Прийом кофеїну пов’язаний зі зменшенням споживання глюкози незалежно від ожиріння та діабету 2 типу до і після тренувань

Анотація

МЕТА—Ми досліджували вплив прийому кофеїну на чутливість до інсуліну у сидячих худих чоловіків (n = 8) та чоловіків із ожирінням з (n = 7) та без (n = 8) діабету 2 типу. Ми також вивчили, чи впливають хронічні фізичні навантаження на взаємозв'язок між кофеїном та чутливістю до інсуліну у цих людей.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ- Суб'єктам було проведено дві процедури гіперінсулінемічно-евглікемічного затиску, кофеїн (5 мг/кг маси тіла) та плацебо, подвійним сліпим, рандомізованим способом до і після 3-місячної аеробної програми вправ. Склад тіла вимірювали за допомогою магнітно-резонансної томографії.

РЕЗУЛЬТАТИ—На початку прийому кофеїну було пов’язано зі значним зменшенням (Р 0,10).

ВИСНОВКИ—Споживання кофеїну пов’язане із значним зниженням опосередкованого інсуліном споживання глюкози незалежно від ожиріння, діабету 2 типу та хронічних фізичних навантажень.

Попередні дослідження показали, що прийом кофеїну пов’язаний із помітним порушенням толерантності до глюкози (1–4) та чутливості до інсуліну (5–7) у людей. Дійсно, Greer et al. (6) повідомляють, що помірне споживання кофеїну пов’язане із зменшенням споживання глюкози на 24% у худих молодих чоловіків. Чи залишається це вірним для людей із ожирінням з діабетом 2 типу або без нього, невідомо. І навпаки, встановлено, що як гострі, так і хронічні фізичні навантаження пов’язані з поліпшенням толерантності до глюкози (8–10) та чутливості до інсуліну (11–13) у осіб із ожирінням та діабетом 2 типу. Далі, Петрі та ін. (2) повідомляють, що прийом кофеїну пов’язаний із порушенням толерантності до глюкози, яке залишається після зниження ваги, спричиненого дієтою та фізичними вправами, у невеликої кількості чоловіків із ожирінням. Чи не протидіє хронічне фізичне навантаження негативному впливу кофеїну на інсулінопоглинане поглинання глюкози у людей із ожирінням з діабетом 2 типу та без нього, невідомо.

Враховуючи встановлений вплив кофеїну на чутливість до інсуліну та те, що інсулінорезистентність є попередником розвитку діабету 2 типу, ми дослідили вплив одноразового прийому кофеїну на споживання опосередкованого інсуліном глюкози у сидячих худих чоловіків та чоловіків із ожирінням із типом та без нього 2 діабет. Далі ми дослідили, чи впливали 3 місяці аеробних вправ без втрати ваги на опосередковану кофеїном резистентність до інсуліну у цих осіб.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ

Дієта та режим фізичних вправ

Протягом 4-тижневого базового періоду добові потреби в енергії для всіх суб’єктів визначались шляхом оцінки витрат енергії у спокої та множення отриманого значення на коефіцієнт 1,5 (14). У цей період усі випробовувані дотримувались дієти для підтримання ваги (55–60% вуглеводів, 15–20% білків та 20–25% жиру). Протягом цього періоду проводили моніторинг маси тіла, щоб визначити точність встановленої потреби в енергії, і відповідно регулювали її, щоб підтримувати масу тіла. Протягом 13-тижневого періоду вправ усім суб’єктам було запропоновано підтримувати вагу тіла і, таким чином, споживали калорії, необхідні для компенсації енергії, витраченої під час регулярних вправ. Вагу тіла вимірювали перед кожним тренуванням, щоб забезпечити підтримку ваги. Усі випробовувані жили вільно і споживали продукти, які були обрані самостійно. Ніяких вітамінів та інших харчових добавок не призначали. Випробовуваним було запропоновано скласти дієту для підтримання ваги таким чином: 55–60% вуглеводів, 15–20% білків та 20–25% жирів. Випробовувані ведуть щоденні деталізовані записи про їжу протягом усього періоду дослідження (~ 17 тижнів), які щотижня переглядаються дослідником-дієтологом для забезпечення відповідності.

Усі випробовувані брали участь у 13-тижневій програмі аеробних вправ, або ходінні, або легкій пробіжці на біговій доріжці протягом 60 хв, п’ять разів на тиждень з помірною інтенсивністю (~ 60% V o 2max). Витрати енергії під час кожного тренувального сеансу визначали, використовуючи дані про частоту серцевих скорочень та споживання кисню, отримані внаслідок градуйованого тесту фізичних вправ, та коригували за допомогою наступних результатів тестів, проведених на 4 та 8 тижнях. автоматизований монітор серцевого ритму (Polar Oy, Кемпеле, Фінляндія). Усі тренування проводились за домовленістю та під наглядом.

Вимірювання чутливості до інсуліну

Щоб забезпечити нормальний рівень глікогену в м’язах, випробовуваних просили споживати щонайменше 200 г вуглеводів та уникати напружених фізичних вправ протягом мінімум 4 днів перед вимірюванням чутливості до інсуліну. Поглинання глюкози вимірювали за допомогою 3-годинної процедури евглікемічного затиску гіперінсулінемічного (40 мО · м −2 · хв -1). Усі випробовувані провели два випробування затискачів (кофеїн та плацебо) до та після тренувань. Випробування були рандомізовані подвійним сліпим способом та розділені на ~ 1 тиждень. Вимірювання затиску після навантажень отримували через 12 і 13 тижнів після вправ. Кожне вимірювання затиску було отримано через 4 дні після останнього заняття. Міри чутливості до інсуліну були отримані через 4 дні після вправ для контролю за встановленими ефектами гострої фізичної активності на засвоєння глюкози (11). Щоб уникнути потенційного ефекту зниження чутливості до інсуліну, усі учасники тренувались 1 тиждень (п’ять разів) між двома вимірюваннями затискачів (від 12 до 13 тижнів). V o 2max визначали наприкінці 12-го та 13-го тижнів та підтверджували, що кардіореспіраторна придатність не відрізнялася між часовими точками, незалежно від групи (дані не наведені).

Аналітичні методи

Вимірювання загального жиру та скелетних м’язів за допомогою магнітно-резонансної томографії

Дані магнітно-резонансної томографії (МРТ) для всього тіла (∼46 рівновіддалених зображень) отримували за допомогою магніту General Electric 1,5 Тесла за встановленим протоколом (17). Після отримання даних МРТ передавались на окрему робочу станцію для аналізу за допомогою спеціально розробленого комп'ютерного програмного забезпечення (Tomovision, Монреаль, Канада), процедури для яких були описані раніше (17). Загальну жирову та скелетну м’язову масу визначали, використовуючи всі 46 зображень. Вісцеральний жир розраховували за допомогою п’яти зображень, що тягнуться від 5 см нижче до 15 см вище L4 – L5. Одиниці об’єму жиру та скелетних м’язів (літри) перетворювали на одиниці маси (кг), помножуючи об’єми на припущену постійну щільність жиру (0,92 кг/л) та знежирених скелетних м’язів (1,04 кг/л) (18).

Статистичний аналіз

Одностороння ANOVA була використана для вивчення відмінностей у характеристиках суб’єкта на початковому рівні. Для оцінки основних ефектів та групових взаємодій для вимірювання складу тіла, чутливості до інсуліну та метаболічних даних використовували повторні вимірювання ANOVA (група × час) або (група × лікування). Коли значення ANOVA P становило o 2. Глюкоза натще була набагато вищою (P 0,1) у відповідь на фізичні вправи в будь-якій з груп. Незважаючи на стабільність ваги, між групами спостерігалося значне зниження (Р 0,05). Однак зменшення вісцерального жиру було більшим (Р 0,1) між дослідженнями кофеїну та плацебо, незалежно від групи (дані не наведені). Однак неокислювальний компонент глюкози був на 41% (16,3 ± 10,3 проти 9,6 ± 5,0), 62% (12,1 ± 8,6 проти 4,6 ± 9,3) та 83% (4,6 ± 5,3 проти 0,8 ± 5,7) нижчим (Р 0,1 ).

Вплив кофеїну на поглинання глюкози після вправ

Прийом кофеїну все ще асоціювався зі значним зменшенням (Р 0,1) між дослідженнями кофеїну та плацебо, незалежно від групи (дані не наведені). Однак неокислювальний компонент глюкози становив 34% (20,9 ± 7,1 проти 13,8 ± 7,8), 45% (14,9 ± 8,9 проти 8,2 ± 5,7) і 67% нижче (9,1 ± 5,9 проти 3,0 ± 3,3) (Р 0,1 ) між групами.

Вплив фізичних вправ на чутливість до інсуліну

Незалежно від групи фізичні вправи не асоціювались (P> 0,1) із збільшенням споживання глюкози ні в дослідженні кофеїну, ні в плацебо (рис. 1).

Сироваткові FFA та інсулін під час гіперінсулінемічно-евглікемічного затиску

На позначці 3 год показники FFA у сироватці крові були суттєво (Р 0,05) між худими та діабетиками 2 типу, незалежно від випробувань та фізичних вправ. У недиабетній групі із ожирінням рівні інсуліну, отримані за 3-годинну позначку, були вищими (Р 0,1) у відповідь на тренування, незалежно від лікування та групи. Так само рівні С-пептиду на вихідному рівні та на позначці 3 год не змінювались (Р> 0,1) у відповідь на тренування.

ВИСНОВКИ

Ми дослідили незалежний вплив кофеїну та хронічних фізичних навантажень на споживання глюкози у худих чоловіків, що раніше сиділи, та чоловіків із ожирінням, які страждають на діабет 2 типу та без нього. Прийом кофеїну в дозі, еквівалентній випиванню 2–3 чашок кави, привів до значного зменшення споживання глюкози незалежно від групи. Крім того, фізичні вправи не послаблювали зниження кофеїну зниження чутливості до інсуліну у цих осіб. Отримані нами дані свідчать про те, що прийом кофеїну негативно впливає на інсулін-опосередковане засвоєння глюкози, яке не залежить від ожиріння, діабету 2 типу та фізичних вправ.

Те, що регулярні фізичні вправи не змогли полегшити негативний вплив кофеїну на засвоєння глюкози у худорлявих чоловіків та чоловіків із ожирінням із діабетом 2 типу та без нього, незважаючи на значне зменшення ожиріння, є новою знахідкою і продовжує попереднє спостереження Петрі та ін. (2), який досліджував вплив прийому кофеїну на реакцію інсуліну та глюкози на 75-г ОГТТ. У цьому дослідженні значне обмеження калорій та регулярні фізичні вправи (тричі на тиждень) не скасовували індукованого кофеїном порушення гомеостазу інсулін-глюкоза у раніше сидячих молодих чоловіків із ожирінням, незважаючи на значну втрату ваги (-8,5 кг). Разом ці спостереження дозволяють припустити, що прийом кофеїну в значній мірі пов’язаний з резистентністю до інсуліну, незалежно від фізичних вправ із втратою ваги або без неї.

Хоча зараз встановлено, що кофеїн пов'язаний із помітним зниженням чутливості до інсуліну, механізми дії не ясні. Деякі (19,20) припускають, що кофеїн антагонізує аденозинові рецептори скелетних м'язів, тоді як інші (6,7,21) припускають, що кофеїн призводить до значного збільшення адреналіну, причому останній інгібує здатність інсуліну стимулювати периферичне засвоєння і пригнічення глюкози. вироблення печінкової глюкози (22,23).

Обмеження цього дослідження вимагають згадування. Через різницю в метаболізмі вуглеводів та кофеїну, що залежить від статі, ми обрали дослідження для чоловіків. Кілька досліджень показали, що менструальний цикл, використання оральних контрацептивів та вагітність можуть впливати на метаболізм кофеїну (27) та чутливість до інсуліну (35). По-друге, невелика кількість учасників, можливо, не сприяла дослідженню, і ми, можливо, не змогли виявити справжні відмінності між групами. Нарешті, учасниками нашого дослідження були всі помірні споживачі кофеїну. Чи спостерігатимуться подібні висновки у споживачів кофеїну, що не вживають важкого кофеїну, чи не.

На закінчення, наші спостереження вказують на те, що прийом кофеїну має значний негативний вплив на споживання глюкози, стимульоване інсуліном, у чоловіків із ожирінням з діабетом 2 типу та без нього, незалежно від хронічних вправ. Крім того, тренувальні вправи не зменшували зниження чутливості до інсуліну, пов’язане з прийомом кофеїну. Клінічні наслідки цих висновків ще мають бути визначені. Тим не менше, прийом кофеїну всередину у формі таблеток згубно впливає на чутливість до інсуліну у чоловіків із ожирінням, що страждають на цукровий діабет або без нього, осіб, які вже мають підвищений метаболічний ризик.

Чутливість до інсуліну в худих, ожиріних та діабетичних групах 2 типу (T2D) до і після 3 місяців фізичних вправ. Чутливість до інсуліну виражається як відношення кількості глюкози, що метаболізується, до переважаючих рівнів інсуліну в плазмі крові [М (мг · кг · СМ · -1 · хв -1]/I (мкУ/мл) × 100] протягом останніх 30 хв евглікемічного затискач. * Поглинання глюкози значно нижче (P Переглянути цю таблицю:

Переглянути вбудований
Переглянути спливаюче вікно