Mark Elisabeth Theodorus Willems

1 Universitatea din Chichester, Institutul Sportului, College Lane, PO19 6PE Chichester, Marea Britanie

Nisakorn Parktin

2 Colegiul de Știință și Tehnologie Sportivă, Universitatea Mahidol, Salaya, Nakhon Pathom 73170, Thailanda; [email protected] (N.P.); [email protected] (W.W.); moc.liamg@1106304g (A.A.)

Waree Widjaja

2 Colegiul de Știință și Tehnologie Sportivă, Universitatea Mahidol, Salaya, Nakhon Pathom 73170, Thailanda; [email protected] (N.P.); [email protected] (W.W.); moc.liamg@1106304g (A.A.)

Amornpan Ajjimaporn

2 Colegiul de Știință și Tehnologie Sportivă, Universitatea Mahidol, Salaya, Nakhon Pathom 73170, Thailanda; [email protected] (N.P.); [email protected] (W.W.); moc.liamg@1106304g (A.A.)

Abstract

1. Introducere

Eficacitatea suplimentelor populare de nutriție sportivă pentru exerciții fizice este susținută în principal de observațiile din studii experimentale cu participanți caucazieni (de exemplu, suc de sfeclă roșie [1] și bicarbonat de sodiu [2]). Cu toate acestea, etnia poate afecta răspunsurile fiziologice, metabolice și cardiovasculare la intervențiile nutriționale. De exemplu, cu aportul de cofeină, răspunsul la activitatea citocromului P450 1A2 a fost diferit la sud-asiatici comparativ cu caucazienii [3]. În general, există o lipsă de informații despre eficacitatea suplimentelor de nutriție sportivă la non-caucazieni. În ultimii ani, suplimentele cu compoziție de polifenoli (de exemplu, ceai verde, rodie, afine, cireșe Montmorency, ciuperci și coacăze negre) au apărut ca suplimente nutriționale sportive, datorită potențialilor antioxidanți și efectelor benefice asociate asupra sănătății, cu observații în Caucazieni.

Pentru suplimentarea cu polifenoli, s-a sugerat că microbiomul intestinal joacă un rol important în biodisponibilitatea metaboliților și diferențele interindividuale în biodisponibilitate [23]. Biodisponibilitatea antocianinelor în plasma sanguină este foarte scăzută. Apariția metaboliților indusă de antocianină este afectată de absorbția, distribuția și conversia antocianinelor ingerate. Obiceiurile alimentare afectează microbiomul intestinal [24]. Obiceiurile alimentare sunt influențate de mulți factori, inclusiv localizarea geografică, etnia [25] și disponibilitatea alimentelor. Utilizarea mai scăzută a lipidelor la bărbații thailandezi în timpul exercițiilor fizice sa sugerat că se datorează obiceiurilor alimentare [26]. În cercetarea sportului și nutriției exercițiilor fizice, se recunoaște că eficacitatea suplimentelor trebuie stabilită ținând cont de sex, vârstă și starea de antrenament, în timp ce etnia și obiceiurile dietetice par a fi ignorate. Niciun studiu nu a examinat efectul unui ajutor ergogen nutrițional asupra oxidării substratului în repaus și în timpul efortului la non-caucazieni. Oxidarea sporită a grăsimilor în repaus și în timpul exercițiilor de intensitate moderată este considerată benefică; ar putea oferi beneficii pentru sănătate și este afectat de ajutoarele ergogene nutriționale.

Prin urmare, scopul principal al prezentului studiu este de a examina efectul extractului de coacăz negru din Noua Zeelandă asupra cardiovascularului (adică, ritmului cardiac, volumul accidentului vascular cerebral, debitului cardiac și rezistenței vasculare sistemice), metabolice (adică, oxidarea substratului și raportul de schimb respirator ) și răspunsuri fiziologice (de exemplu, ventilație minută și absorbție de oxigen) în repaus și în timpul unei plimbări rapide de 30 de minute la bărbații din sud-estul Asiei. În munca noastră cu participanți de sex masculin caucazieni, am observat efecte benefice asupra funcției cardiovasculare în repaus și în timpul contracției izometrice submaximale (de exemplu, creșterea debitului cardiac), precum și o îmbunătățire a oxidării grăsimilor din tot corpul în timpul ciclului. Pentru prezentul studiu, s-a emis ipoteza că extractul de coacăz negru din Noua Zeelandă va crește debitul cardiac în repaus și va crește oxidarea grăsimilor în timpul mersului rapid pe banda de alergare. A fost observat de Robinson și colab. [27] la caucazieni, oxidarea grăsimilor în repaus s-a corelat semnificativ cu oxidarea maximă a grăsimilor indusă de efort. Prin urmare, al doilea obiectiv al studiului a fost de a examina dacă există o astfel de corelație semnificativă între oxidarea grăsimii din corpul întreg în repaus și în timpul mersului rapid la bărbații din sud-estul Asiei.

2. Materiale și metode

2.1. Participanți

Șaptesprezece bărbați sănătoși din Asia de Sud-Est (adică, thailandezi) dintr-o populație universitară (vârstă: 22 ± 3 ani; înălțime: 172 ± 5 cm; masa corporală: 64,3 ± 5,0 kg; grăsime corporală: 15 ± 4%; tensiune arterială sistolică: 107 ± 37 mm Hg; tensiunea arterială diastolică: 70 ± 7 mmHg; indicele de masă corporală (IMC): 21,8 ± 1,1 kg · m −2 (medie ± deviație standard (SD)); intervalul IMC: 19,5-23,4), șaisprezece cu normal greutatea și una supraponderală [28], s-au oferit voluntari pentru studiu. Participanții au primit plăți în numerar de la Universitatea Mahidol și au acordat consimțământul scris în scris, după explicarea procedurilor experimentale, a riscurilor potențiale și a beneficiilor studiului. Participanții au fost nefumători, activi din punct de vedere recreativ și nu au luat suplimente alimentare sau sportive. Aprobarea etică a fost obținută de la Universitatea Mahidol (MU-CIRB 2017/115.1906), cu protocol și proceduri conforme cu Declarația de la Helsinki din 2013.

2.2. Proiectare experimentală

Studiul a fost un design crossover dublu orb, randomizat, controlat cu placebo. Randomizarea a fost realizată prin răsucirea unei monede. Participanții au vizitat laboratorul de fiziologie a exercițiilor cu aer condiționat (temperatură: 25,2 ± 0,5 ° C; umiditate: 45 ± 4%; presiune barometrică: 1008 ± 2 mbar; medie ± SD) de trei ori dimineața, pe parcursul a 5-6 săptămâni perioadă. În pregătirea pentru toate vizitele de laborator și sesiunile de testare, participanții au fost instruiți să se abțină de la exerciții intense 48 de ore, să nu consume alcool timp de 24 de ore înainte de testare și să nu consume produse care conțin cofeină în ziua testării.

Participanții și-au înregistrat aportul alimentar timp de șapte zile înainte de prima afecțiune experimentală (adică, vizita 2) și au fost instruiți pentru vizita experimentală ulterioară (adică vizita 3) pentru a replica aportul lor. Jurnalele alimentare au fost analizate cu INMUcal v.3 NB.3, cu valori nutritive pentru alimentele thailandeze (Institutul de nutriție, Universitatea Mahidol, Salaya, Nakhon Pathom, Thailanda) pentru aportul de carbohidrați, grăsimi și proteine, precum și energia totală aport (kJ) (Tabelul 1).

tabelul 1

Aportul alimentar zilnic, cu valori absolute și relative la masa corporală.

Carbohidrați(g)1,68 ± 49
(g · kg masă corporală −1)2,62 ± 0,78
Proteină(g)57 ± 13
(g · kg masă corporală −1)0,89 ± 0,23
Gras(g)68 ± 14
(g · kg masă corporală −1)1,07 ± 0,23
Aportul total de energie(kJ)6087 ± 1293
(kJ · masa corpului -1)95 ± 22

Valorile sunt media ± SD pentru 17 participanți de sex masculin (vârsta: 22 ± 3 ani; IMC: 21,8 ± 1,1 kg · m −2).

Raportul de schimb respirator (adică RER) a fost calculat prin raportul dintre volumul de dioxid de carbon produs și volumul consumului de oxigen. Ratele de oxidare a grăsimii și a carbohidraților din întregul corp au fost calculate cu ecuațiile 1 și 2 de la Jeukendrup și Wallis [33], pe baza stoichiometriei glucozei și a acidului palmitic și a presupunerii unei oxidări neglijabile a proteinelor:

2.3. Analize statistice

Analizele statistice au fost finalizate folosind GraphPad Prism (versiunea 5 pentru Windows; GraphPad Software, La Jolla, CA, SUA). Ipotezele privind normalitatea datelor au fost testate cu testul Kolmogorov - Smirnov, cu o ventilație mică în repaus care nu depășește normalitatea. Pe baza ipotezei că extractul NZBC ar avea ca rezultat o schimbare a observațiilor metabolice, fiziologice și cardiovasculare în studii cu dimensiuni ale eșantionului egale sau mai mici de cincisprezece [9,12,32], testele de testare cu o singură coadă utilizate au fost comparați toți parametrii dintre condițiile placebo și extractul NZBC, efectuând un test Mann-Whitney U pentru ventilație minută în repaus. Mărimile efectului (de exemplu, Cohen’s d [34]) au fost calculate pentru modificările care au fost semnificative sau au prezentat o tendință de semnificație, cu o dimensiune a efectului de p ≤ 0,1, conform recomandărilor Curran-Everett și Benos [35]. Datele sunt prezentate ca medie ± SD.

3. Rezultate

3.1. Observații fiziologice și metabolice în repaus

În repaus, coacăzul negru din Noua Zeelandă nu a avut niciun efect asupra ventilației minute (PL: 8,60 ± 1,53; extract NZBC: 8,70 ± 1,76 L · min -1; p = 0,49), absorbție de oxigen (PL: 4,29 ± 0,66; extract NZBC: 4,38 ± 0,72 mL · kg −1 · min −1; p = 0,29), RER (PL: 0,86 ± 0,05; extract NZBC: 0,86 ± 0,06; p = 0,40), oxidare carbohidrați (PL: 0,19 ± 0,07; extract NZBC: 0,18 ± 0,06 g · min -1; p = 0,37) sau oxidarea grăsimilor (PL: 0,06 ± 0,03; extract NZBC: 0,07 ± 0,04 g · min -1; p = 0,32). O absență a modificării oxidării grăsimilor în repaus poate sugera că lipoliza nu este afectată de aportul de coacăze negre la bărbații din sud-estul Asiei.

3.2. Funcția cardiovasculară în repaus

În repaus, coacăzul negru din Noua Zeelandă nu a avut niciun efect asupra ritmului cardiac (PL: 59 ± 10; extract NZBC: 58 ± 9 bătăi · min -1; p = 0,28), volumul accidentului vascular cerebral (PL: 77 ± 19; extract NZBC: 81 ± 21 mL; p = 0,29), debit cardiac (PL: 4,49 ± 0,99; extract NZBC: 4,42 ± 0,63 L · min -1; p = 0,43) sau rezistență vasculară sistemică (PL: 1509 ± 333; extract NZBC: 1535 ± 251 dynes · s · cm −5; p = 0,43). Absența oricărui efect asupra parametrilor cardiovasculari în repaus pare să sugereze că funcția endotelială în repaus nu este afectată de aportul de coacăze negre la bărbații din sud-estul Asiei.

3.3. Răspunsuri metabolice și fiziologice în timpul mersului pe banda de alergare de 30 de minute la 5-MET

În timpul mersului de 30 de minute la 5-MET, coacăzul negru din Noua Zeelandă nu a avut niciun efect asupra ventilației minute (PL: 35,7 ± 6,0; extract NZBC: 35,2 ± 5,6 L · min -1; p = 0,24), absorbția oxigenului (PL: 20,91 ± 2,44; Extract NZBC: 20,42 ± 3,07 mL · kg −1 · min -1; p = 0,16), RER (PL: 0,92 ± 0,06; Extract NZBC: 0,91 ± 0,04; p = 0,42), oxidarea carbohidraților (PL: 1,21 ± 0,37; Extract NZBC: 1,16 ± 0,28 g · min -1; p = 0,26) sau oxidarea grăsimilor (PL: 0,18 ± 0,13; Extract NZBC: 0,19 ± 0,10 g · min -1; p = 0,40). Absența oricăror modificări ale oxidării grăsimilor induse de efort sugerează că lipoliza și toate evenimentele celulare din mușchiul scheletic care contribuie la oxidarea grăsimilor nu au fost afectate de aportul de coacăz negru la bărbații din sud-estul Asiei.

Oxidarea grăsimilor în timpul mersului de 30 de minute a fost semnificativ corelată atât cu condițiile placebo, cât și cu cele din extractul NZBC, cu oxidarea grăsimilor în repaus (Figura 1).

negru

Relația dintre oxidarea grăsimii din corpul întreg în repaus și în timpul unei plimbări echivalente cu cinci metabolici timp de 30 de minute (A) cu un placebo și (b) în condiții de extract de coacăz negru din Noua Zeelandă (NZBC). Coeficientul de corelație Pearson a fost semnificativ în ambele condiții.

3.4. Răspunsuri cardiovasculare în timpul mersului pe banda de alergare de 30 de minute la 5-MET

În timpul mersului de 30 de minute la 5-MET, coacăzul negru din Noua Zeelandă nu a avut niciun efect asupra ritmului cardiac (PL: 113 ± 14; extract NZBC: 112 ± 13 bătăi · min -1; p = 0,27) (Figura 2 a), dar a existat o tendință pentru un volum mai mare de accident vascular cerebral cu 12% cu o dimensiune moderată a efectului (PL: 83 ± 25; Extract NZBC: 93 ± 24 ml; p = 0,07, d = 0,45, Figura 2 b).

(A) Ritm cardiac, (b) accident vascular cerebral, (c) debitul cardiac și (d) rezistență vasculară sistemică pentru placebo și extract de coacăz negru din Noua Zeelandă în timpul unei plimbări cu bandă de alergare de 30 de minute la 5-MET. * indică o diferență sau o tendință pentru o diferență între condițiile de extract placebo și NZBC.

A existat o tendință pentru debitul cardiac mai mare cu 12%, cu o dimensiune moderată a efectului (PL: 9,15 ± 2,59; extract NZBC: 10,26 ± 2,78 L · min -1; p = 0,06, d = 0,41) (Figura 2 c). A existat, de asemenea, o rezistență vasculară sistemică semnificativă mai mică cu 11%, cu o dimensiune mică a efectului. (PL: 779 ± 269; extract NZBC: 697 ± 245 dynes · s · cm -5; p = 0,48, d = 0,32) (Figura 2 d). La bărbații din sud-estul Asiei, aportul de coacăz negru poate afecta funcția endotelială indusă de efort și poate indica o vasodilatație suplimentară în timpul mersului.

4. Discutie

5. Concluzii

Se concluzionează că aportul de extract din coacăz negru din Noua Zeelandă nu are niciun efect asupra răspunsurilor metabolice, fiziologice și cardiovasculare în repaus la bărbații thailandezi cu greutate corporală normală. Cu toate acestea, extractul de coacăz negru din Noua Zeelandă a afectat răspunsul cardiovascular în timpul mersului rapid la bărbații thailandezi. Studiile de suplimentare ar putea avea nevoie să ia în considerare etnia populației studiate pentru a examina efectele ajutoarelor ergogene nutriționale.

Mulțumiri

Suplimentarea a fost asigurată de Health Currancy (UK)/CurraNZ (NZ) Ltd.