Początek odchudzania: jakie niesie ryzyko i co daje tu kofeina? 

O czym dowiesz się z tego artykułu:

• Co się dzieje ze stężeniem wolnych kwasów tłuszczowych u osób otyłych?  
• Czy trening HIIT jest lepszy niż aeroby?
• Czy kofeina redukuje ryzyko zdrowotne występujące w pierwszym okresie redukcji?
• Jaki wpływ ma trening interwałowy na stężenie insuliny i glikemię u otyłych?

Redukcja tkanki tłuszczowej długofalowo przynosi liczne korzyści zdrowotne, jednak krótkoterminowo wiąże się ze znacznym ryzykiem. Dlaczego tak się dzieje?

Cóż, jest wiele przyczyn i mechanizmów, które należy wyjaśnić. Gwoli wyjaśnienia dodam, że cytowane badanie jest bardzo ciekawe – pokazuje, że kofeina może chronić osoby otyłe przed negatywnymi skutkami wywołanymi przez HIIT. Nie chodzi o to, że trening interwałowy jest szkodliwy, tylko iż początkowo osoby otyłe mogą być narażone na większe ryzyko powikłań (a nawet zgonu), gdyż wytrącają organizm z homeostazy, zmuszają serce do cięższej pracy, zalewają krwiobieg tłuszczem itd.

Stężenie wolnych kwasów tłuszczowych i skutki metaboliczne

U osób otyłych stężenie wolnych kwasów tłuszczowych (free fatty acids, czyli FFA; WKT) jest wyższe niż u zdrowych. 

Dzieje się tak ponieważ:

• otyłość to choroba,
• większa masa tłuszczu podskórnego „zmagazynowana” u otyłych uwalnia więcej WKT/FFA,
• usuwanie WKT/FFA z ustroju u osób otyłych jest zmniejszone (mniejsza masa mięśniowa, mniejsza aktywność fizyczna, prawdopodobnie wpływ WKT/FFA na wykorzystanie innych substratów energetycznych, nieprawidłowe funkcjonowanie tarczycy, trzustki, wątroby, układu pokarmowego itd.),
• wysokie stężenie wolnych kwasów tłuszczowych powoduje, że insulina nie jest skuteczna (hamuje jej działanie antylipolityczne; normalnie insulina hamuje lipolizę, czyli „blokuje” mobilizację tłuszczów np. z podskórnej tkanki tłuszczowej. Wysokie stężenie WKT/FFA sprawia, że hamujący wpływ insuliny zanika, czyli w krążeniu pojawia się coraz więcej WKT/FFA uwolnionych z np. z tkanki tłuszczowej).

Czy interwały są lepsze niż aeroby?

Trening interwałowy nie musi być skuteczniejszy od klasycznych aerobów. W badaniach naukowych HIIT w różnych wariantach często jest stosowany u otyłych osób, u których dowolna interwencja dietetyczno-treningowa przynosi zaskakująco dobre rezultaty. Tam wystarczy dodać chodzenie 3 km dziennie oraz zmniejszyć podaż kcal o 400 dziennie, by obserwować szybki spadek masy ciała. Przecież w 95% przypadków mamy do czynienia z otyłością prostą, czyli obżeraniem się połączonym z życiem w bezruchu. Cały ten „zmagazynowany” tłuszcz nie bierze się z powietrza. Dlatego interpretując tego rodzaju eksperymenty należy uwzględnić opisaną kwestię. Prawdziwy trening HIIT jest zarezerwowany dla najlepiej wytrenowanych i doskonale przygotowanych osób. Jeśli ktoś nie poświęcił tygodni (miesięcy) czasu na adaptację, to po prostu nie da rady zrealizować tego typu sesji.

HIIT, kofeina, a skutki metaboliczne redukcji

W eksperymencie wzięły udział otyłe kobiety mające 40% tkanki tłuszczowej.

Zastosowano:

• kofeinę (3 mg na kg masy ciała),
• placebo (3 mg na kg masy ciała).

Panie uczestniczyły w 8-tygodniowym programie HIIT (10 × 1-minutowe sprinty, przeplatane 1-minutową przerwą).

Komentarz

Dla osoby mającej 40% tkanki tłuszczowej sprintem jest szybki marsz, więc ma się to nijak do wytrenowanych sportowców. Jednominutowy sprint (prawdziwy bieg, a nie sprint np. na ergometrze rowerowym) jest zarezerwowany dla garstki wyczynowych sportowców. Przeciętny człowiek nie da rady wykonać nawet 10 sprintów po 30 sekund, a co dopiero mówić o 1-minutowej pracy.

Załóżmy, że sprint to 25 km/h, czyli w minutę należy pokonać 416 m. Czyli 10 powtórzeń oznacza przebiegnięcie ponad 4 km przy 25 km/h. Jest to kompletnie nierealne. Dla lepiej wytrenowanych sportowców sprint to bieg z prędkością 30 - 35 km/h (500 - 580 m/min.). Czyli 10 powtórzeń to dystans od 5 km do 5,8 km przy pełnej prędkości (30 - 35 km/h). Być może taką katorgę przeżyje światowa elita biegająca maratony, mężczyźni ważący 50 - 60 kg, a nie 90-kilogramowa kobieta, nosząca 36 kg tłuszczu. To tak jakby młody mężczyzna założył 40 kg plecak i próbował wykonywać przyspieszenia na bieżni, schodach, skoki na skakance czy inne formy interwałów.

Wyniki

• trening interwałowy powodował wzrost stężenia glukozy po 90 minutach i insuliny po 60 minutach w teście OGTT,
• podawanie kofeiny (obok treningu HIIT) spowodowało spadek stężenia glukozy w teście OGTT po 120 minutach i nie miało wpływu na stężenie insuliny,
• sam trening HIIT powodował wzrost stężenia insuliny w teście OGTT o 28,3% (biorąc pod uwagę cały test OGTT),
• sam trening HIIT zwiększył stężenie glukozy w teście OGTT o 14,5%,
• trening HIIT z kofeiną zmniejszył stężenie glukozy w teście OGTT o 19,1% i nie miał wpływu na stężenie insuliny,
• trening interwałowy (z kofeiną lub bez) zmniejszył ilość tkanki tłuszczowej, zwiększył masę mięśniową, spowodował spadek stężenia testosteronu, wzrost wydolności krążeniowej (tlenowej) i beztlenowej.

Interpretacja

Na czym polega OGTT (oral glucose tolerance test; doustny test tolerancji glukozy)? Bardzo często sprawdza się reakcję ustroju na węglowodany podając np. 75 czy 100 g glukozy. Wiemy, jak zachowuje się organizm osoby zdrowej i chorej (mającej cukrzycę lub stan przedcukrzycowy), dlatego OGTT jest jednym ze standardowo przeprowadzanych testów.

OGTT – polega na podaniu standardowej dawki glukozy (50, 75 lub 100 g) i obserwacji spadku stężenia cukru we krwi. Osoby mające upośledzoną tolerancję glukozy zareagują na ten test hiperglikemią (nawet stężeniem 350 - 370 mg/dL!).

Według ESAP przy dawce 75 g glukozy podanej doustnie:

• stężenie glukozy we krwi powinno wynosić mniej niż 200 mg/dL (po 1 h),
• stężenie glukozy we krwi powinno wynosić mniej niż 140 mg/dL (po 2 h),
• stężenie pomiędzy 140 - 200 mg/dL po 2 h uznawane jest za nietolerancję glukozy – często stan przedcukrzycowy,
• stężenie większe niż 200 mg/dL oznacza cukrzycę.

Według „testów laboratoryjnych i badań diagnostycznych w medycynie” stężenie glukozy we krwi po 3 - 4 h od podania glukozy powinno wynosić 70 - 115 mg/dL (niestety nie podano, o jakiej dawce glukozy jest mowa, jednak wszystko sugeruje, iż 75 g glukozy).

Czyli wychodzi na to, iż kobiety opisane w artykule doznały szkód metabolicznych po wykonywaniu treningu HIIT?

Nie, ponieważ 40% tkanki tłuszczowej to silna patologia, więc już wyjściowo były to osoby chore! Tacy ludzie nie reagują normalnie na trening, a tym bardziej na próby wykonywania interwałów. W tkance tłuszczowej składowane są liczne trucizny, takie jak polichlorowane bifenyle (PCB), polichlorowane dibenzo-p-dioksyny i furany (PCDDs/PCDFs), polibromowane etery difenylowe (polybrominated diphenyl ethers – PBDE) i etery difenylowe (PBB). Ponadto np. mogą się tam kumulować pozostałości po paleniu marihuany. Poza tym osoby otyłe mają podwyższone stężenie BCAA i tłuszczów (WKT/FFA) we krwi, więc reagują na trening w sposób patologiczny! Można oczekiwać, iż wyjściowo mają nieprawidłowe, znacząco zawyżone stężenia glukozy i insuliny na czczo, więc paradoksalnie w krótkim okresie czasu trening może pogarszać funkcjonowanie ich organizmu.

Nie jest to jedyny przykład. U ludzi stwierdzono bardzo niebezpiecznie zmiany w sercu w pierwszym tygodniu stosowania diety niskokalorycznej. Okazało się, że po tym jednym tygodniu stosowania diety niskokalorycznej VLCD (600-800 kcal dziennie). Po kilku dniach jej stosowania zawartość tłuszczu w sercu zwiększyła się o 44%! Spowodowało to zaburzenie podstawowej funkcji serca, czyli utrzymania przepływu krwi w ustroju (cierpią na tym nerki, wątroba, mózg, jelita, inne narządy wewnętrzne). Po 8 tygodniach zawartość tłuszczu w sercu i jego funkcja poprawiły się, wyniki były lepsze w porównaniu do okresu, gdy rozpoczęto stosowanie diety. Odnotowywano też dalszą poprawę w zakresie stężeń cholesterolu i ilości tłuszczu w ciele.

Dr Jennifer Rayner dodaje: „Diety niskokaloryczne wywołują korzystne adaptacje metaboliczne, takie jak zmniejszenie otłuszczenia wątroby i poprawę glikemii. Powinny także usprawniać pracę serca. Tymczasem okazało się, iż w pierwszym tygodniu stosowania diety serce funkcjonowało gorzej. Nagły spadek podaży energii spowodował „zalanie” krwiobiegu tłuszczem, a te kwasy tłuszczowe były wychwytywane przez serce. Serce bardzo źle funkcjonuje w takich warunkach”. Czyli możliwe jest, iż trening HIIT miał wpływ na uwolnienie kwasów tłuszczowych (których osoby otyłe i tak mają nadmierną ilość w krwiobiegu), co mogło mieć wpływ na stężenie insuliny lub glukozy. To nie znaczy, że trening HIIT jest zły, tylko iż początkowo każda aktywność fizyczna dla "grubasów" stanowi ryzyko zdrowotne.

Podsumowanie

Wydaje się, iż niewielkie dawki kofeiny mają znaczący wpływ na stężenie glukozy i insuliny w teście OGTT, co nie musi mieć dużego znaczenia praktycznego, ale jest korzystnym sygnałem. Prawdopodobnie osoby otyłe reagują patologicznie na trening HIIT, gdyż występują u nich nienormalnie duże zasoby tłuszczu, a oddziaływanie licznych hormonów jest zakłócone lub wręcz „zablokowane”. Prawdopodobnie każdy rodzaj treningu przyniósłby tu podobne problemy, odwrotnie niż u osób o unormowanej masie ciała i ilości tkanki tłuszczowej.

Referencje:

Ahmad Alkhatib Caffeine Optimizes HIIT Benefits on Obesity-associated Metabolic Adversity in Women. Laboratory of Exercise Biochemistry, University of Taipei, Taipei City, Taiwan, REPUBLIC OF CHINA. https://europepmc.org/article/med/32079912

Robin Shoemaker Adipose Tissue as a Site of Toxin Accumulation https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cphy.c160038

Guenther Boden Obesity and Free Fatty Acids (FFA) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2596919/

Curtis D. Klaassen i John B. Watkins III, „Podstawy toksykologii”

E. Mutschler "Farmakologia i toksykologia", WYDANIE III.

Kathleen Deska PAGANA, Timothy J. PAGANA „Testy laboratoryjne i badania diagnostyczne w medycynie”

„Robbins. Patologia” autorstwa V. Kumar, A.K. Abbas, J. C. Aster (wydawnictwo: Edra Urban & Partner).