Miegas, jautrumas insulinui ir energijos apykaita

Kalbant apie energijos apykaitą yra pastebėta koreliacija tarp miego trukmės ir antsvorio. Kuo miego trukmė trumpėja, tuo didesnė dalis asmenų pradeda susidurti su didėjančiu svoriu. Tai rodo, kad energijos miego pokyčiai/cirkadinio ritmo pokyčiai turi įtakos energijos kaupimui. Tyrimo [12] tikslas buvo išsiaiškinti kokį poveikį žmogaus organizmui turi miego stoka, tad buvo pasirinktas “Būdravimo” protokolas, kurio metu pusei tiriamųjų asmenų buvo neleista miegoti 24 valandas. Prieš ir po tyrimo visiems asmenims buvo tirti tokie rodikliai kaip - kreatinino kiekis kraujyje, šlapimo rūgštis, cholesterolis ir jo sudedamosios dalys, insulino jautrumas naudojant IST (insulin suppression test) protokolą ir kortizolio kiekis. Kontrolinė grupė tiriamųjų, kurie miegojo visą naktį, gliukozės kiekis kraujyje buvo stabilus prieš ir po tyrimo (prieš tyrimą 5.0+/-2.1, po tyrimo 5.0+/-1.8 mmol/l) ir jų jautrumas insulinui liko nepakitę. Tačiau tiriamieji, kurie išliko būdraujantys 24 valandas, po tyrimo turėjo akivaizdžiai didesnius gliukozės kiekius kraujyje (prieš tyrimą 5.7+/-2.1, po tyrimo 6.7+/-2.2 mmol/l) ir jų grupės jautrumas insulinui buvo sumažėjęs. Galutinis tyrimo reziumė buvo, kad miego stoka sukelia insulino rezistentiškumą, ko pasekoje mažėja geba efektyviai energijos apykaitai ir tai, jei tęsiama, gali privesti prie svorio prieaugio.

Insulinas yra hormonas, kuris produkuojamas kasos beta ląstelėse. Kuomet kasa nesugeba pagaminti reikiamo kiekio insulino , kad būtų palaikomas stabilus gliukozės kiekis kraujyje paros eigoje, tuomet asmuo turi pradėdi vartoti insuliną išoriškai - peroralinis arba transderminis būdai. Viena iš pagrindinių insulino funkcijų yra aktyvuoti gliukozės pernašos baltymus organizmo ląstelėse, kad gliukozė galėtu efektyviai pereiti lipoproteininę sienelę. Jautrumas insulinui yra vertinamas, pagal tai, kokio kiekio insulino reikia norint normalizuoti padidėjųsį gliukozės kiekį kraujyje - kuo insulino reikia daugiau normalizuoti gliukozės kiekį kraujyje, tuo labiau tas organizmas yra insulinui rezistentiškas, kuo mažiau - tuo labiau jautrus. Anot Tarptautinės Diabeto Federacijos sumažėjęs jautrumas insulinui ir lėtiškai didesni nei normalūs gliukozės kiekiai kraujyje ir yra siejami su padidėjusia rizika - kraujagyslių pažeidimams, padidėjusiu kraujo spaudimu, širdies ligomis, nutukimu, osteoporoze ir specifinėmis navikų formomis - storžarnės, krūties, prostatos - bei trumpesniu gyvenimo amžiumi. Priešingai, lėtiškai mažesnis insulino kiekis kraujyje siejamas su ilgaamžiškumu.

Kitame tyrime buvo stebėta riebalų apykaita ir jos pokyčiai dėl skirtingo miego kiekio [13]. Kelias savaites visi tirimieji buvo stebimi bei maitinami tiriamojoje laboratorijoje ir stebimi jų energijos apykaitos rodikliai, bei kūno sudėties skirtumai po ir prieš tyrimą. Kadangi abi tiriamosios grupės buvo maitinamos identiškai, pirmasis rezultatas dėl svorio netekimo kiek nustebino - mažiau miego turėjusioje grupėje buvo stebėtas statiškai patikimai didesnis svorio netekimas, nei daugiau miegojusiai ( 2.4 kg ir 1,5 kg), tačiau tai buvo paaiškinama, kad ilgesnį būdravimo laiką turėjusi grupė, dėl jų miego ribojimo, buvo ilgiau aktyvūs, todėl jų energijos poreikis buvo didesnis. Tad tyrimui pasibaigus jie ir neteko didesnio kiekio svorio. Tačiau vertinant abiejų grupių kūno kompoziciją pastebėta, kad ta grupė kuri miegojo trumpiau , nors ir neteko daugiau svorio, tačiau didesnė jos dalis buvo liesosios raumenų masės kiekiu, o grupėje, kuri miegojo ilgiau - riebalų rezervo. Viso, ilgiau miegojusioje grupėje iš 1,5 kilogramų, riebalinės masės netekimas sudarė 1,4 kg, o mažiau miegojusioje grupėje - iš 2,4 kilogramų, tik 0,6 buvo riebalinė masė. Tad miego kiekis turi įtakos energijos apykaitai. Tai buvo ypač pastebima vertinant abiejų tyriamų grupių energijos apykaitos per kvėpuojamasias dujas stebėjime - RQ.

RQ rodiklis, po maitinimosi, tiriamojoje grupėje, kuri miegojo ilgesnes valandas buvo žymiai žemesnis, lyginant su trumpiau miegojusia grupe. Tai rodo, kad didesnė energijos dalis, ilgiau miegojusiai grupei, buvo generuojama naudojant riebalų rūgštis, kaip energijos substratą.

Vėliau šis tyrimas buvo kartotas [14] su dar vienu kintamuoju - šį kartą visiem tiriamiesiem buvo pritaikyta kalorijų restrikcinė mityba. Šio tyrimo metu buvo pastebėta, kad mažiau miegojusi grupė pradėjo išreikšti daugiau insulino jautrumą nurodančių faktoriu - mažesnis kiekis išskiriamo insulino po maisto, didesnis cirkuliuojančių laisvų riebalų rūgščių elementų kiekis kraujyje bei žemesnis gliukozės kiekis kraujyje ramybės būsenose.

Tamsūs juodi apskritimai - mažiau miegojusių grupė. Šviesūs apskritimai - daugiau miegojusių grupė.

Tad miego kiekis turi įtakos energijos apykaitai, tačiau tyrimo rezultatai leidžia teikti, kad kurkas didesnį efektą tam turi suvartojamo maisto kiekis.

Energijos apykaita ir mitybos variacijos

Šiomis dienomis yra gana daug mitybos variacijų, tačiau visos variacijos turi savo pritaikomumą ir optimalumą. Tai galima lengviausiai pastebėti tyrimuose atliekamuose su aktyviai sportuojančiais asmenimis, kuriem mitybos pokyčiai gali reikšti optimalesnęenergijos apykaitą ir taip leisti pasiekti geresnius rezultatus sporto šakoje.

Tyrimo metu [15] buvo lyginamas pajėgumas dviejuose treko dviratininkų grupėse - viena besimaitinanti mažai angliavandenių turinčia mityba (15 % angliavandeniai,15 % baltymai, 70 % riebalai) , kita standartine Vakarietiška mityba ( 50 % angliavandeniai, 20 % baltymai, 30 % riebalai). Abiem buvo sudarytos standartizuotos mitybos, kurių jie laikėsi keturias savaites prieš tyrimą. Po to laikotarpio jiem buvo atliekamas VO2Max tyrimas įvertinti sportininkų pajėgumus ir energijos substratų naudojimą naudojant RER rodiklį. Tyrimo metu buvo stebėta, kad mažai angliavandenių turinčioje mitybos grupėje naudojamas laisvų riebalųrūgžčių kiekis buvo didesnis lyginant su Vakarietiškos mitybos grupe.

Po viso tyrimo lyginant duomenis, kuriuos sugebėjo parodyti sportininkai, pajėgumo rezultatai nebuvo pakitę - maksimalus darbo kiekis, mintas atstumas, subjektyvus nuovargio kiekis. Viso tyrimo metu abi grupės buvo lygiavertės savo pajėgumu skyrėsi tik jų substratųpanaudojimo rezultatai : 

Dar vienas itin įdomus ir diskusijos reikalaujantis rodiklis buvo laktato produkcijos greitis tarp abiejų tyriamųjų grupių. Kadangi esant dideliam fiziniam krūviui energijos poreikis yra dalinai patenkinamas glikolizės būdu ir todėl dalis glikogeno yra “skaldomas” neefektyviai - yra pradedamas produkuoti laktatas. Tai buvo galima stebėti :

Kadangi laktato produkcija ir jo kiekis, kuris produkuojamas glikolizės metu, esant didesniems kiekiams slopina efektyvų raumenų susitraukimą dėl kartu su jais esančių laisvųjų radikalų [16], todėl jo produkcijos ribojimas yra taip pat svarbus aspektas norint optimizuoti sportuojančio asmens krūvį ir galimus rezultatus. Grupėje, kuri maitinosi mažai angliavandenių turinčia mityba, laktato gamyba ilgesnį laiką buvo uždelsta ir tyrimo eigoje nepasiekė tokių skaičių kokius pasiekė Vakarietiškos mitybos grupė.

Ruošiantis šiam tyrimui sportininkai maitinosi jiem standartizuotomis mitybomis keturias savaites, kadangi reikalingas ilgesnis laiko kiekis adaptuoti organizmą tokiem metaboliniam pokyčiam - gebėti efektyviai išnaudoti riebalų rūgštis, kaip pagrindinę energijos substratą didėjant energijos poreikiams. Tuo pačiu tyrimas patvirtino, kad ilgalaikis mitybos pokytis turi įtakos energijos substratų panaudai.

Nors energijos poreikis gali būti patenkintas mažo intensyvumo krūvio metu riebalų rūgštimis, tačiau krūviui intensyvėjant glikogenas taps reikalingas. Energijos kiekis, kurį per minutę gali sugeneruoti riebalų rūgštys yra 0,4 mol ATP/min, o anaerobinėm ar aerobinėm sąlygom, naudojant glikogeną - nuo 1.0 mol ATP/min iki 2.0 mol ATP/min. Todėl tokio tipo mitybos nėra rekomenduojamos aukšto intensyvumo sporto šakom, kuriose reikalinga išlaikyti aukšto intensyvumo krūvį ilgą laiką, tačiau nesunkiai taikomos tose šakose kur krūvis nedidesnis nei 50-70 % maksimalaus krūvio daugiau nei kelias valandas.

Tačiau svarbu atsižvelgti, kad krūviai arba lėtinės būsenos kurios skatina laktato produkciją tiesiogiai inhibuoja efektyvų ilgų grandžių riebalų rūgščių įvedimą į mitochondrijas, todėl siekiant optimizuoti energijos apykaitą ir išlaikyti metabolinį lankstumą reikia ieškoti būdų, kurie lėtina bei stabdo laktato produkciją.

Kitame tyrime [17] buvo kelta hipotezė, kad asmenys treniruojami ištvermės sporto protokolu, palaikant santykinai nedidelio krūvio tempą, po 10 savaičių turės didesnį ramybės r.r. panaudos kiekį lyginant su jų rezultatais gautais prieš treniravimo protokolo pritaikymą. Visiem asmens buvo injekuojamos žymėtos palmitino ir glicerolio rūgštys, kurių anglies jonų sekimas iškvėptame anglies dvideginyje bei likutinės vertės matavimas cirkuliuojančioje kraujotakoje leidžia išmatuoti tikslesnius r.r. panaudos rodmenis. Visi tiriamieji buvo vyrai, nesergantys lėtinėmis ligomis ir nerūkantys, sulyginti pagal savo svorio ir pajėgumo matus. Tačiau vienas nesukontroliuotas tyrimo aspektas buvo tai, kad vieną dieną savaitėje tiriamiesiems buvo nurodyta sportuoti po 1 valandą, kas jiems patiems atrodo malonu ir tinkama. Nors vienos dienos sporto krūvis ilgalaikiame kontekste neturi didelės įtakos treniruotumui ar raumenų energijos apykaitai, tačiau tai gali turėti didelės įtakos atsistatymo faktoriams ir didina sportuojančių asmenų persitreniravimo tikimybę. Visgi galutiniai tyrimo rezultatai nurodo, kad po 10 savaičių treniruotų asmenų r.r. panaudojimas, kaip energijos šaltinį padidėjo pačio fizinio krūvio metu, tačiau liko nepakitęs su prieš tyrimą gautais rezultatais - ramybės būsenoje po ir prieš sportą r.r. panaudojimas pakito, tačiau nežymiai bei statiškai nepatikimais kiekiais. Tyrėjai iškėlė mintį, kad pokyčiai įvykę per treniravimosi laikotarpį optimizavo mitochondrijų struktūras efektyviau išnaudoti r.r. tačiau nekintant raumenų kiekiui, kas koreliuojasi su mitochondrijų kiekiu organizme, nekito ir ramybės r.r. panaudojimas. Svarbu pastebėti, kad treniruoti asmenys per 10 savaičių neteko apie 4 kg riebalinės masės svorio, o liesąją raumenų masę išlaikė nepakitusią. Taip pat analizuojant tyrimo protokolą stebima, kad prieš kiekvieną tyrimo etapą sportuojantys asmenys turėjo pavalgyti didelį kiekį angliavandenių turintį maisto racioną, kas galėjo turėti įtakos gautam rezultatui. Apibendrinant tyrimo rezultatai leidžia patvirtinti hipotezes, kad treniruotumas tikrai turi didelęs įtakos energijos kiekiui kurį sunaudos sportininkas, lyginant jei tą pačią veiklą atliks netreniruotas asmuo. Bei ramybės būsenos energijos apykaita tikrai skiriasi bei priklauso nuo to, kokią fizinę veiklą praktikuoja asmuo ir kaip ta veikla veikia jo muskuloskeletinės sistemos adaptaciją.

Panašia tema [35] atliktas tyrimas, kuomet buvo lyginamos kelios grupės asmenų ir jų gebėjimas oksiduoti riebalų rūgštis - kokios galimos priežastys tokio gebėjimo mažėjimui. Lyginant dvi grupes asmenų, badavusių valandą iki tyrimo ir tų kurie galėjo užkandžiauti, fizinės vieklos metu buvo stebimi pokyčiai - tą grupė, kuri užkandžiavo, r.r. sugebėjodavo oksiduoti žymiai mažiau nei badavusi grupė. Užkandžiavusioje grupėje buvo stebimi itin maži kiekiai r.r. kraujyje ir padidėjęs insulino kiekis, kuris inhibuoja lipolizės procesus. Tolesnėje tyrimo eigoje buvo paranteriškai leidžiamos infuzijos r.r., užkandžiavusiai grupei, norint pamatyti ar taip egzogeniškai suteikiant jų, galima vėl paveikti ląsteles naudoti jas efektyviau. Tačiau didinant infuzijos kiekius , buvo pasiekti limitai - taip kompensuojant r.r. galima padidinti jų oksidavimą organizme tik iki 30 %.

Dar 1978 metais [18] buvo nustatyta, kad dideli kiekiai gliukozės kraujyje inhibuoja ilgų palmitino rūgšties grandžių pasisavinimą į mitochondrijas (CPT1), taip skatinant organizmą labiau remtis glikogeno rezervais, esant jų didesniam kiekiui, ribojant r.r. panadojimą. Tolimesni tyrimai toliau analizavo CPT1 ir jo panaudojimo limituojančius faktorius. Neigiamą [19] grįžtamąjį ryšį šiai r.r. molekulei turi ir Malonyl - CoA (M-CoA). Tai tarpinė endogeninių r.r. molekulė gaminama ląstelės citoplazmoje. Esant pilniems glikogeno rezervams vyksta lipidų sintezė, kurios metu suformuojamos M-CoA molekulės, kurios tiesiogiai inhibuoja CPT1 ir jų galimybę būti transportuojamos į mitochondrijas, kaip riebalų rūgštis efektyviam energijos panaudojimui.

Taip pat buvo atlikti keli tyrimai, kurių metu buvo bandyta išsiaiškinti kiek įtakos glikogeno ir r.r. naudojimui turi glikogeno kiekis raumeninėse ląstelėse. [20] 12 valandų po glikogeno rezervo išsekinimo kojos raumenyse , atliekant fizinę veiklą, buvo stebimas žymiai didesnis trigliceridų absorbcijos greitis lyginant su kontroline grupe. Toje pačioje studijo pastebėta, kad raumenys turintys mažą glikogeno rezervą fizinio aktyvumo metu išskiria iki 60 procentų didesnį glicerolio kiekį į centrinę kraujotaką, kuris yra vienas iš lipolizės proceso išskiriamų produktų. Tokie rezultatai koreliuoja su mitybinės intervencijos studija [21] , kuomet mažus glikogeno rezervus bei didelį kiekį riebalų turinčios mitybos grupėje 12 h post fizinės veiklos buvo stebimas bendras viso organizmo polinkis naudoti didesnius kiekius riebalų rezervo lyginant su kontroline grupe, kurios mityboje didesnius kiekius sudarė angliavandenių šaltiniai.

....liko dar kiek info, bet svarstau ar sumalti viska į viena...i'll think about it.
J.J.