Concept de crossover

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

În domeniul științific, conceptul de punct de încrucișare sau punct de încrucișare (din conceptul englezesc de încrucișare sau punct de încrucișare [1] ) indică un eveniment metabolic privind utilizarea substraturilor energetice utilizate în timpul activității fizice aerobe , în special relația dintre lipide și carbohidrați . [1] [2] [3] [4]

„În timpul odihnei și al exercițiilor fizice de intensitate ușoară până la moderată, lipidele predomină ca sursă de energie, în special în antrenamentele de anduranță [la sportivii de anduranță ]. Cu toate acestea, pe măsură ce intensitatea exercițiilor fizice crește, există o schimbare în utilizarea substratului către carbohidrați, chiar și în starea de antrenament [1] . "

( Brooks și Mercier, J Appl Physiol. 1994 iunie; 76 (6): 2253-61. )

Definiție

La intensități mici și moderate, lipidele și carbohidrații joacă un rol important ca substraturi energetice, dar lipidele sunt combustibilul central în aceste domenii de exerciții. Cu toate acestea, atunci când intensitatea depășește valorile de 60-65% din VO 2 max , carbohidrații capătă o importanță din ce în ce mai mare, în timp ce lipidele, dimpotrivă, din ce în ce mai puțin [5] .

Un studiu foarte important (Romijn, 1993) efectuat pe bicicliști profesioniști a încercat să determine mai precis gradul de utilizare a diferitelor substraturi la intensități diferite. În cadrul acestei cercetări s-a ajuns la concluzia concisă că utilizarea glucozei și oxidarea glicogenului cresc mână în mână cu intensitatea exercițiului aerob împreună cu o reducere progresivă a eliberării acizilor grași în plasmă; în timp ce lipoliza periferică (mobilizarea grăsimilor depuse) este stimulată la maxim cu exerciții de intensitate redusă: [6]

  • la 25% din VO 2 max , 80% din combustibilul utilizat este reprezentat de lipidele plasmatice din țesutul adipos ;
  • la 65% din VO 2 max , glicogenul muscular acoperă cea mai mare parte a cererii de energie, dar 50% din energie provine din acizi grași din plasmă și trigliceride intramusculare ;
  • la 85% din VO 2 max , peste 60% din necesarul de energie provine din glicogen muscular, în timp ce doar 28% este acoperit de acizi grași.

Conceptul de crossover , care poate fi tradus ca concept de trecere sau traversare , a fost descris pentru prima dată de cercetătorii Brooks și Mercier într-o lucrare științifică din 1994 [1] . Acest concept indică faptul că lipidele joacă un rol predominant ca sursă de energie în condiții de odihnă și pentru a susține un efort muscular la intensitate scăzută, adică până la aproximativ 50-60% VO 2 max sau mai mic, în timp ce o creștere a efortului depășește aceste nivelurile se bazează tot mai mult pe glicogenul muscular și, în general, pe carbohidrați ca substraturi energetice principale, demonstrând modul în care creșterea intensității este direct proporțională cu utilizarea carbohidraților și invers proporțională cu utilizarea lipidelor [3] . În termeni simpli, punctul de încrucișare reprezintă nivelul de intensitate în care energia derivată din carbohidrați prevalează asupra energiei derivate din lipide, unde creșterile ulterioare ale intensității determină o creștere suplimentară a utilizării glucidelor și, în consecință, o scădere suplimentară a oxidării lipidelor [1] . Prin urmare, pe măsură ce intensitatea crește de la valori mici la moderate sau ridicate, selecția substraturilor energetice suferă o tranziție ( încrucișare ) de la o dependență de lipide la o dependență tot mai mare de carbohidrați [3] . Potrivit cercetătorilor, intensitatea este principalul factor determinant al echilibrului de utilizare a substratului în timpul exercițiului. Prin urmare, intensitățile moderate sau ridicate au ca rezultat: [1]

  • o creștere a glicogenolizei musculare (eliberarea glicogenului depus în mușchi sub formă de glucoză);
  • o creștere a glicolizei musculare (utilizarea glucozei de către mușchi) indusă de contracția musculară;
  • o creștere a recrutării fibrelor musculare cu contracție rapidă (fibre de tip 2);
  • o creștere a activității sistemului nervos simpatic (SNS) ;
  • o reducere a transportului acizilor grași în mitocondrii ;

În consecință, la intensități mari, rolul lipidelor este din ce în ce mai mic [2] [3] până când devine nesemnificativ atunci când pragul anaerob este depășit [7] . S-a sugerat că răspunsul la lactatul din sânge reprezintă un marker particular al punctului de încrucișare [2] [3] , deoarece răspunsul la lactatul din sânge și catecolamina la exercițiile incrementale pot fi legate [8] [9] [10] . În publicația lor, Brooks și Mercier au ipotezat, de asemenea, teoria controversată care recunoaște că rata utilizării glucozei la intensități moderate și ridicate este mai mare la subiecții instruiți decât la subiecții neinstruiți [1] , întrebare dezbătută de alți cercetători [11] .

Punct de intersecție și intensitate

În lucrările sale, Brooks și colegii recunosc punctul de încrucișare în intervalul de intensitate moderat. Aceasta înseamnă că nivelul de intensitate în care predomină utilizarea energetică a carbohidraților față de cel al lipidelor apare indicativ la niveluri moderate, mai mari de 70% VO 2 max [6] [12] sau egal cu 75% din VO 2 max [1] . Cu toate acestea, se presupune că nu este posibil să se recunoască un nivel precis de intensitate în care glucidele predomină asupra lipidelor, datorită variațiilor larg individuale care, de exemplu, sunt, de asemenea, foarte diferite în parametrii pragului anaerob [7] sau de zona lipolitică [13] . În prima publicație, Brooks a raportat că la intensități scăzute, recunoscute la niveluri de 45% VO 2 max sau mai mici, lipidele sunt principalul substrat, în timp ce la niveluri de intensitate medie, egale sau mai mari de 75% din VO 2 max , carbohidrații sunt principalul substrat energetic [1] . Având în vedere că acestea sunt valori medii, s-ar putea concluziona că tranziția metabolică care vede o scădere tot mai mare a procentului de lipide oxidate și o creștere tot mai mare a utilizării carbohidraților are loc într-un interval de intensitate apporossimativo între 45 și 75% din VO 2 max . Odată ce aceste valori sunt depășite , se găsește punctul de încrucișare , unde glucidele predomină asupra lipidelor. Alte rezultate, precum cele găsite în cercetarea lui Romijn (1993) [6] , au recunoscut că, la subiecții instruiți, glicogenul muscular a început să predomine asupra utilizării lipidelor la 65% din VO 2 max , dar la aceste niveluri 50% dintre sursele de energie provin din lipide, în timp ce la 85% din VO 2 max 60% din necesarul de energie provenea din glicogenul muscular. Cu toate acestea, trebuie să se recunoască faptul că chiar și intervalul de intensitate în care se găsește o rată mai mare de oxidare a lipidelor apare la niveluri moderate, iar aceste procente, totuși, pot fi ușor diferite pentru subiecții neantrenați sau moderat instruiți [13] . După cum au raportat Romijn [6] și alți cercetători [14] , chiar dacă procentul de lipide oxidate la intensități moderate este mai mic decât la intensitate scăzută, rata maximă de oxidare a lipidelor sau utilizarea generală a lipidelor pe unitate de timp este mai mare . Din rezultatele studiilor ulterioare (Thompson, 1998), activitatea aerobă de intensitate scăzută (33% VO 2 max ) și de lungă durată sau volum mare (90 min), are ca rezultat o oxidare totală mai mare a grăsimilor comparativ cu activitatea fizică de moderată intensitate (66% VO 2 max ) și durată mai scurtă (45 min), dar cu o cheltuială calorică similară [14] . Prin urmare, cu aceeași cheltuială calorică, exercițiul de intensitate scăzută oxidează mai multe lipide totale, în timp ce dacă este evaluat pentru același volum (aceeași durată), exercițiul de intensitate moderată oxidează mai multe lipide totale din cauza cheltuielilor calorice globale mai mari.

Aceste dovezi pot duce la concluzia că în intervalele de intensitate moderată, în ciuda utilizării crescute și crescânde a carbohidraților care culminează cu punctul de încrucișare , are loc și rata mai mare de oxidare a lipidelor, un nivel recunoscut ca „ zonă lipolitică ” sau mai precis „ Grăsime (max) zonă " [15] (aproximativ 60-65% din VO 2 max [6] [16] ). Cu toate acestea, evaluând unele rezultate, s-ar părea că punctul de încrucișare este situat la niveluri de intensitate similare sau imediat deasupra zonei lipolitice [6] . Deși nivelurile aproximative ale punctului de încrucișare sunt recunoscute la o intensitate mai mare de 70% [6] [12] sau egală cu 75% din VO 2 max [1] , alți autori raportează că la subiecții instruiți, valorile intensității maxime în care oxidare lipidică este maximizată ( zona lipolitică ) sunt aproximativ la același nivel, adică la 75% din VO 2 max [13] [17] .

Dispute

Adaptări metabolice

După cum sa menționat, în conceptul de crossover, Brooks a susținut că adaptările induse de exercițiul de rezistență au fost secundare în echilibrul substraturilor [2] . Concomitent cu aceste publicații, Coggan (1997) [11] , printr-un alt document, a exprimat câteva critici asupra acestui concept. În primul rând, a susținut că punctul de încrucișare nu era un concept nou, așa cum fusese recunoscut încă din anii 1930 . Potrivit lui Coggan, deși creatorii acestui concept au susținut inițial că indivizii instruiți foloseau mai multă glucoză la intensități mari, presupunând că această creștere provine din procesele de gluconeogeneză, în realitate literatura a arătat că subiecții instruiți, în comparație cu cei neinstruiți, au fost capabili să folosească mai puțini carbohidrați chiar și la intensități mari. În acest sens, el a susținut că nu există un punct de încrucișare la subiecții instruiți. În cele din urmă, Coggan a susținut că conceptul de crossover a servit mai degrabă pentru a împiedica înțelegerea mecanismelor legate de acest domeniu [11] . Critica lui Coggan conform căreia subiecții instruiți au folosit mai multă glucoză la intensități mari s-a bazat în special pe rezultatele unui studiu anterior realizat de echipa sa (Coggan și colab., 1995) în care s-a constatat dimpotrivă că în timpul exercițiului la intensitate mare (80 % VO 2 max ) utilizarea glucozei a fost mai mică la subiecții instruiți decât la subiecții neinstruiți [18] .

Într-o scrisoare care răspundea la constatările și criticile exprimate de cercetător, Brooks și Trimmer (1996) au afirmat că, chiar și în acest caz, utilizarea glucozei a fost crescută de 4-5 ori comparativ cu valorile în repaus, iar aceste valori A continuat să crească odată cu progresul exercițiului. Astfel, chiar și în cercetările lui Coggan ar părea că atât indivizii instruiți, cât și cei neinstruiți trebuiau să treacă la o dependență de carbohidrați, făcând clar că conceptul de crossover era încă valabil [19] . În orice caz, spre deosebire de ceea ce a fost găsit într-o parte a literaturii, mai multe studii au concluzionat că subiecții instruiți sunt capabili să utilizeze mai multe lipide și mai puțini carbohidrați la aceeași intensitate (% VO 2 max ) [18] [20] [21] , chiar și la valori mari (80% VO 2 max ) [18] [21] . S-a emis ipoteza că acest lucru se datorează unei intrări crescute de FFA în mitocondrii [21] . În ceea ce privește această problemă, într-un studiu mai recent, Daussin și colab. (2007) [22] a confirmat ceea ce a susținut Brooks în conceptul de crossover, ceea ce sugerează că utilizarea sporită a carbohidraților în timpul intense de exerciții conduce la adaptări mitocondriale intrinseci în mușchi, care promovează utilizarea de substraturi prin căile metabolice glicolitice (utilizarea de glucide). Potrivit cercetătorilor, exercițiile de intensitate ridicată și de intensitate foarte mare pot induce probabil adaptări metabolice specifice, altele decât adaptările induse de exercițiile de intensitate moderată.

Volumul și utilizarea substraturilor

În ciuda faptului că creatorii conceptului de crossover au recunoscut că intensitatea exercițiului în intervalele aerobe a fost cel mai determinant factor în utilizarea substraturilor dintre lipide și carbohidrați [2] , alți cercetători, mai mult sau mai puțin în același timp, au a recunoscut modul în care chiar volumul - termenul indicat pentru a defini durata temporală a sesiunii cardiovasculare - a fost capabil să influențeze în mod semnificativ utilizarea substraturilor. În 1995 , Hawley și Hopkins [23] într-o publicație științifică făceau o distincție între sistemul aerobic glicolitic (în care se utilizează mai mulți carbohidrați) și sistemul aerob lipolitic (în care predomină oxidarea lipidelor). În domeniul fiziologiei , glicoliza aerobă (sau glicoliza oxidativă) indică faptul că sub pragul anaerob glicoliza are ca rezultat în primul rând producția de piruvat , o moleculă care este apoi reutilizată aerob de către mitocondrii prin ciclul Krebs pentru a produce ATP . Alternativ, piruvatul este eliberat în fluxul sanguin și direcționat către ficat, unde este transformat în glucoză prin procesul de gluconeogeneză și apoi este eliberat înapoi în sânge . Indiferent de soarta piruvatului, în glicoliza aerobă (predominant la valori de intensitate sub pragul anaerob ) aceasta este refolosită pentru a produce ATP. Dimpotrivă, în glicoliza anaerobă (predominantă la valori de intensitate peste pragul anaerob ) este transformată în lactat și acumulată în mușchi și sânge. Cantitatea totală de energie furnizată de glicoliza aerobă este de 36-39 de molecule de ATP per moleculă de glicogen folosită [5] . Glicoliza aerobă poate fi recunoscută și ca glicoliză lentă.

În acest context, Hawley și Hopkins au recunoscut că în primele 20 de minute de exerciții aerobe, pentru a susține efortul, mușchiul în activitate folosește în principal surse de glucoză, reprezentate de glicogen muscular și glucoză din sânge, și derivă mai puțină energie din surse de lipide. De exemplu, în timpul unei performanțe ipotetice de intensitate moderată, dacă în mod normal aceste niveluri necesită un consum distribuit în mod egal între lipide și carbohidrați, în primele 20 de minute aproximativ metabolismul energetic se va baza mai mult pe sistemele glicolitice aerobe (utilizarea glicogenului / glucozei) și mai puțin pe sistemele aerobice lipolitice (utilizarea acizilor grași) [23] . Alți cercetători au confirmat că în timpul antrenamentelor prelungite (adică în intervalele de intensitate aerobe) , în condiții de repaus alimentar, oxidarea carbohidraților crește semnificativ în primele 20 de minute, în timp ce , ulterior , există o creștere progresivă a utilizării de grăsime [6] [16] [24] [25] [26] [27] : În timpul exercițiilor fizice intense la o intensitate care poate fi menținută timp de 90 de minute sau mai mult (între 55 și 75% din VO 2 max ), există o scădere progresivă a proporției de energie derivată din mușchi glicogen și o creștere progresivă a oxidării acizilor grași (Holloszy și colab., 1998) [26] . Acest lucru poate fi confirmat și de valorile coeficientului respirator (QR), care sunt mai mici de 0,8 (prevalența oxidării lipidelor) înainte de a începe exercițiul în condiții de repaus alimentar, și apoi ating 0,9 (creștere semnificativă a oxidării glucozei). În primele câteva minute de exercițiu de intensitate redusă (50% VO 2 max ) și apoi scade treptat [24] . Acest proces poate fi explicat și prin factori hormonali, deoarece există o creștere a hormonilor lipolitici care este îmbunătățită imediat după primele 20 de minute: Rezultatele obținute indică faptul că hormonii adrenalină, precum și GH [printre principalii hormoni care activează grăsimea depusă procesele de eliberare] cresc semnificativ de la 20 de minute de exercițiu la alergători prin promovarea schimbărilor de la carbohidrați la lipide ca combustibil pentru exerciții (Fernández-Pastoret al., 1999) [27] . În lumina acestor dovezi, se pare că chiar și volumul de exercițiu are o influență asupra utilizării substraturilor împreună cu intensitatea, cu un consum mai mare de carbohidrați în prima perioadă și o creștere progresivă a utilizării lipidelor în detrimentul de carbohidrați cu durată crescătoare. Dacă exercițiul aerob se desfășoară în intervalele de intensitate medie-scăzută, în care în teorie se folosește o pondere mai mare de lipide, cel puțin în primele 20 de minute metabolismul este încă relativ mai orientat către procesele glicolitice cu utilizarea carbohidraților și relativ mai puțin orientată spre procesele lipolitice cu utilizarea acizilor grași.

Aspecte dietetice

Dietă

Într-una din lucrările care tratează conceptul de crossover , Brooks a susținut că manipulările dietetice înainte de exercițiu au jucat, de asemenea, un rol secundar în determinarea echilibrului utilizării substratului în timpul exercițiului [2] . independent de intensitate [4] . Mai multe cercetări indică faptul că consumul maxim de lipide în timpul activității de rezistență este favorizat de o dietă săracă în carbohidrați și bogată în lipide și proteine [25] [26] [28] [29] [30] . Dimpotrivă, o dietă cu un conținut ridicat de carbohidrați necesită o utilizare redusă a lipidelor în timpul activității în favoarea glucidelor și crește performanța și durata, datorită disponibilității mai mari de glucoză și, de asemenea, depozitelor mai mari de glicogen. Mai multe studii raportează, de asemenea, că urmarea unei diete cu un aport ridicat de lipide și un aport redus de carbohidrați pe termen scurt (dieta hipoglucidică hiperlipidică între 1 și 5 zile) crește semnificativ contribuția energetică a grăsimilor la metabolismul aerob oxidativ în timpul exercițiului aerob standardizat. intensitate relativă [26] [30] . În acest sens, este necesar să raportăm un studiu emblematic realizat de Burke și colab. (2000), care au descoperit că 5 zile de dietă bogată în grăsimi, cu conținut scăzut de carbohidrați în timpul unui program de exerciții aerobice au dus la o creștere mai mult decât dublă a oxidării gazelor în timpul exercițiilor de intensitate moderată comparativ cu o dietă bogată în carbohidrați [28] . Aceste date indică în mod clar și fără echivoc că dietele specifice joacă un rol important în utilizarea substraturilor în timpul activității de rezistență aerobă și, în special, aportul de carbohidrați poate determina aceste modificări.

Mecanismul propus prin care se recunoaște că disponibilitatea ridicată de glucoză poate împiedica oxidarea lipidelor pare să fie cauzată de faptul că nivelurile ridicate de glucoză și glicogen cresc nivelurile de malonil-Coa, o moleculă care inhibă enzimele necesare pentru oxidarea lipidelor. Rezultatul este inhibarea oxidării lipidelor atunci când disponibilitatea glucozei este mare și creșterea oxidării lipidelor atunci când disponibilitatea glucozei este scăzută [31] .

Aportul țintit de carbohidrați

În plus față de dietă, un alt aspect dietetic care s-a dovedit că modifică puternic utilizarea substraturilor este aportul de carbohidrați înainte și în timpul antrenamentului. Deși ingestia de carbohidrați înainte și în timpul exercițiilor fizice adaugă un substrat exogen corpului, s-a stabilit în mod repetat că acestea atenuează în mod normal mobilizarea și oxidarea acizilor grași [32] . Chiar și o creștere redusă a insulinei (stimulată de carbohidrați) înainte de efort este capabilă să suprime lipoliza în timpul efortului [33] . S-a demonstrat că concentrațiile crescute de glucoză reduc oxidarea lipidelor prin inhibarea directă a transportului FFA în membranele mitocondriale [16] . Prin urmare, se pare că carbohidrații joacă un rol puternic inhibitor în lipoliza de intensitate redusă: unii autori (Moro și colab., 2007) raportează că mobilizarea lipidelor este mai puțin influențată de stimularea dependentă de catecolamină a receptorilor beta-adrenergici (dată de activitate), și din scăderea insulinei plasmatice (dată de ingestia de carbohidrați) [34] . S-a constatat, de asemenea, că ingestia de carbohidrați înainte sau în timpul exercițiilor de intensitate scăzută (25-50% din VO 2 max ) poate reduce la jumătate oxidarea grăsimilor în comparație cu postul [35] [36] [37] . S-a observat că la 50% din VO 2 max , disponibilitatea glucidelor poate regla direct oxidarea grăsimilor prin hiperinsulinemie prin inhibarea transportului acizilor grași cu lanț lung în mitocondrii [38] . Potrivit cercetătorilor dintr-un studiu recent: " Pentru a îmbunătăți lipoliza indusă de efort și oxidarea ulterioară a grăsimilor în timpul exercițiilor de intensitate redusă, persoanele obeze nu ar trebui să ingereze carbohidrați imediat înainte de exercițiu. Simțul foamei poate fi satisfăcut de un aliment proteic. " ( Erdmann și colab., 2010) [39] .

Spre deosebire de exercițiile de intensitate scăzută, aportul de carbohidrați în timpul exercițiilor de intensitate moderată (65-75% din VO 2 max ) nu reduce oxidarea grăsimilor în primele 120 de minute de exercițiu, dar se întâmplă în special la subiecții instruiți [40] [ 41] . Diferitele efecte ale aportului de carbohidrați în timpul antrenamentelor de intensitate scăzută sau moderată par a fi legate de diferențele în răspunsul la insulină. În timpul exercițiilor de intensitate scăzută, aportul de carbohidrați crește concentrația plasmatică de insulină de două până la trei ori comparativ cu postul [35] [36] prin creșterea absorbției de glucoză de către mușchiul scheletic [35] . Mai mult, creșterea concentrației plasmatice de insulină este asociată cu o scădere a concentrației plasmatice a acizilor grași liberi (FFA) [35] [36] [42] și o suprimare a lipolizei [43] . Aceste evenimente favorizează o creștere a oxidării carbohidraților și o scădere a oxidării grăsimilor [35] . Spre deosebire de exercițiile de intensitate scăzută, răspunsul insulinei la ingestia de carbohidrați în timpul exercițiilor de intensitate moderată este aproape complet suprimat [40] [44] . Acest lucru poate explica de ce aportul de carbohidrați în timpul exercițiilor de intensitate moderată nu afectează oxidarea grăsimilor, oxidarea carbohidraților și utilizarea glicogenului muscular [40] [44] sau probabil oxidarea glucozei în sânge în primele 2 ore de activitate fizică de intensitate moderată [45] ] . Interesant este că ingestia de carbohidrați în timpul exercițiilor de intensitate moderată nu reduce oxidarea grăsimilor, în ciuda suprimării semnificative a concentrațiilor plasmatice de FFA și a concentrațiilor de glicerol [40] [41] .

În lumina acestor date, cercetarea oferă un răspuns clar cu privire la prioritățile substratului reglementate de alimente, indicând faptul că carbohidrații, spre deosebire de grăsimi și proteine, conduc la inhibarea oxidării grăsimilor de intensitate redusă [46] . Pentru a fi precis, s-a constatat că la subiecții instruiți carbohidrații ar exercita efectul inhibitor la intensitate scăzută, dar nu la intensitate moderată [40] [41] . În timp ce la subiecții neinstruiți sau moderat instruiți, efectul inhibitor apare și la intensități moderate [47] [48] . Aceste mecanisme ar supăra teoria conceptului crossover , care recunoaște că creșterea intensității determină o creștere proporțională a utilizării carbohidraților în detrimentul grăsimilor. Deși acest lucru se întâmplă în condiții de post sau lipsă de aport de carbohidrați înainte și în timpul exercițiului, ingestia acestui nutrient produce efecte complet opuse, deoarece impune suprimarea utilizării grăsimilor la intensitate scăzută, tinde să nu suprime „oxidarea grăsimilor de intensitate moderată” la indivizii instruiți, dar tinde să o suprime la aceste niveluri la indivizii neinstruiți sau slab instruiți. Aceasta înseamnă că, în ciuda a ceea ce a fost conceput de conceptul de crossover , ingestia de carbohidrați duce la modificarea semnificativă a metabolismului energetic al substraturilor, favorizând o condiție opusă celei descrise în conceptul de crossover .

Nivelurile de glicogen

După cum s-a reiterat în mod repetat, Brooks în conceptul său de crossover a considerat intensitatea ca fiind cel mai determinant factor în utilizarea substraturilor energetice [2] . Cu toate acestea, există un alt punct care intră în conflict cu această teorie, la rândul său legată de aspectele dietetice discutate mai sus. Acestea sunt nivelurile de glicogen muscular, adică nivelul de carbohidrați depozitați în mușchi înainte de exercițiu, ale cărui rezerve pot fi în mare măsură condiționate de nutriție. Mai recent, Arkinstall și colab. (2004) [49] au investigat efectele nivelului de glicogen muscular pre-exercițiu în raport cu intensitatea asupra utilizării substraturilor de către aceiași subiecți (adică la același nivel de antrenament). Cercetătorii au descoperit că în timpul a 60 de minute de exerciții de intensitate scăzută (45% VO 2 max ), nivelurile ridicate de glicogen muscular pre-exercițiu au dus la o rată mai mare de oxidare a carbohidraților, comparativ cu atunci când aceiași sportivi s-au antrenat la intensitate moderată (70% VO 2 max ) dar cu depozite scăzute de glicogen muscular pre-exercițiu. Rezultatele Arkinstall au arătat, prin urmare, că, spre deosebire de ceea ce Brooks a exprimat în documentele care tratează conceptul de crossover , reglarea metabolismului glucidic în mușchiul scheletic este condiționată de relația dintre disponibilitatea substraturilor și intensitatea. În ciuda diferențelor dintre nivelurile de glicogen muscular pre-exercițiu și utilizarea ulterioară a acestuia, contribuția glucozei plasmatice oxidate la cheltuielile totale de energie a fost similară în toate condițiile testate. Mai mult, intensitatea exercițiului a exercitat o influență mai mare asupra contribuției relative a glicogenului oxidat total asupra metabolismului energetic în condiții de depozite scăzute de glicogen muscular. Aceste dovezi, raportate de fapt cu câțiva ani mai devreme de alți cercetători precum Hawley și Hopkins (1995) [23] , pot fi explicate prin creșterea ratei glicogenolizei asociată cu nivelurile ridicate de glicogen muscular pre-exercițiu care, prin urmare, reduc efectul intensității exercițiilor fizice în astfel de condiții. În cele din urmă, nu s-a demonstrat că o creștere a intensității crește oxidarea carbohidraților (adică oxidarea glicogenului total al corpului și a glicemiei) la un nivel mai ridicat decât un nivel mai ridicat de glicogen pre-exercițiu. Mai degrabă, energia suplimentară necesară pentru susținerea exercițiilor a venit din oxidarea grăsimilor [49] . Acest lucru coincide cu conceptul menționat mai sus de zonă lipolitică , adică nivelul de intensitate la care se mărește rata de oxidare a lipidelor și care este plasat în mod normal la valori moderate, atunci când utilizarea carbohidraților este în mod normal mai mare atât în ​​termeni procentuali, cât și în termeni totali. comparativ cu intensitățile mai mici.

Intensitatea și utilizarea substraturilor post-antrenament

În cele din urmă, conceptul de crossover a devenit din nou subiectul dezbaterii într-un celebru studiu realizat de Pritzlaff și colab. (1999) [50] . În acest document important s-a ajuns la concluzia că în timpul recuperării din exercițiul fizic, o fază recunoscută ca EPOC (creșterea metabolismului în perioada post-antrenament), consumul de energie al grăsimilor a fost puternic corelat cu intensitatea exercițiului. Potrivit cercetătorilor, aceste descoperiri nu ar fi susținut pe deplin teoria conceptului de crossover , care prezice existența unei relații curvilinee, respectiv pozitive și negative, între intensitatea crescută a exercițiului și utilizarea carbohidraților și a grăsimilor. Potrivit cercetătorilor, creșterea cheltuielilor energetice pentru carbohidrați la intensități mari de efort corespunde doar parțial unei activități ridicate a sistemului nervos central (așa cum arată concentrațiile din sânge ale catecolaminelor), în timp ce cheltuielile cu grăsimi în timpul fazei de recuperare de la exercițiul este direct legat de adrenalină și eliberarea de GH (sau somatotropină) [50] . Cu alte cuvinte, cercetătorii au subliniat că, deși creșterea intensității a determinat o creștere proporțională a utilizării carbohidraților în detrimentul lipidelor, aceeași creștere a intensității a determinat și o creștere proporțională a utilizării lipidelor în detrimentul lipidelor carbohidrați în timpul fazei de recuperare post-antrenament, în ciuda nivelurilor ridicate de catecolamine. Această creștere a utilizării lipidelor în post-antrenament se explică parțial prin creșterea semnificativă a nivelurilor de GH, un hormon cu proprietăți lipolitice, a cărui secreție este la rândul său proporțională cu intensitatea exercițiului.

Concluzii

Începând de la primele publicații ale conceptului de crossover în anii nouăzeci și până în prezent, au fost exprimate numeroase critici explicite față de această teorie [4] [11] [50] , probabil pentru superficialitatea relativă cu care a fost expus. Deși principiul de bază pe care se bazează conceptul de crossover este acela că creșterea intensității exercițiului duce la o creștere a consumului de carbohidrați și la o reducere a utilizării lipidelor, până la atingerea punctului în care primele predomină asupra ultimelor, acest lucru poate să fie folosit ca indicație generală și aproximativă. Rezultatele diferitelor cercetări și ale multor autori arată de fapt că mecanismele de reglementare responsabile de utilizarea substraturilor depind de interacțiunea dintre diferiți factori și nu numai și numai de intensitatea exercițiului. In alcuni casi la teoria del crossover concept può essere addirittura stravolta.

  • Grado di allenamento: a parità di intensità, i soggetti allenati tendono a consumare più lipidi e meno glucidi se paragonati ai non allenati o ai moderatamente allenati [18] [20] [21] , anche se è stato discusso che ciò avvenga ad alte e altissime intensità [22] (valori anaerobici o quasi).
  • Volume dell'allenamento: a parità di intensità, la durata dell'esercizio determina un graduale passaggio da un impiego relativamente maggiore di carboidrati nel primo periodo ad un impiego relativamente maggiore di lipidi e inferiore di carboidrati con la progressione dell'esercizio [6] [16] [23] [25] [26] .
  • Regime alimentare: a parità di intensità, le diete iperproteiche e/o iperlipidiche con una bassa quota di carboidrati ( low carb e chetogeniche) favoriscono un maggiore impiego di lipidi e meno di glucidi rispetto alle diete dal maggiore apporto di carboidrati [25] [26] [28] [29] [30] .
  • Assunzione glucidica mirata: l'assunzione di cibi o integratori glucidici prima e/o durante l'esercizio tende ad inibire la mobilizzazione e l'impiego dei lipidi a favore dei glucidi [16] [32] [33] , e ciò succede sempre a basse intensità, mentre succede nei soggetti non allenati e moderatamente allenati anche a moderate intensità [47] [48] ma tende a non verificarsi nei soggetti ben allenati a moderate intensità [40] [41] .
  • Livelli di glicogeno muscolare pre-esercizio: a parità di intensità e di stato di allenamento, inferiori livelli di glicogeno muscolare pre-esercizio determinano un maggiore impiego di lipidi, mentre a basse intensità si impiegano più glucidi con alte scorte di glicogeno muscolare rispetto al livello impiegato durante l'esercizio ad intensità moderata ma con basse scorte di glicogeno muscolare [49] .
  • Impiego di substrati post-esercizio: sebbene l'aumento dell'intensità determini tendenzialmente un proporzionale aumento dell'impiego di carboidrati a scapito dei lipidi, lo stesso incremento dell'intensità determina anche un proporzionale aumento dell'impiego dei lipidi a scapito dei carboidrati durante la fase di recupero post-allenamento [50] .

Note

  1. ^ a b c d e f g h i j Brooks GA, Mercier J. Balance of carbohydrate and lipid utilization during exercise: the "crossover" concept . J Appl Physiol. 1994 Jun;76(6):2253-61.
  2. ^ a b c d e f g Brooks GA. Importance of the 'crossover' concept in exercise metabolism . Clin Exp Pharmacol Physiol. 1997 Nov;24(11):889-95.
  3. ^ a b c d e Brooks GA. Mammalian fuel utilization during sustained exercise . Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 1998 May;120(1):89-107.
  4. ^ a b c Philippe Connes, Olivier Hue, Stéphane Perrey. Exercise Physiology: From a Cellular to an Integrative Approach . IOS Press, 2010. pp. 344-345. ISBN 1-60750-496-0
  5. ^ a b George Brooks, Thomas Fahey, Kenneth Baldwin. Exercise Physiology: Human Bioenergetics and Its Applications . McGraw-Hill Education, 2004. ISBN 0-07-255642-0
  6. ^ a b c d e f g h i Romijn et al. Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration . Am J Physiol. 1993 Sep;265(3 Pt 1):E380-91.
  7. ^ a b William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch. Exercise Physiology: Energy, Nutrition, and Human Performance . Lippincott Williams & Wilkins, 2010. ISBN 0-7817-9781-0
  8. ^ Mazzeo RS, Marshall P. Influence of plasma catecholamines on the lactate threshold during graded exercise . J Appl Physiol. 1989 Oct;67(4):1319-22.
  9. ^ Podolin et al. Plasma catecholamine and lactate response during graded exercise with varied glycogen conditions . J Appl Physiol. 1991 Oct;71(4):1427-33.
  10. ^ Weltman et al. Catecholamine and blood lactate responses to incremental rowing and running exercise . J Appl Physiol. 1994 Mar;76(3):1144-9.
  11. ^ a b c d Coggan AR. The glucose crossover concept is not an important new concept in exercise metabolism . Clin Exp Pharmacol Physiol. 1997 Nov;24(11):896-900.
  12. ^ a b van Loon et al. The effects of increasing exercise intensity on muscle fuel utilisation in humans . J Physiol. 2001 October 1; 536(Pt 1): 295–304.
  13. ^ a b c Achten J, Jeukendrup AE. Optimizing fat oxidation through exercise and diet . Nutrition. 2004 Jul-Aug;20(7-8):716-27.
  14. ^ a b Thompson et al. Substrate use during and following moderate- and low-intensity exercise: implications for weight control . Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1998 Jun;78(1):43-9.
  15. ^ Achten J, Jeukendrup AE. Maximal fat oxidation during exercise in trained men . Int J Sports Med. 2003 Nov;24(8):603-8.
  16. ^ a b c d e Turcotte LP. Role of fats in exercise. Types and quality . Clin Sports Med. 1999 Jul;18(3):485-98.
  17. ^ Knechtle et al. Fat oxidation in men and women endurance athletes in running and cycling . Int J Sports Med. 2004 Jan;25(1):38-44.
  18. ^ a b c d Coggan et al. Glucose kinetics during high-intensity exercise in endurance-trained and untrained humans . J Appl Physiol. 1995 Mar;78(3):1203-7.
  19. ^ Brooks GA, Trimmer JK. Glucose kinetics during high-intensity exercise and the crossover concept . J Appl Physiol. 1996 Mar;80(3):1073-5.
  20. ^ a b Jeukendrup et al. Exogenous glucose oxidation during exercise in endurance-trained and untrained subjects . J Appl Physiol. 1997 Mar;82(3):835-40.
  21. ^ a b c d Sidossis et al. Regulation of fatty acid oxidation in untrained vs. trained men during exercise . Am J Physiol. 1998 Mar;274(3 Pt 1):E510-5.
  22. ^ a b Daussin et al.Training at high exercise intensity promotes qualitative adaptations of mitochondrial function in human skeletal muscle . J Appl Physiol. 2008 May;104(5):1436-41.
  23. ^ a b c d Hawley JA, Hopkins WG. Aerobic glycolytic and aerobic lipolytic power systems. A new paradigm with implications for endurance and ultraendurance events . Sports Med. 1995 Apr;19(4):240-50.
  24. ^ a b Murray et al. The metabolic response to moderate exercise in diabetic man receiving intravenous and subcutaneous insulin . J Clin Endocrinol Metab. 1977 Apr;44(4):708-20.
  25. ^ a b c d Gollnick PD. Metabolism of substrates: energy substrate metabolism during exercise and as modified by training . Fed Proc. 1985 Feb;44(2):353-7.
  26. ^ a b c d e f Holloszy et al. The regulation of carbohydrate and fat metabolism during and after exercise . Front Biosci. 1998 Sep 15;3:D1011-27.
  27. ^ a b Fernández-Pastor et al. Metabolic and hormonal changes during aerobic exercise in distance runners . J Physiol Biochem. 1999 Mar;55(1):7-16.
  28. ^ a b c Burke et al.Effect of fat adaptation and carbohydrate restoration on metabolism and performance during prolonged cycling . Journal of Applied Physiology 2000 Vol. 89 No. 6 pp. 2413-2421
  29. ^ a b Coyle et al. Low-fat diet alters intramuscular substrates and reduces lipolysis and fat oxidation during exercise . Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001 Mar;280(3):E391-8.
  30. ^ a b c Hawley et al. Strategies to enhance fat utilisation during exercise . Sports Med. 1998 Apr;25(4):241-57.
  31. ^ Sidossis LS, Wolfe RR. Glucose and insulin-induced inhibition of fatty acid oxidation: the glucose-fatty acid cycle reversed . Am J Physiol. 1996 Apr;270(4 Pt 1):E733-8.
  32. ^ a b EF Coyle. Substrate utilization during exercise in active people . Am J Clin Nutr. 1995 Apr;61(4 Suppl):968S-979S.
  33. ^ a b Horowitz et al. Lipolytic suppression following carbohydrate ingestion limits fat oxidation during exercise Archiviato il 7 marzo 2016 in Internet Archive . . Am J Physiol. 1997 Oct;273(4 Pt 1):E768-75.
  34. ^ Moro et al. Sex differences in lipolysis-regulating mechanisms in overweight subjects: effect of exercise intensity . Obesity (Silver Spring). 2007 Sep;15(9):2245-55.
  35. ^ a b c d e Ahlborg, Felig. Influence of glucose ingestion on fuel-hormone response during prolonged exercise . J Appl Physiol. 1976 Nov;41(5 Pt. 1):683-8.
  36. ^ a b c Ivy et al. Endurance improved by ingestion of a glucose polymer supplement . Med Sci Sports Exerc. 1983;15(6):466-71.
  37. ^ De Glisezinski et al. Effect of carbohydrate ingestion on adipose tissue lipolysis during long-lasting exercise in trained men . J Appl Physiol. 1998 May;84(5):1627-32.
  38. ^ Coyle et al. Fatty acid oxidation is directly regulated by carbohydrate metabolism during exercise . Am J Physiol. 1997 Aug;273(2 Pt 1):E268-75.
  39. ^ Erdmann et al. Effect of carbohydrate- and protein-rich meals on exercise-induced activation of lipolysis in obese subjects . Horm Metab Res. 2010 Apr;42(4):290-4.
  40. ^ a b c d e f Coyle et al. Muscle glycogen utilization during prolonged strenuous exercise when fed carbohydrate . J Appl Physiol 61: 165–172, 1986.
  41. ^ a b c d Coyle et al. Carbohydrate feeding during prolonged strenuous exercise can delay fatigue . J Appl Physiol. 1983 Jul;55(1 Pt 1):230-5.
  42. ^ Pirnay et al. Fate of exogenous glucose during exercise of different intensities in humans . J Appl Physiol. 1982 Dec;53(6):1620-4.
  43. ^ Campbell et al. Regulation of free fatty acid metabolism by insulin in humans: role of lipolysis and reesterification . Am J Physiol. 1992 Dec;263(6 Pt 1):E1063-9.
  44. ^ a b Hargreaves M, Briggs CA. Effect of carbohydrate ingestion on exercise metabolism . J Appl Physiol. 1988 Oct;65(4):1553-5.
  45. ^ Bosch et al. Effect of carbohydrate ingestion on exercise metabolism . J Appl Physiol. 1988 Oct;65(4):1553-5.
  46. ^ Rowlands DS, Hopkins WG. Effect of high-fat, high-carbohydrate, and high-protein meals on metabolism and performance during endurance cycling . Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2002 Sep;12(3):318-35.
  47. ^ a b Civitarese et al. Glucose ingestion during exercise blunts exercise-induced gene expression of skeletal muscle fat oxidative genes . Am J Physiol Endocrinol Metab. 2005 Dec;289(6):E1023-9.
  48. ^ a b Wallis et al. Metabolic response to carbohydrate ingestion during exercise in males and females . Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006 Apr;290(4):E708-15.
  49. ^ a b c Arkinstall et al. Regulation of fuel metabolism by preexercise muscle glycogen content and exercise intensity . J Appl Physiol. 2004 Dec;97(6):2275-83.
  50. ^ a b c d Pritzlaff et al. Catecholamine release, growth hormone secretion, and energy expenditure during exercise vs. recovery in men . J Appl Physiol. 2000 Sep;89(3):937-46.

Bibliografia

Voci correlate

Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Concetto_di_crossover&oldid=104461991 "