Огляд кетогенної дієти для спортсменів на витривалість: підсилювач продуктивності або ефект плацебо?

Анотація

Передумови

Кетогенна дієта стала популярною серед спортсменів на витривалість як підсилювач продуктивності. У цій роботі систематично розглядаються дані щодо впливу кетогенної дієти спортсменів на витривалість (EAKD) на максимальне споживання кисню (VO2 max) та вторинні результати.

Методи

Пошуки PubMed та Web of Science проводились до листопада 2019 р. Критеріями включення була документація EAKD (

Передумови

На відміну від обмежень зберігання вуглеводів, організм може зарезервувати велику кількість енергії у вигляді жиру. Один фунт жиру дає приблизно 3500 ккал, що робить жир величезним джерелом енергії навіть серед відносно худорлявих спортсменів. Теоретично, якщо спортсмени на витривалість терплять кетогенну дієту, вони можуть досягти більш тривалих періодів тренувань зі стійким рівнем енергії та зниженою потребою в заправленні, що дозволяє їм максимізувати аеробні переваги від тренувань та змагань. Насправді є деякі докази того, що серед висококваліфікованих людей переваги дієти включають постійне надходження енергії для тіла та мозку під час тривалих фізичних навантажень та прискорене відновлення після тренування [4]. Поки вчені продовжують досліджувати потенційні переваги та недоліки кетогенної дієти для витривалих спортсменів (EAKD), кілька громадських діячів атлетичного співтовариства вже сприйняли дієту як ергогенну [9, 10]. Однак, наскільки відомо авторам, не проводилося систематичних оглядів споживання та витривалості EAKD (наприклад, VO2 max, TTE, Race Time, RPE, Peak Power), з яких можна було б зробити такі висновки.

Щоб заповнити цю прогалину, даний огляд характеризує природу та обсяг наявних наукових доказів щодо твердження, що споживання EAKD призводить до поліпшення показників витривалості, виміряних максимальним поглинанням кисню (VO2 max). VO2 max вважається золотим стандартом для вимірювання аеробної підготовленості. Його вимірюють за допомогою градуйованого тесту на біговій доріжці або велоергометрі, і визначають як максимальне споживання кисню в організмі в мілілітрах на кілограм ваги тіла за хвилину [11]. Більш високі рівні VO2 max свідчать про більшу витривалість. Важливо зазначити, що хоча VO2 max є загальновизнаним показником витривалості, відносний VO2 max збентежений змінами маси тіла і, отже, не без обмежень. З цієї причини для аналізу також були зібрані вторинні результати продуктивності (тобто час до виснаження [TTE], час гонки, рейтинг сприйманого навантаження [RPE], пікова потужність) для аналізу.

Цей рукопис призначений для розширення знань спортивної та наукової громадськості про потенційні переваги та наслідки прийняття EAKD та виявлення прогалин у поточній літературі, які можуть створити можливості для подальшого вивчення. Зокрема, цей огляд зосереджений на рецензованих статтях, що вивчають спортсменів на витривалість (наприклад, велосипедистів, бігунів, бігунів, триатлетів), які беруть участь у трьох або більше тижнів споживання EAKD. Включені дослідження розглядали різноманітні результати; однак основним результатом, який цікавить цей огляд, є VO2 макс.

Основний текст

Методи

Статті були визначені для включення через електронні пошуки літератури в базі даних. Первинний пошук був проведений за допомогою Web of Science та PubMed, 1 лютого 2018 р. Подальші пошуки в Web of Science та PubMed були проведені з використанням однакових критеріїв пошуку, щоб охопити найновіші доступні публікації. Остаточний пошук був проведений 17 листопада 2019 р. Для пошуку статей за темами використовувались такі ключові терміни: кетогенний, раса, ходок, велосипедист, бігун, марафон, витривалість, і спортсмен. Повна стратегія пошуку, яка використовується для обох баз даних, така: ((кетогенний) І (перегони [Назва] АБО ходок * [Заголовок] АБО велосипедист * [Заголовок] АБО бігун * [Заголовок] АБО марафон * [Заголовок] АБО витривалість [Заголовок] АБО атлет * [Заголовок])). Зірочками позначено усічення. Додатковими критеріями включення були англійська мова, статус рецензованої публікації, досягнутий кетоз (виміряний за допомогою біомаркерів у сироватці крові) та документація щодо VO2 max та/або вторинні результати. Наступні виключення були застосовані до пошуків з метою звуження обсягу створених списків статей: НЕ (епілепсія або дитина, або миші, або миша, або діабет *, або щур *, або судоми).

Статті були включені для огляду, якщо заголовок, реферат або ключові слова вказували на те, що дослідження зосереджувалося на кетогенній дієті в контексті тренувань на витривалість та/або перегонів (тобто EAKD). Статті, які відповідають критеріям включення з кожної бази даних, були складені за допомогою програмного забезпечення Endnote. Дублікати були вилучені, а реферати попередньо перевірені на тип джерела. Статті виключалися, якщо вони не були першоджерелом.

Після ідентифікації всіх прийнятних записів була розроблена матриця даних, і були вилучені дані щодо таких змінних: дизайн дослідження, тип спортсмена (тобто спорт, рівень підготовки, віковий діапазон), тип дієти (тобто EAKD, високий вміст вуглеводів, періодичний вміст вуглеводів) і склад, кількість наборів, тривалість дослідження, метод оцінки дотримання дієти, біомаркери сироватки крові для кетозу, протоколи тренувань та VO2 max/вторинні результати. Дані матриці представлені в таблицях 1 і 2. Результати синтезовані якісно.

Результати

Результати пошуку

Рисунок 1 ілюструє процес скринінгу та статті, включені до цього огляду. Коротше кажучи, створені пошукові запити в Web of Science та PubMed n = 60 статей (n = 33 та 27 відповідно). Після видалення дублікатів та попереднього відбору залишилось 28 статей. Після подальшого розгляду було виключено 21 додатковий запис (див. Рис. 1 для причин виключення). Всі виключення проводились для того, щоб підкреслити вплив споживання кетогенної дієти на специфічні спортивні показники спортсменів на витривалість. У процесі скринінгу було отримано сім придатних статей: шість перспективних випробувань (n = 1 рандомізоване кросоверне дослідження, n = 3 нерандомізованих дослідження, n = 2 попередні тести) та одне тематичне дослідження. Див. Рис. 1 для блок-схеми процесу скринінгу.

Блок-схема, що зображує процес пошуку та огляду літератури для отримання остаточного аналітичного зразка (n = 7). Стрілки направо вказують кількість виключених статей і з якої причини

Описові результати

Обговорення

Чотири із семи розглянутих досліджень повідомили про незначущі результати VO2 [14,15,16,17]. У нерандомізованому дослідженні McSwiney et al. повідомили про збільшення максимуму VO2 в обох групах спортсменів на витривалість після EAKD (EAKD: 53,6 ± 6,8 проти 57,3 ± 6,7; HCD: 52,6 ± 6,4 проти 57,2 ± 6,1) з незначною різницею між групами (стор = 0,968) [14]. У проекті, що проводився перед тестуванням, Phinney et al. повідомили про незначне зниження VO2 max від вихідного рівня серед п’яти елітних велосипедистів-чоловіків (до і після EAKD: 5,10 ± 0,18 проти 5,00 ± 0,20; стор > 0,01) [15]. У тематичному дослідженні Zinn et al. повідомили про незначне зниження серед п'яти спортсменів-рекреаторів на витривалість, які споживають EAKD (- 1,69 ± 3,4; стор = 0,63) [17]. Нарешті, у рандомізованому перехресному дослідженні Shaw et al. не повідомляли про суттєві зміни порівняно з вихідним рівнем (59,4 ± 5,2) серед спортсменів чоловічої витривалості під час будь-якого дієтичного втручання (стор > 0,05) [16].

Хізерлі та ін. не повідомляв про максимальні результати VO2, натомість надаючи відсоток вихідного максимуму VO2, досягнутий за різних темпів перегонів (тобто 5 км, 10 км, 21 км, 42 км, під 42 км) [13]. Значно більший відсоток базового рівня VO2 max, досягнутий після EAKD на 10 км, 21 км, 42 км та швидкості перегонів до 42 км, демонструє, що EAKD негативно корелював з аеробною ефективністю спортсменів у цих кроках. Це підтверджується деякими вторинними результатами, наведеними в таблиці 2, включаючи повідомлення про те, що EAKD пов'язаний із значно вищим RPE [12] та зниженням ТТЕ [17]. Лише одне дослідження повідомило про значні позитивні вторинні висновки: більш високий пік потужності у спортсменів після EAKD порівняно зі стандартною дієтою з високим вмістом вуглеводів [14]. Автори дослідження висунули гіпотезу, що такий результат, ймовірно, був зумовлений покращеним співвідношенням сили та ваги серед спортсменів EAKD, які втратили в середньому 6 кг маси тіла.

У багатьох дослідженнях самозвіти учасників (наприклад, дані співбесід, журнали тренувань) припускали, що EAKD, можливо, сприяв відчутній втомі та зниженню здатності тренуватися для певних спортсменів [17], особливо тих, хто тренується в літні місяці [13]. Це може бути комбінованим результатом описаних вище змін у економії палива, метаболізмі та споживанні енергії, хоча не всі спортсмени повідомляли про негативні побічні ефекти. На підставі результатів фокус-груп, одне дослідження повідомило, що спортсмени сприймали дієту більше позитивно, ніж негативно [17], припускаючи, що можуть існувати додаткові невідомі змінні, що впливають на результати EAKD для окремих людей та/або параметрів (наприклад, температура, вологість [13] ).

Однією з гіпотез щодо різниці результатів результатів серед досліджень може бути гетерогенність між протоколами тренувань/відновлення та рівнями фізичної підготовки спортсменів [28]. Обидва дослідження, що демонструють статистично значуще збільшення VO2 max, вивчали ефекти споживання EAKD у професійних бігунів з високим базовим рівнем аеробної здатності, фактор, який був пов'язаний з більш швидким часом відновлення та більшими позитивними адаптаціями до тренувань [29,30,31 ]. Обидва дослідження також чітко включали протокол відновлення у свій рецепт тренувань, що може вплинути на результати тренувань спортсменів [28]. Через обмежену інформацію про протоколи тренувань/відновлення у багатьох з цих досліджень неможливо зробити чітких висновків щодо впливу тренувань проти дієти на результати діяльності. Однак, виходячи з попередніх доказів, розумно висловити гіпотезу, що ці розбіжності у протоколах могли сприяти різним результатам, про які повідомляється [6, 28, 32].

При вивченні результатів важливо мати на увазі, що цей огляд складається лише із семи досліджень, лише одне з яких було рандомізовано [16]. Carr et al., Burke et al., І McSwiney et al. всі були перспективними випробуваннями, проте вони дозволяли учасникам вибирати дієтичне втручання [7, 12, 14]. Хоча цей метод самовибору в цілому покращує рівень дотримання дієт, він також створює ризик упередженості в тому, що ті спортсмени, які обрали EAKD, можуть мати інший спосіб життя або дієтичні тенденції, які можуть вплинути на їх біологічну реакцію на дієту. Хізерлі та ін. та Phinney та ін. були дослідженнями до тестування, які піддаються загрозам внутрішній валідності, таким як той факт, що з плином часу природне зменшення VO2 max [13, 15]. Нарешті, Zinn et al. було тематичним дослідженням [17]. Хоча стаття містить безліч спостережень, що породжують гіпотези, без групи порівняння ми не можемо зробити висновок, чи був EAKD більш-менш ефективним, ніж стандартна дієта з високим вмістом вуглеводів для спортсменів.

Усі дослідження мали порівняно невеликі розміри вибірки, що зменшувало статистичну потужність аналізів. Можливо, що при більшому обсязі вибірки сім досліджень могли мати результати співпраці. Невеликі розміри вибірки також загострили проблему відсіву, яка була значною в одному з п’яти досліджень. McSwiney та ін. втратили 18 учасників у групі EAKD та дев'ять у групі порівняння, що призвело до рівня участі відповідно 33 та 55% [14].

На рівні огляду неоднорідність дієтичних втручань, вимірювання прихильності, процедури тестування VO2 max, протоколи тренувань та типи спортсменів - все це вніс варіації, що ускладнило порівняння між дослідженнями. Наприклад, чотири дослідження вимірювали VO2 max за допомогою бігової доріжки [7, 12, 13, 16], тоді як інші три дослідження використовували велоергометр [14, 15, 17]. Попередні огляди свідчать про те, що ці дві процедури тестування дають суперечливі результати, при цьому вищі результати VO2 max для бігової доріжки порівняно з тестами на велоергометрі [33]. Тому міжстатейні порівняння змінити у VO2 max за дієтою від базового рівня може бути більш надійним, ніж міжстатейне порівняння абсолютних значень результатів, про які повідомляється. Крім того, дослідження припускають, що VO2 max може бути неточним предиктором показників витривалості у бігунів, особливо через різницю в економічності бігу та втому [34, 35]. Тому VO2 max може не бути сильним показником витривалості в деяких видах спорту, що ще більше ускладнює цей показник як порівняння між неоднорідними групами спортсменів.

На додаток до максимальних результатів VO2, у таблиці 2 наведена матриця вторинних результатів (тобто ТТЕ, час змагання, RPE, пікова потужність), яка може бути використана для доповнення максимальних результатів VO2 з цього огляду. Наприклад, хоча всі три дієтичні групи у дослідженні Burke et al. відчули значне збільшення VO2 max від вихідного рівня, лише групи порівняння (тобто, з високим вмістом вуглеводів, періодизовані вуглеводи) мали швидший час бігу на 10 км. Крім того, група EAKD повідомила про значно вищі значення RPE порівняно з базовим рівнем під час оцінного економічного тесту. Подальші дослідження в цій галузі можуть отримати користь від використання різноманітних показників ефективності, таких як ті, що обговорюються в цьому огляді, для тріангуляції загального впливу дієти на спортивні показники, обмежуючи упередження, спричинені використанням лише одного маркера. Крім того, у міру розвитку цієї галузі досліджень, може бути доцільним проводити огляди серед спортсменів одного типу (наприклад, лише бігуни, лише велосипедисти), щоб обмежити неоднорідність досліджень.

Оскільки для ідентифікації статей для огляду використовувались лише дві бази даних, не виключено, що в літературі існують інші дослідження EAKD та показників витривалості. Однак при дослідницьких дослідженнях інших баз даних не знайдено жодних додаткових статей, які відповідали б критеріям включення. Примітно, що шість із семи досліджень, включених до цього огляду, були опубліковані протягом останніх 5 років, що свідчить про те, що наукова увага до цієї теми досить недавня. Через сучасний характер дослідницького питання, можливо, також існують ще не опубліковані дослідження з цієї теми. Отже, майбутні огляди можуть врешті-решт навести більш вагомі докази. Нарешті, потенційний ризик упередженості повідомлення завжди присутній. На жаль, важко оцінити упередженість публікацій, оскільки ми не можемо знати обсяг доказів, які залишились неопублікованими. Однак через суперечливий характер цієї теми як серед науковців, так і непростих людей, здається ймовірним, що як значущі, так і нульові висновки будуть опубліковані.

Висновки

Незважаючи на загальний інтерес до кетогенної дієти як ергогенної допомоги в спорті на витривалість, є мало опублікованих досліджень, що вивчають вплив споживання EAKD на VO2 max та інші результати (тобто ТТЕ, час гонки, RPE, пікова потужність). У порівнянні з дієтою з високим вмістом вуглеводів, існують неоднозначні результати щодо впливу споживання EAKD на показники витривалості. Це може бути частково обумовлено неоднорідністю досліджень та/або мінливістю індивідуальних генетичних факторів спортсменів, особливо тих, що безпосередньо впливають на метаболізм.

Обмежена кількість опублікованих досліджень вказує на необхідність подальших досліджень у цій галузі. Зокрема, необхідні рандомізовані дослідження, проведені у зразках змішаної статі. Дослідники можуть також розглянути можливість вивчення дієт, подібних до EAKD, які не викликають кетоз. Подібне дослідження розширить наше розуміння впливу дієти на різноманітні групи спортсменів, котрі всі отримують користь від подальших знань, незалежно від того, виявляються дані, що підтверджують дієту чи ні.

Наявність даних та матеріалів

Усі дані, проаналізовані у цьому огляді, включені до наступних опублікованих статей.

Берк, Л.М. та ін., Дієта з низьким вмістом вуглеводів, з високим вмістом жиру погіршує економію фізичних вправ і зводить нанівець переваги посиленого тренування в елітних гонщиках. J Physiol, 2017. 595(9): стор. 2785-2807. Карр, А.Дж. та ін., Хронічна дієта з низьким вмістом вуглеводів з високим вмістом жиру має мінімальний вплив на кислотно-основний стан елітних спортсменів. Поживні речовини, 2018 рік. 10(2).

Heatherly, A.J., et al., Ефекти Ad libitum Дієта з низьким вмістом вуглеводів з високим вмістом жиру у бігунів середнього віку. Med Sci Sports Exerc, 2018. 50(3): стор. 570–579.

McSwiney, F.T., et al., Кетоадаптація покращує показники фізичних вправ та реакцію на склад тіла на тренування у спортсменів на витривалість. Метаболізм, 2018. 81: стор. 25–34.

Фінні, С.Д. та ін., Метаболічна реакція людини на хронічний кетоз без обмеження калорій: Збереження субмаксимальної фізичної активності зі зниженим окисленням вуглеводів. Метаболізм, 1983. 32(8): стор. 769–776.

Шоу, Д.М. та ін., Вплив кетогенної дієти на субмаксимальну вправність та ефективність бігунів. Med Sci Sports Exerc, 2019. 51(10): стор. 2135–2146.

Zinn, C. та ін., Кетогенна дієта приносить користь складу тіла і самопочуттю, але не результативності в експериментальному дослідженні новозеландських спортсменів на витривалість. J Int Soc Sports Nutr, 2017. 14: стор. 22.