Низкожировая и низкоуглеводная диеты. Влияние на метаболизм этих субстратов

Очередной интересный эксперимент по теме влияния разных диет на метаболизм. На этот раз по разному питались уже физически активные люди и снова была задействована метаболическая камера.

Идея эксперимента

Изучить изменения в окислении белков, жиров и углеводов в ответ на манипуляции с этими нутриентами в рационе у трех групп мужчин:

• не занимающихся спортом,
• спортсменов, тренирующихся на выносливость;
• спортсменов, тренирующихся с отягощениями.

Испытуемые

17 здоровых, молодых и некурящих мужчин приняли участие в эксперименте.

6 человек вошло в группу неактивных, 6 — в группу цикликов и 5 — в группу силовиков (рис. 1);

Циклики выполняли аэробные упражнения минимум по 1,5 часа три раза в неделю, силовики выполняли такое же количество силовых тренировок.

Рисунок 1. Данные по испытуемым.

Дизайн исследования

• Сравнивалось влияния диет с высоким содержанием жиров (high-fat, "HF") и с высоким содержанием углеводов (high-carbohydrate, "HC") на окисление этих субстратов у спортсменов и неспортсменов;
• Обе диеты включали 5-дневный период, в течение которого испытуемые потребляли контрольную диету (дни от -5 до -1), 7-дневный экспериментальный период, в течение которого испытуемые потребляли либо диету "HF", либо "HC" в случайном порядке (дни 1-7) и один день, когда испытуемые снова употребляли контрольную диету (день +1);
• Между разными диетами был перерыв в две недели;
• Энергорасход и окисление субстрата в течение 24 ч оценивали в метаболической камере в дни -1, 1, 7 и +1 для двух разных диет;
• Испытуемые жили свободно и выполняли свою обычную деятельность, за исключением дней, проведенных в метаболической камере;
• В метаболической камере поддерживался стандартный график с определенным временем приема пищи и сна, а также двумя 45-минутными тренировками в виде ходьбы на беговой дорожке со скоростью 3,2 км/ч без наклона;

Питание

• Все диеты готовились на метаболической кухне;
• Контрольная диета содержала 40% жиров, 45% углеводов и 15% белков;
• Экспериментальные диеты были либо с высоким содержанием жиров (50% жиров, 35% углеводов и 15% белков; диета "HF"), либо с высоким содержанием углеводов (20% жиров, 65% углеводов и 15% белков; диета "HC");
• Субъектам было рекомендовано употреблять только пищу, предоставленную метаболической кухней и, по крайней мере, два раза в день они ели на территории исследовательского центра;
• Приемы пищи на выходные были упакованы и испытуемые могли забрать их домой.

Что измеряли

• Тощую и жировую массу оценивали с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (денситометр);
• Энергорасход во время сна, суточный энергорасход и энергорасход во время упражнений в метаболической камере;
• Суточное окисление субстратов.

Результаты

Окисление углеводов

• Между экспериментальными диетами наблюдалась значительная разница в окислении углеводов;
• Не было значительной разницы в окислении углеводов между контрольной и "HF"-диетой (рис. 2);
• Когда испытуемые перешли с контрольной диеты на диету "HC" (день 1), наблюдалось увеличение окисления углеводов на 30% в первые 24 часа;
• Наблюдалась тенденция к снижению окисления углеводов на 7-й день при обеих диетах;
• Когда испытуемые снова перешли на контрольную диету после диеты "HC" (день +1), окисление углеводов значительно снизилось и соответствовало исходным значениям (рис. 2).

Рисунок 2. Окисление белков, жиров и углеводов и их баланс на контрольной и двух экспериментальных диетах.

Окисление жиров

• Между двумя экспериментальными диетами наблюдалась значительная разница в окислении жиров;
• Значительно больше жира окислялось во всех группах, когда они придерживались диеты "HF", по сравнению с диетой "HC" (рис. 2);
• Увеличение окисления жира наблюдалось с 1 по 7 день на обеих диетах;
• На 7-й день диеты "HF" окисление жиров увеличилось на 25% по сравнению с первым днем;
• При использовании "HC"-диеты наблюдалось значительное снижение (40%) окисления жиров при переходе с контрольной диеты на "HC"-диету;
• Когда испытуемые перешли с диеты "HC" обратно на контрольную диету, окисление жиров значительно увеличилось, достигнув 96% от исходного значения (рис. 2).

Субстратный баланс

• Углеводный баланс увеличился во время диеты "HF" до 73,4 ±16 г/день на 7-й день и был значительно увеличен по сравнению с днем 1, когда испытуемые снова перешли на контрольную диету (88,10±12,74 г/день);
• Углеводный баланс значительно снизился в первый день диеты "HF" (рис. 2);
• На диете "HC" наблюдалось ступенчатое увеличение углеводного баланса от контрольного рациона к последнему дню диеты (от 39±16,12 г/сут в день -1 до 70,68±17,11 г/сут в день 1 и до 111,45±18,53 г/сут на день 7;
• Когда испытуемые перешли с диеты "HC" обратно на контрольную диету, баланс углеводов значительно снизился (44,61±22 г/день);
• На диете "HF" наблюдалась значительная разница в жировом балансе с 1-го по 7-й день: жировой баланс снизился с 37±6,62 до 8,41±12,18 г/сут (рис. 2);
• На диете "HC" произошло резкое изменение жирового баланса, когда испытуемые перешли с контрольной диеты на диету "HC";
• Жировой баланс снижался как остро (с 38,26±7,35 г/сут в 1-й день до 12,94±8,34 г/сут в 1-й), так и хронически (до 2,09±8,43 г/сут в 7-й день);
• Когда диета была снова переведена на контрольную, наблюдалось аналогичное резкое изменение жирового баланса, но в противоположном направлении - жировой баланс значительно увеличился до 37,69±13,08 г/день.

Дополнительные комментарии

1. Работа, полезная для понимания того, как влияют разные диеты на метаболизм субстратов;
2. Но, в материале не хватает важных данных, например, как менялся состав тела и масса тела за экспериментальную неделю, в каком состоянии энергетического баланса находились испытуемые, сколько калорий они потребляли на разных диетах, нет разбивки по группам при анализе субстратных балансов и т.п. Есть ощущение, что данная публикация просто неполная, но другой с дополнительной информацией найти не удалось;
3. Две экспериментальные диеты не сильно(!) отличались по составу нутриентов, а контрольная диета была слишком жирная. Все это могло смазать результаты;
4. Нет данных по окислению белков, хотя потери азота собирались;
5. Тем не менее, мы видим: а) дополнительный прием углеводов влияет на скорость их окисления, чего не скажешь о жире - скорость его окисления меняется незначительно; б) скорость окисления белков, судя по всему, не зависела от диеты; в) положительный жировой баланс был меньше на высокоуглеводной диете по сравнению с низкоуглеводной; г) почему при переходе на контрольную диету такая разница между протоколами по жировому балансу (рис. 2) - надо разбираться; д) судя по всему, предыдущий спортивный опыт не влияет на окисление субстратов - на это влияет диета;
6. Похожая работа, но с более подробными данными у нас уже была:

7. Здесь данных по составу тела нам не дали, но в других работах они есть:

8. В общем, подобные работы очень полезны для понимания особенностей метаболизма при разных диетах. Уже набирается целый плей-лист с экспериментами в метаболических камерах.

Получить доступ к неопубликованным лекциям, статьям и другим материалам, а также поддержать нашу работу можно на Boosty
Сейчас там опубликованы следующие материалы:
1. Конкурентный тренинг (лекция).
2. Весогонка в единоборствах (лекция).
3. Плиометрика в фитнесе (лекция).
4. Метаболические эффекты упражнений.
5. Зона жиросжигания - что мы о ней знаем (лекция).
6. Физиология аэробного и анаэробного порогов, МПК (лекция).
7. Все про Дроп-Сет (научный доклад).
8. Локальное жиросжигание (научный доклад).
9. Ишемический тренинг. Часть 1 и 2 (научный доклад).
10. Физподготовка в волейболе (три лекции).
11. Биоэнергетика спорта (обзорная лекция).
12. Классификация аэробных и анаэробных упражнений (лекция).
13. NEW! Статодинамика: 30 лет обсуждений Часть 1 (научный доклад).
14. NEW! Физиология жиросжигания. Часть 1. (лекция).

Дополнительные материалы по этой теме:

Судьба съеденного белка у разных спортсменов. Изучение азотистого баланса

Нужен ли профицит калорий для роста мышечной массы? Научное мини-ревью

Что лучше восстанавливает энергию в мышцах - фастфуд или спортпит? Научный эксперимент

Источник: Roy HJ, Lovejoy JC, Keenan MJ, Bray GA, Windhauser MM, Wilson JK. Substrate oxidation and energy expenditure in athletes and nonathletes consuming isoenergetic high- and low-fat diets. Am J Clin Nutr. 1998 Mar;67(3):405-11.