофакторний аналіз виявив загальний час лямбди Уілкса (стор 2 = 0,06). Однофакторний аналіз відношення інсуліну до глюкози (IGR) показав значний ефект протягом часу (стор Таблиця 2 Реакція глюкози та інсуліну на пероральне лікування під час інтенсивних фізичних навантажень

На малюнку 3 наведені середні зміни рівня глюкози, інсуліну та IGR у порівнянні з вихідним рівнем із 95% ДІ. Рівень глюкози через 48 годин після одужання, як правило, був нижчим у FB (CHO 0,23 [- 0,002, 0,46]; FB-0,05 [- 0,28, 0,18] ммоль/л, стор = 0,087, η 2 = 0,13). Інсулін суттєво збільшився вище вихідних значень після фізичного навантаження в обох групах, не спостерігаючи відмінностей між лікуваннями (CHO 4,73 [0,33, 9,14], FB 9,22 [4,82, 13,62], стор = 0,149, η 2 = 0,09). IGR був значно вищим в обох групах після фізичного навантаження порівняно з базовим рівнем, причому FB був значно вищим між групами (CHO 0,04 [0,00, 0,08], FB 0,11 [0,07, 0,15], стор = 0,013, η 2 = 0,25). Не було помічено відмінностей між групами в області під кривою.

На рисунку 4 представлені середні зміни з 95% ДІ для глюкози, що спостерігаються під час занять фізичними вправами. Однофакторний аналіз виявив значний час (стор Рис.4

Виконання вправ на опір

Додатковий файл 1: У таблиці S2 представлений підйомний об’єм, який спостерігався для кожного з вправ на опір верхньої та нижньої частини тіла, виконаних у дослідженні. Багатофакторний аналіз виявив загальний ефект часу Лямбди за Вільксом (стор 2 = 0,13) і набір 3 (СНО -130,79 [- 235,02, - 26,55]; FB -7,94 [- 112,17, 96,30] кг, стор = 0,09, η 2 = 0,12) у порівнянні з базовим рівнем. Подібним чином учасники підтримували загальний об'єм підйому з набору 1 на набір 2 при лікуванні FB порівняно з CHO (CHO -66,9 [- 111,4, - 22,4], FB -28,9 [- 73,4, 15,6] кг, стор = 0,224, η 2 = 0,07) і встановіть від 1 до 3 (CHO -198,26 [- ​​320,1, - 76,4], FB -81,7 [- 203,6, 40,1] кг, стор = 0,175, η 2 = 0,08). Це представляло значне - 3,12% [- 5,11, - 1,14] зниження показників від базового рівня при лікуванні CHO порівняно з незначним - 1,28% [- 3,27, 0,71] зниження показників від базового рівня при лікуванні FB (стор = 0,188, η2 = 0,08).

Виконання спринту

Додатковий файл 1: Таблиця S3 представляє час роботи, який спостерігався для тестів на спритність та спринт. Багатофакторний аналіз виявив значну загальну лямбду Вількса за часом (стор 2 = 0,03), в той час як обидва способи лікування були значно швидшими за базові значення під час спринту 3. Не було помічено значного часу чи між груповими різницями результатів тире на 40 ярдів, хоча слід зазначити, що учасники виконали перший спринт на 40 ярдів на спринт - на 0,15 с швидше (- 2,7%) при лікуванні FB порівняно з лікуванням CHO (CHO 5,50 ± 0,38; FB 5,35 ± 0,25 с, стор = 0,251, η 2 = 0,06).

Середні зміни з 95% ДІ в часі продуктивності свердловин Небраски для лікування вуглеводами (CHO) та харчовими барами (FB). Середні зміни від вихідного рівня із 95% ДІ повністю вище або нижче базового рівня представляють значну різницю

Ізокінетична максимальна продуктивність добровільного скорочення

Додатковий файл 1: Таблиця S4 відображає крутний момент, силу, потужність та загальну роботу, виконану під час 3-повторного ізокінетичного максимального добровільного скорочення розгинання/згинання. Багатофакторний аналіз не виявив суттєвого загального часу Лямбди Вілкса (стор = 0,352) або лікування х раз (стор = 0,837) ефекти. Подібним чином, однофакторний аналіз не виявив ефекту часу чи лікування x часу для розтягування або згинання MVC крутного моменту, сили, потужності або загальної роботи. Оцінка середніх змін порівняно з вихідним рівнем при 95% ДІ не виявила жодних значущих змін щодо вихідного рівня або між лікуваннями.

Оцінка хворобливості м’язів

Додатковий файл 1: У таблиці S5 представлені суб’єктивні оцінки болючості м’язів. Багатофакторний аналіз виявив суттєвий загальний ефект часу Лямбди за Вільксом (стор 2 = 0,13), хоча при лікуванні ФБ суттєво не змінився від вихідного рівня. Крім того, показники болючості м’язів при ДВЛ (CHO 2,13 [0,45, 3,80]; FB 1,45 [- 0,22, 3,12] см, стор = 0,560, η 2 = 0,02) і MVL (CHO 2,32 [0,51, 4,12]; FB 1,53 [- 0,28, 3,33] см, стор = 0,527, η 2 = 0,02) ділянки залишалися вище вихідних значень після 48 годин відновлення при лікуванні CHO, тоді як оцінки лікування FB не суттєво відрізнялися від вихідних значень.

Середні зміни з 95% ДІ в рейтингах м’язової болючості для лікування вуглеводами (CHO) та харчовими барками (FB). Середні зміни від базової лінії з 95% ДІ повністю вище або нижче базової лінії представляють значну різницю. Панель a показує оцінки болючості м’язів дистального простору просторового м’яза, панель b представлені оцінки болючості м’язів середньо-латеральної просторової простору та панелі c відображає бокові оцінки дистального простору м’язової болючості

Маркери катаболізму

Додатковий файл 1: У таблиці S6 представлені сироваткові маркери катаболізму. Багатофакторний аналіз виявив суттєвий загальний ефект часу Лямбди за Вільксом (стор 2 = 0,11). Істотних відмінностей у змінах тестостерону або співвідношення кортизолу до тестостерону між лікуваннями не спостерігалось.

Запальні маркери

Додатковий файл 1 У таблиці S8 представлені аналізовані маркери запалення сироватки. Багатофакторний аналіз виявив значну загальну лямбду Вількса за часом (стор = 0,037), але не для лікування х раз (стор = 0,985). Однофакторний аналіз виявив ефект часу для IL-8 (стор = 0,001) та TNFα (стор = 0,044) без істотних ефектів взаємодії. Оцінка середніх змін порівняно з початковим рівнем при 95% ДІ показала, що IL-8 був вищим за вихідні значення після вправи з лікуванням FB (CHO 0,54 [- 0,07, 1,15]; FB 0,67 [0,06, 1,28] пг/мл, стор = 0,761, η 2 = 0,01) без різниці між лікуваннями. Ніяких інших відмінностей від вихідного рівня або між лікуваннями не спостерігалося серед маркерів запалення.

Гіпоглікемія, апетит та готовність до оцінки

Обговорення

Первинний результат - гомеостаз глюкози

Вторинні результати - виконання вправ та відновлення

Нарешті, аналіз суб’єктивних оцінок симптомів показав, що прийом СНО та ФБ до, під час та після вправ добре переносився і мав мінімальний вплив на показники гіпоглікемії, запаморочення, головного болю, втоми та розладу шлунку. Більше того, хоча процедури відрізнялися за калорійністю та солодкістю, що могло вплинути на уявлення про апетит та/або голод [55]; прийом ФБ був пов'язаний із більшим посиленням почуття ситості з деякими свідченнями меншого голоду та більшим задоволенням від оцінки їжі. Хоча це було дещо очікуваним з огляду на різницю в швидкості травлення та споживанні енергії між процедурами, це було цікаво, зважаючи на вміст вуглеводів. Однак ці відмінності призвели до значних відмінностей між лікуваннями у питаннях, пов'язаних з готовністю до виконання. У сукупності ці висновки вказують на те, що досліджений харчовий бар служить хорошим вибором їжі з низьким вмістом глікемії для активних людей, які слід споживати до, під час та/або після інтенсивних тренувань.

Обмеження

Висновок

Результати цього пілотного дослідження продемонстрували, що прийом протеїну сироватки з ІМО як джерелом вуглеводів до, під час та після інтенсивних фізичних вправ та спринтерських кондицій підтримували рівень глюкози в крові та підвищували інсулін у більшій мірі, ніж споживання вуглеводного компаратора декстрози. Крім того, хоча аналіз GLM не виявив суттєвих ефектів взаємодії змінних продуктивності, існували деякі докази аналізу середніх змін порівняно з базовим рівнем із 95% ДІ, що прийом ФБ допомагав підтримувати опір та спринтерські вправи. Однак маркери катаболізму та запалення не зазнали впливу. Тим не менше, завдяки кращій глюкозній реакції, що спостерігається, результати показують, що цей ФБ може служити хорошим варіантом їжі з низьким вмістом глікемії для людей, які приймають до, під час та/або після інтенсивних фізичних навантажень. Більше того, що цей FB може служити хорошим низькоглікемічним варіантом харчування для додіабетичних та діабетичних груп. Додаткові дослідження повинні оцінити потенційні переваги використання ІМО як джерела вуглеводів для активних людей, а також довгострокові потенційні переваги для здоров'я функціональних продуктів харчування у здорових активних, додіабетичних та діабетичних груп населення.

Наявність даних та матеріалів

Дані та/або статистичний аналіз доступні за запитом для кожного конкретного випадку для некомерційного наукового дослідження та/або освітнього використання, якщо обмеження IRB та умови угоди про дослідження не порушуються.