1. Context
Utilizarea dietelor ketogenice pentru îmbunătățirea performanței sportive și a compoziției corporale a devenit din ce în ce mai populară datorită unei combinații de cărți și articole destinate publicului larg, platformelor de social media și cercetărilor academice. Societatea Internațională de Nutriție Sportivă (ISSN) a publicat mai multe declarații de poziție care abordează cerințele nutriționale pentru optimizarea adaptărilor la antrenament și a performanței sportive; în acest scop, ISSN recomandă aporturi mai mari de carbohidrați, de aproximativ 5–12 grame per kilogram greutate corporală pe zi pentru sportivii de anduranță și cel puțin 3–5 g/kg pentru fitness general, inclusiv sportivii de forță. În plus, ISSN recomandă că o gamă largă de abordări dietetice, de la diete bogate în carbohidrați până la cele ketogenice, pot fi eficiente pentru îmbunătățirea compoziției corporale.
Lucrarea de față reprezintă prima Declarație de Poziție ISSN privind utilizarea dietelor ketogenice în sport. Impactul dietelor ketogenice asupra performanței atletice, forței musculare, adaptărilor la antrenamentul de rezistență și compoziției corporale va fi discutat.
2. Ketogeneza
Ketogeneza este un proces care are loc în principal în ficat, prin care se produc trei tipuri de corpi cetonici – acetoacetat, beta-hidroxibutirat (βHB) și acetonă. Deoarece aceste substanțe sunt solubile în apă, ele pot circula ușor în întregul corp pentru a furniza o sursă alternativă de energie față de glucoză. Toate celulele care conțin mitocondrii sunt capabile să folosească corpii cetonici pentru a produce energie; excepția o reprezintă celulele hepatice, care nu au enzima necesară β-ketoacil-CoA transferază. Creierul este organul cel mai cunoscut pentru utilizarea corpurilor cetonici, deoarece își poate genera două treimi din necesarul de energie din cetone după câteva săptămâni de post.
În condiții normale, cu aport suficient de energie și carbohidrați, majoritatea moleculelor care produc energie (glucoză, acizi grași și unele aminoacizi) sunt descompuse în acetil-CoA, care apoi se leagă de oxaloacetat (OAA) în ciclul acidului tricarboxilic (TCA) pentru a forma citrat. Mai multe reacții succesive continuă ciclul TCA, producând molecule purtătoare de electroni (NADH și FADH2) care intră în lanțul de transport al electronilor pentru a produce adenozin trifosfat (ATP) – moneda energetică universală a celulei.
Ketogeneza apare atunci când există un exces de acetil-CoA care nu poate intra în ciclul TCA din cauza lipsei de OAA. Deși OAA este reciclat la fiecare rotație a ciclului TCA și o parte din OAA poate fi produs din glucoză și aminoacizi, acesta este deviat în ficat din ciclul TCA pentru a fi folosit ca substrat în gluconeogeneză în perioadele de lipsă de glucoză (de exemplu, post sau dietă săracă în carbohidrați). De aceea ketogeneza are loc în principal în ficat – OAA este deviat spre gluconeogeneză, ceea ce duce la o „acumulare” de acetil-CoA în mitocondrii.
Aceasta explică și motivul pentru care alte țesuturi pot folosi corpii cetonici ca sursă de energie, deși aceștia trebuie transformați înapoi în acetil-CoA pentru a intra în ciclul TCA – în țesuturile periferice nu există deficit de OAA, deoarece nu este deviat spre gluconeogeneză. Acumularea de acetil-CoA în mitocondriile hepatice duce la condensarea acestuia în acetoacetat, care poate fi transformat ulterior în βHB. Ambele molecule sunt eliberate în circulație și preluate de țesuturile periferice, unde procesul este inversat (βHB → acetoacetat → acetil-CoA) pentru a produce ATP. Acetona este un corp cetonic produs în principal prin decarboxilarea spontană a acetoacetatului, dar este eliminată în mare parte prin urină sau expirație.
Din punct de vedere al macronutrienților:
Gluconeogeneza și ketogeneza au evoluat pentru a funcționa simultan în perioadele de post prelungit; prin urmare, nu este logic să considerăm că creșterea gluconeogenezei ar împiedica ketogeneza. Exercițiul fizic poate, de asemenea, să reducă disponibilitatea carbohidraților și să stimuleze ketogeneza, în funcție de durată și intensitate, mai ales în perioada de după antrenament. Exercițiul aerobic prelungit și suficient de intens creează o stare catabolică similară cu postul, determinată de creșterea raportului AMP/ADP la ATP și de creșterea concentrațiilor de glucagon în raport cu insulina.
Exercițiile intense și/sau de lungă durată pot epuiza glicogenul hepatic și pot elibera acizi grași din țesutul adipos, pentru a furniza energie țesuturilor periferice. Acizii grași care ajung în ficat sunt oxidați în acetil-CoA, care, din cauza lipsei de OAA, nu poate intra în ciclul TCA și este transformat în cetone pentru a susține necesarul energetic al țesuturilor periferice.
Cetoza post-antrenament descrie acumularea de cetone în sânge după încetarea exercițiului, din cauza reducerii bruște a utilizării acestora de către țesuturile periferice.
Aceste procese au fost demonstrate într-un studiu pe alergători de ultra-rezistență. Deși au consumat o dietă non-cetogenică, cu 486 g carbohidrați pe zi, concentrațiile serice de cetone au crescut de la valori aproape nedetectabile înainte de exercițiu la 0,5 mM pe parcursul unei alergări submaximale de 3 ore la 65% din VO2max. Mai mult, concentrațiile de cetone au continuat să crească până la 0,7 mM în cele 30 de minute după încetarea exercițiului, scăzând apoi la 0,3 mM după 2 ore de recuperare. În același timp, acizii grași serici au crescut puternic în timpul exercițiului (de patru ori față de valoarea inițială), revenind la nivelul de bază în intervalul de recuperare de 2 ore.
3. Cetoza și dietele ketogenice
Cetoza este o stare metabolică în care corpii cetonici, în special βHB, ating concentrații semnificative în sânge (denumită medical hipercetonemie). În condiții normale, cu o dietă mixtă, concentrațiile sanguine de cetone sunt de obicei de 0,2 mM sau mai mici. O stare de cetoza este, în general, definită prin niveluri serice de cetone mai mari de 0,5 mM, deși au fost sugerate și valori peste 0,2 mM.
Gradul de cetoză obținut cu protocoale alimentare similare variază între indivizi, deoarece concentrațiile sanguine de cetone reflectă dinamic atât cetogeneza, cât și utilizarea cetonelor de către țesuturile periferice. Cu alte cuvinte, o creștere a nivelurilor de cetone în sânge poate fi rezultatul unei producții crescute de cetone sau al unei reduceri a utilizării lor – și invers. Producția de cetone tinde să crească în paralel cu utilizarea lor. Această corelare între producție și utilizare are loc până când nivelurile de cetone ating 2–3 mM.
Concentrațiile sanguine de cetone pot ajunge la 8 mM după 3–4 săptămâni de post, dar ratele de cetogeneză nu cresc mai mult decât cele observate în primele săptămâni, când nivelurile sunt de doar 2–3 mM. Această hipercetonemie excesivă observată în timpul postului prelungit este în mare parte rezultatul conservării corpurilor cetonici de către rinichi (adică mai puțină excreție) și al reducerii utilizării lor de către mușchiul scheletic (în favoarea acizilor grași).
Este important de subliniat că cetoza nu trebuie confundată cu cetoacidoza, o afecțiune care pune viața în pericol și în care nivelurile sanguine de cetone depășesc 12–15 mM. În condiții normale, cetogeneza funcționează printr-un mecanism de feedback negativ – un sistem de „siguranță” care asigură reducerea sintezei corpurilor cetonici atunci când concentrațiile cresc excesiv. Pe măsură ce concentrațiile de cetone cresc, acestea inhibă eliberarea de grăsimi din celulele adipoase, stimulează secreția de insulină și sensibilizează celulele adipoase la efectele insulinei, toate acestea contribuind la reducerea cantității de acizi grași care ajung în ficat pentru a fi oxidați în acetil-CoA și transformați în cetone. Cetoacidoza este un risc doar atunci când aceste mecanisme de feedback nu funcționează, cum se întâmplă în lipsa semnalizării insulinei la diabetul de tip I.
În general, dietele ketogenice conțin mai puțin de 50 g de carbohidrați pe zi și promovează o stare relativ constantă de cetoză. Totuși, există o variație naturală în nivelul de cetoză obținut, influențată de factori precum aportul de proteine și nivelul de activitate fizică.
Pentru menținerea cetozei, în mod tradițional a fost recomandată evitarea unui aport ridicat de proteine, din cauza presupuselor efecte glucogenice/anti-cetogenice (cunoscut popular drept „ieșirea din cetoză”). Cu toate acestea, la sportivi, nivelurile de activitate fizică pot permite un aport mai mare de proteine prin:
De exemplu:
Diferența semnificativă dintre nivelurile de cetone din aceste două studii ar putea fi explicată prin nivelurile mult mai ridicate de activitate ale atleților de elită (mers sportiv) din studiul lui Burke comparativ cu nivelurile mai moderate ale bărbaților antrenați în rezistență din studiul lui Wilson.
4. Bioenergetica exercițiului
Pentru a înțelege efectele unei diete ketogenice asupra performanței sportive, este esențial să înțelegem fundamentele metabolismului energetic în timpul exercițiului. Mușchii scheletici au nevoie de ATP pentru contracție. Deși o parte din ATP este stocată în fibrele musculare scheletice, această cantitate este limitată și poate susține doar câteva secunde de contracții.
Astfel, mușchiul scheletic se bazează pe trei sisteme complementare de energie pentru a produce ATP:
Respirația mitocondrială utilizează oxigenul pentru a produce ATP din glucoză, acizi grași, aminoacizi și cetone. Cerința pentru oxigen este motivul pentru care respirația mitocondrială mai este numită metabolism aerobic sau oxidativ. Acesta este principalul mecanism de producere a energiei în organism și furnizează cea mai mare parte a energiei utilizate de mușchii activi în timpul exercițiilor prelungite. Totuși, rata producției de energie este limitată de ineficiențele transportului intermediarilor, precum piruvatul și lactatul, în mitocondrii și de metabolizarea lor. Astfel, metabolismul aerobic nu poate satisface cerințele energetice în timpul eforturilor de mare intensitate sau la începutul exercițiului, indiferent de intensitatea acestuia.
Când cerințele energetice depășesc capacitatea metabolismului aerobic de a furniza energie – fie la începutul exercițiului, fie în timpul unui efort de mare intensitate – producția de ATP prin metabolism anaerob compensează deficitul. Acest prag este cunoscut sub numele de pragul ventilator anaerob (VAT). După cum sugerează și numele, metabolismul anaerob nu necesită oxigen.
Deși ritmul cardiac și rata respirației cresc pentru a furniza mai mult oxigen mușchilor activi pe măsură ce intensitatea exercițiului crește, metabolismul aerobic poate contribui doar parțial la cerințele energetice în timpul exercițiilor ce depășesc rapid VAT, cum ar fi sprintul.
Glicoliza implică producerea de lactat prin catabolismul glucozei. Atunci când glucoza este degradată pentru a genera ATP, ea este transformată în piruvat prin glicoliză.
Deși conversia piruvatului în lactat nu generează ATP, aceasta permite mușchiului să mențină o rată ridicată de regenerare a ATP prin glicoliză, prevenind inhibarea procesului (piruvatul acumulat ar inhiba glicoliza). Lactatul poate fi, de asemenea, utilizat ca substrat energetic sau transformat în glucoză în ficat prin ciclul Cori.
Sistemul fosfagen (ATP-PCr) este metoda cea mai rapidă și de scurtă durată de producere a energiei și implică pur și simplu transferul unei grupe fosfat de la creatin-fosfat (CP, numit și fosfocreatină sau PCr) la adenozin-difosfat (ADP) prin reacția catalizată de creatin-kinază.
Sistemul fosfagen acționează ca un tampon pentru concentrațiile celulare de ATP în primele secunde de exercițiu. De exemplu, mai multe studii au arătat că nivelurile de ATP intramuscular rămân relativ constante în timpul diverselor exerciții, în timp ce concentrațiile de CP scad rapid cu 75–85% în primele 10 secunde.
Acesta este motivul pentru care suplimentarea cu creatină, care crește cantitatea de CP din mușchi, ajută la menținerea concentrațiilor de ATP în timpul exercițiilor de tip „all-out” și, astfel, îmbunătățește performanța în eforturi maxime precum sprintul sau ridicarea de greutăți.
5. Metode
Această declarație de poziție este o revizuire a literaturii privind efectele dietelor ketogenice asupra performanței la exercițiile de anduranță, asupra forței musculare și asupra compoziției corporale la adulți activi recreațional și la sportivi de performanță.
A fost realizată o căutare amplă în literatura de specialitate utilizând baza de date Medline a Bibliotecii Naționale de Medicină a SUA din cadrul National Institutes of Health (PubMed). Strategia de căutare a inclus introducerea termenilor „ketogenic diet” împreună cu „endurance”, „strength”, „power” și „body composition”, precum și consultarea listei de referințe din lucrările relevante.
Pentru a fi eligibile pentru includere și discuție, studiile trebuiau să fie studii controlate care comparau o dietă ketogenică – definită ca având < 50 grame de carbohidrați pe zi sau care ducea la valori ale cetonelor din sânge ≥ 0,5 mM sau la prezența cetonelor urinare – cu o dietă de control non-ketogenică, la adulți supuși unui program de exerciții. Studiile care implicau diete ketogenice ciclice au fost excluse.
Declarațiile de poziție ale ISSN sunt recenzii invitate asupra unor subiecte pe care editorii revistei JISSN și Comitetul de Cercetare le identifică drept de interes pentru comunitatea de nutriție sportivă. Editorii JISSN și/sau Comitetul de Cercetare identifică un autor principal sau o echipă de autori pentru a realiza o revizuire amplă a literaturii. Proiectul este apoi trimis către specialiști de top pentru recenzie și comentarii. Lucrarea este ulterior revizuită ca declarație de consens și aprobată de Comitetul de Cercetare și de Editorii JISSN ca poziția oficială a ISSN.
Interesul pentru utilizarea dietelor ketogenice în scopul îmbunătățirii performanței sportive a început în anii 1980 și a fost reaprins de mai multe ori în comunitatea științifică, mai recent printr-un articol din 2015 intitulat „Rethinking fat as a fuel for endurance exercise”. La momentul publicării acelui articol, un număr tot mai mare de sportivi de anduranță experimentau diete ketogenice ca mijloc de îmbunătățire a performanței, dar cercetările clinice care să testeze această ipoteză lipseau. Bazându-se pe deducții obținute din raționamente mecanistice, autorii au propus ideea de „keto-adaptare”, în care are loc o schimbare pronunțată în utilizarea combustibilului către oxidarea grăsimilor în timpul exercițiului submaximal, ceea ce poate păstra glicogenul muscular și îmbunătăți performanța exercițiilor de anduranță.
S-a observat că ratele de oxidare a grăsimilor la cicliști de elită bărbați, adaptați ketogenic, erau extraordinar de ridicate (în medie 1,5 g/min după 4 săptămâni de dietă ketogenică) comparativ cu ratele de oxidare a grăsimilor la 300 de bărbați și femei cu niveluri diverse de fitness cardiorespirator (în medie 0,46 g/min), iar cea mai mică rată de oxidare a grăsimilor la cicliștii adaptați ketogenic (1,4 g/min) era încă semnificativ mai mare decât cea mai mare valoare dintre cei 300 de adulți (1,0 g/min). Deși keto-adaptarea poate permite rate mai mari de oxidare a grăsimilor, trebuie luați în considerare și alți factori metabolici, precum modificări în activitatea enzimatică și economia mișcării. Aceste schimbări influențează în ansamblu bioenergetica exercițiului și sunt, prin urmare, esențiale pentru înțelegerea modului în care o dietă ketogenică afectează performanța.
Până în prezent, 16 studii controlate au investigat efectele unei diete ketogenice asupra performanței sportive. Niciunul dintre aceste studii nu a implicat exclusiv femei, iar majoritatea au implicat doar bărbați (11 studii); participanții au fost fie adulți activi recreațional (11 studii), fie sportivi de elită (5 studii). Intervenția de exercițiu a constat fie în menținerea obiceiurilor obișnuite de antrenament (9 studii), fie în urmarea unui program prescris (7 studii), iar dieta a fost monitorizată fie prin jurnale alimentare (11 studii), fie furnizată de personalul de cercetare (5 studii).
Șapte studii controlate au fost excluse din analiză deoarece au fost efectuate pe adolescenți, nu au reușit să obțină o stare de cetoză în grupul ketogenic, au raportat concentrații similare de cetone în sânge între grupurile ketogenic și de control, au depășit pragul de carbohidrați pentru dietele ketogenice fără o măsurare obiectivă a cetozei sau au folosit exclusiv statistici descriptive. Alte cinci studii au fost excluse deoarece au fost studii de caz fără grup de control.
Au fost utilizate o varietate de modalități de testare pentru a evalua performanța exercițiilor, fie prin ciclism, alergare sau mers sportiv, incluzând teste submaximale sau gradate până la epuizare, probe contra-cronometru, sprinturi Wingate și testul intermitent yo-yo.
Doar unul dintre cele 16 studii controlate a raportat o îmbunătățire semnificativă a performanței pentru grupul ketogenic comparativ cu grupul de control. Acest studiu a implicat 20 de sportivi de anduranță de sex masculin, antrenați recreațional, care au consumat o dietă ketogenică (41 g carbohidrați, 259 g grăsimi, 131 g proteine pe zi) sau o dietă de control (400 g carbohidrați, 55 g grăsimi, 91 g proteine pe zi) timp de 12 săptămâni, alături de o rutină standardizată de exerciții. Este important de menționat că aportul caloric și proteic nu au fost echivalente între grupuri. Înainte și după intervenție, participanții au efectuat trei teste succesive pe un cicloergometru: un sprint de 6 secunde, o probă contra-cronometru de 100 km și un test de putere critică de 3 minute. Ambele grupuri și-au îmbunătățit în mod similar performanța la proba de 100 km (1–3%), în timp ce grupul ketogenic și-a îmbunătățit și puterea maximă la sprint (6%) și puterea critică (17%). Totuși, valorile puterii au fost normalizate la greutatea corporală. În medie, grupul ketogenic era cu 10 kg mai greu la început și a pierdut de 7 ori mai multă greutate corporală, exclusiv din masa grasă, decât grupul de control. În termeni absoluți, puterea maximă și medie au scăzut în grupul ketogenic la sprintul de 6 secunde (−3%), iar puterea medie (dar nu și cea maximă) a scăzut (−4%) în timpul testului de putere critică de 3 minute. Puterea relativă este un predictor mai bun al performanței la ciclism decât puterea absolută, iar dezvoltarea puterii relative pare să fie determinată de masa corporală slabă și nu de greutatea corporală totală. Prin urmare, este remarcabil faptul că grupul ketogenic a înregistrat o scădere a puterii relative comparativ cu grupul de control atunci când puterea a fost raportată la masa slabă.
Comparativ cu un singur studiu care a raportat un beneficiu ergogenic al dietei ketogenice, opt studii au raportat că dieta ketogenică afectează negativ performanța sportivă. Patru dintre aceste studii au implicat atleți de elită la mers sportiv, sub diete și programe de exerciții controlate strict de cercetători, în timp ce celelalte au implicat adulți activi recreațional, care și-au menținut obiceiurile de exercițiu și au înregistrat aportul alimentar prin jurnale. Grupurile ketogenice din aceste studii au avut performanțe semnificativ mai slabe la un test contra-cronometru de 10 km și la un test incremental până la oboseală; au realizat mai puțin lucru mecanic într-o probă contra-cronometru de 45 de minute; au avut valori mai mici ale puterii maxime și medii la testul Wingate; și au parcurs o distanță mai mică la testul yo-yo intermitent până la epuizare.
Celelalte șapte studii nu au raportat diferențe semnificative statistic între efectele dietei ketogenice și ale dietei de control asupra performanței exercițiilor. Rezultatele au inclus timpul până la epuizare la eforturi submaximale, timpul gradat până la epuizare și probe contra-cronometru de 1,6 km și 5 km. Unul dintre aceste studii a implicat cicliști de competiție, în timp ce toate celelalte au implicat adulți activi recreațional.
Este important de subliniat că testele de timp până la epuizare au, în general, o fiabilitate scăzută pentru estimarea performanței sportive. În plus, eforturile submaximale utilizate adesea (aproximativ 60–80% din VO2max) nu reflectă realist intensitățile de antrenament și competiție din lumea reală, observate la sportivi de elită și recreaționali. De exemplu, cicliștii profesioniști se antrenează și concurează pentru perioade lungi (peste 30 minute) la sau peste 90% din VO2max; maratoniștii de elită aleargă la viteze de 19–21 km/h la sau peste 90% din VO2max pentru perioade extinse; alergătorii recreaționali de maraton concurează la intensități de aproximativ 85% din VO2max; iar viteza medie pe 20 km pentru sportivii de elită la mers sportiv este de 85–90% din VO2max.
Durata studiului este un alt aspect important în evaluarea dietelor ketogenice. Dintre cele opt studii care au arătat scăderi ale performanței pentru grupul ketogenic, patru au durat o săptămână sau mai puțin. Toate celelalte au durat între 3 și 12 săptămâni, inclusiv cele care nu au arătat diferențe de performanță între grupuri. Deși restaurarea puterii aerobe maxime și a performanței exercițiilor de anduranță submaximale (60–75% din VO2max) a fost observată la 2–3 săptămâni după începerea unei diete ketogenice, este posibil ca perioade mai lungi de adaptare, dincolo de cele necesare pentru modificările în oxidarea substraturilor, să fie importante pentru sportivii care urmează o dietă ketogenică pentru a-și îmbunătăți performanța. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a investiga modul în care durata unei diete ketogenice afectează performanța exercițiilor.
Per ansamblu, studiile controlate demonstrează că dietele ketogenice tind să afecteze negativ performanța sportivă la sportivii de elită și au fie niciun efect, fie un efect negativ asupra performanței sportivilor recreaționali. Totuși, cel mai relevant parametru pentru performanța din lumea reală (probele contra-cronometru) a fost limitat în mare parte la durate scurte, care au implicat eforturi intense. Este posibil ca sportivii de anduranță să beneficieze de o dietă ketogenică dacă participă la evenimente ce implică eforturi prelungite și submaximale, unde poate fi dificil consumul adecvat de carbohidrați din cauza constrângerilor logistice și/sau a problemelor gastrointestinale cauzate de aporturi mari de carbohidrați, precum înotul în ape deschise (peste 10 km), ultramaratoanele (peste 80 km) și cursele de anduranță pe mai multe zile (precum Race Across America sau Atlantic Rowing Race). Totuși, în prezent nu există suficiente dovezi pentru a susține utilizarea unei diete ketogenice în această populație, iar cercetări de teren sunt necesare pentru a investiga modul în care o dietă ketogenică poate influența performanța în astfel de situații.
Economia mișcării se referă la rata de cheltuială energetică în raport cu viteza de mișcare în timpul exercițiului și este considerată un factor cheie care influențează performanța în sporturile de anduranță. Practic, o economie a mișcării mai ridicată înseamnă că mușchii activi necesită mai puțin oxigen și mai puțină energie pentru a genera o anumită viteză de mișcare (adică sunt mai eficienți în producerea de lucru în condiții de limitări energetice).
O scădere a economiei mișcării a fost observată în mod constant după intervenții dietetice ketogenice, atât la sportivi de elită, cât și la sportivi recreaționali, ceea ce a fost însoțit de scăderi ale performanței. De mult timp se știe că costul de oxigen al producerii de energie este mai mare pentru grăsimi decât pentru glucoză, iar economia mai scăzută a mișcării poate fi, prin urmare, un rezultat al creșterii oxidării grăsimilor în cadrul unei diete ketogenice.
Shaw și colab. au raportat o eficiență redusă a exercițiului doar la intensități mai mari (>70% VO2max), dar nu și la intensități mai mici (<60% VO2max), ceea ce sugerează că impactul unei diete ketogenice poate depinde de intensitatea efortului. În sprijinul acestei idei, alte studii care au arătat o afectare a economiei mișcării au folosit intensități de exercițiu cuprinse între 64–90% din VO2max.
Deși poate exista un avantaj teoretic în costul metabolic al producerii energiei din cetone, pare puțin probabil ca corpii cetonici să reprezinte o sursă majoră de producere a energiei în mușchiul scheletic atunci când alte substraturi precum acizii grași sunt disponibili. Sunt necesare mai multe cercetări la cicliști, unde costul mecanic al exercițiului poate fi determinat mai clar prin măsurarea watt-ilor produși pe un cicloergometru, pentru a înțelege mai bine cât din modificările observate ale costului de oxigen se datorează unor schimbări reale în eficiență și cât reflectă schimbări în utilizarea substraturilor.
Dieta ketogenică este bine stabilită ca metodă pentru creșterea capacității de oxidare a grăsimilor în timpul exercițiului de tip efort constant. Comparativ cu o dietă de control, o dietă ketogenică a fost asociată cu creșteri ale ratelor de oxidare a grăsimilor între 37% și 500%, diferențele mai mari fiind observate la sportivii de elită decât la adulții activi recreațional.
Într-un studiu încrucișat de 12 săptămâni, sportivii bărbați aflați pe o dietă ketogenică au demonstrat rate mai mari de oxidare a grăsimilor decât cei aflați pe o dietă bogată în carbohidrați (1,6 vs. 0,7 g/min) și au putut lucra la o intensitate mai mare înainte de a ajunge la rata maximă de oxidare a grăsimilor (86% vs. 80% din VO2max). Procesul de ceto-adaptare are loc relativ rapid. Oxidarea zilnică a grăsimilor, măsurată prin calorimetrie indirectă cu evaluări de 24 de ore ale selecției combustibililor, arată că lipoliza adiposului și cetogeneza hepatică ating valorile maxime induse de dietă în decurs de o săptămână la adulții sedentari. Studii recente au raportat rate ridicate de oxidare a grăsimilor la atleți de elită în probe de marș după intervenții ketogenice de 3–4 săptămâni, dar și după doar 5–6 zile.
După reintroducerea carbohidraților timp de 24 de ore la sportivi ceto-adaptați, oxidarea grăsimilor a fost redusă, dar a rămas peste valorile de bază, în timp ce oxidarea carbohidraților a rămas sub nivelul inițial. Totuși, utilizarea substraturilor a revenit la valorile de bază după 5–6 zile de dietă bogată în carbohidrați. Odată cu creșterea oxidării grăsimilor pe o dietă ketogenică, are loc o scădere concomitentă a oxidării carbohidraților, probabil legată de modificări ale activității enzimelor mitocondriale. Conversia piruvatului în acetil-CoA necesită complexul enzimatic piruvat dehidrogenază (PDH). Activitatea PDH crește odată cu intensitatea exercițiului, dar dietele sărace în carbohidrați și bogate în grăsimi inhibă această creștere, chiar și în condiții de încărcare cu carbohidrați și refacere a glicogenului înainte de exercițiu.
Inhibarea oxidării glucozei are o relevanță practică, având în vedere că majoritatea sportivilor de performanță se antrenează și concurează la intensități peste pragul anaerob ventilator. De fapt, alergarea la ritm de semi-maraton competițional nu este împiedicată de suprimarea chimică a mobilizării și utilizării acizilor grași ca sursă de energie, ceea ce indică o dependență de carbohidrați la intensitățile reale de concurs. Mai mult, s-a sugerat că un ritm de maraton de nivel mondial este alimentat predominant de oxidarea carbohidraților, care furnizează aproximativ 80% din energia necesară la aceste intensități.
Dependința de glucoză ca sursă de energie la intensitățile competitive apare atât din capacitatea oxidării carbohidraților de a genera ATP mai rapid decât oxidarea grăsimilor, cât și din inhibarea metabolismului grăsimilor la intensități ridicate. În acest sens, atunci când acizii grași liberi sunt oxidați, rata maximă de resinteză a ATP este de aproximativ 0,40 moL/min; în contrast, degradarea aerobă sau anaerobă a glicogenului produce între 1,0 și 2,0 moL de ATP/min.
De asemenea, s-a raportat că sportivi bărbați de anduranță de elită care urmează o dietă ketogenică pe termen lung (peste 9 luni; 82 g carbohidrați, 226 g grăsimi, 2,1 g/kg proteine pe zi) au avut concentrații de glicogen muscular pre-exercițiu similare (140 mmol/kg) cu cele ale sportivilor aflați pe o dietă bogată în carbohidrați (486 g carbohidrați, 91 g grăsimi, 1,7 g/kg proteine), precum și rate similare de utilizare a glicogenului în timpul exercițiului (66% și 62% epuizare, respectiv) și de resinteză a glicogenului (38% și 34% epuizare, respectiv) după exercițiu.
Totuși, acuratețea acestor constatări a fost pusă sub semnul întrebării, iar un alt studiu a arătat că o scădere de 14% a glicogenului muscular apare atât la bărbați, cât și la femei după o dietă ketogenică de 12 săptămâni combinată cu antrenament. Este posibil ca aportul mai ridicat de proteine din primul studiu (2,1 g/kg) să fi contribuit la menținerea concentrațiilor de glicogen, având în vedere că studiul opus a menționat obiectivul de a modera aportul proteic (consumul real nu a fost raportat). Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina dacă aderența pe termen mai lung la o dietă ketogenică poate influența descompunerea și stocarea glicogenului muscular.
O serie de studii bine controlate – unele dintre cele mai solide dovezi care arată efectele dietelor ketogenice asupra performanței de anduranță în condiții reale – au fost realizate pe atleți de elită la marș, care au fost monitorizați strict de către personalul de cercetare timp de 1–4 săptămâni într-o tabără profesională de antrenament, unde atât dieta, cât și activitatea fizică au putut fi controlate. Sportivii care au urmat o dietă ketogenică au demonstrat constant performanțe mai slabe într-o probă standardizată de 10 km marș comparativ cu cei care au consumat o dietă bogată în carbohidrați.
Mai mult, numeroase măsurători riguroase ale metabolismului întregului corp, atât în repaus, cât și în timpul exercițiului, sugerează că această scădere a performanței se datorează în principal reducerii economiei mișcării și unei cerințe crescute de oxigen pentru efort.
În contrast cu aceste constatări consecvente la sportivii de elită, efectul unei diete ketogenice asupra sportivilor recreaționali este echivoc. Deși un studiu a raportat beneficii ale dietei ketogenice pentru sprint și puterea critică maximă, alte studii au raportat scăderi ale performanței pentru puterea în testul Wingate, pentru testul yo-yo de recuperare intermitentă, pentru un test incremental până la epuizare și pentru volumul total de muncă într-o probă de 45 de minute. Majoritatea studiilor nu au raportat niciun efect al dietei ketogenice asupra performanței, inclusiv în ceea ce privește puterea Wingate, performanța la shuttle run, testele de timp până la epuizare sau probele cronometrate de ciclism pe 5 km și 100 km.
Este plauzibil ca sportivii recreaționali să aibă mai multă flexibilitate în alegerile lor alimentare decât sportivii de elită, având în vedere că aceștia sunt încă departe de potențialul lor maxim în ceea ce privește adaptările fiziologice și metabolice de anduranță. De asemenea, este posibil ca perioadele de studiu mai lungi – mai ușor de realizat cu sportivi non-elite – să fie necesare pentru a examina mai bine implicațiile unei diete ketogenice asupra performanței sportive.
În acest moment, efectul unei diete ketogenice asupra performanței exercițiului la sportivii recreaționali nu poate fi declarat în mod concludent, deși dovezile actuale indică fie lipsa unui efect, fie un mic dezavantaj.
Deși este clar că dietele ketogenice și ceto-adaptarea cresc ratele de oxidare a grăsimilor, acest lucru pare să aibă o relevanță redusă la intensitățile reale de antrenament și competiție. Dovezile colective arată că dietele ketogenice fie afectează negativ (mai ales la sportivii de elită), fie nu influențează (în special la sportivii recreaționali) performanța exercițiului. Totuși, există o lipsă de cercetări care să investigheze modul în care o dietă ketogenică afectează performanța la exercițiile de anduranță de lungă durată efectuate la intensități mai mici de 70% din VO2max, cum ar fi ultramaratoanele sau triatloanele pe distanțe extreme, care ipotetic ar putea beneficia de pe urma ceto-adaptării.
Deși utilizarea unei diete ketogenice pentru îmbunătățirea forței musculare și a performanței la ridicarea greutăților nu a atins un nivel de interes similar cu cel privind îmbunătățirea performanței la exercițiile de anduranță, există sportivi de forță și culturiști care se antrenează urmând diete ketogenice. Prin urmare, este important de evaluat modul în care dietele ketogenice afectează performanța în antrenamentele de forță.
Până în prezent, 10 studii controlate au investigat efectele unei diete ketogenice asupra performanței în antrenamentele de forță. Dintre acestea, doar unul a inclus exclusiv femei, în timp ce patru au inclus atât bărbați, cât și femei; participanții erau fie neantrenați înainte de intervenție (1 studiu), fie activi recreațional (6 studii), fie implicați într-un sport competitiv (3 studii); intervenția de exercițiu a fost fie menținerea obiceiurilor de antrenament obișnuite (4 studii), fie urmarea unei rutine prescrise (6 studii); iar monitorizarea dietei a fost realizată fie prin jurnale alimentare (9 studii), fie nu a fost descrisă (1 studiu).
Trei studii controlate au fost excluse din analiza noastră deoarece nu au evaluat forța de bază, au depășit pragul de carbohidrați pentru dietele ketogenice fără o măsurătoare obiectivă a cetozei sau nu au raportat aportul alimentar ori măsurători obiective ale cetozei. Un alt studiu a fost exclus deoarece a fost un studiu de caz fără grup de control.
O varietate de teste de exerciții au fost utilizate pentru a evalua adaptările la antrenamentul de forță, inclusiv impins la piept maxime și submaxime, genuflexiuni cu haltera, presa de picioare, ridicări olimpice, sărituri verticale și cu elan, precum și exerciții calistenice. Toate studiile, cu excepția unuia, nu au raportat diferențe semnificative în performanța antrenamentului de forță între grupurile cu dietă ketogenică și cele cu dietă de control.
Doar un singur studiu, realizat pe participante de sex feminin, a raportat diferențe semnificative în rezultatele performanței între grupurile cu dietă ketogenică și cele cu dietă de control. În această intervenție de 8 săptămâni, participantele au urmat aceeași rutină de antrenament de forță, consumând fie o dietă ketogenică (40 grame de carbohidrați pe zi), fie o dietă de control (280 grame de carbohidrați pe zi).
Deși nu au existat diferențe în măsurătorile de forță la începutul studiului, doar grupul cu dietă de control a înregistrat creșteri semnificative ale forței maxime la presa la piept (4,8 kg vs 1,5 kg) și la genuflexiuni (15,6 kg vs 5,6 kg), iar comparațiile cu grupul cu dietă ketogenică au evidențiat diferențe semnificative statistic.
12. Glicogenul muscular și metabolismul anaerob
Similar exercițiilor de anduranță de intensitate ridicată, antrenamentul de forță se bazează în mare măsură pe metabolismul anaerob pentru a produce energia necesară ridicării greutăților. Prin urmare, orice abordare dietetică ce influențează producția de energie anaerobă ar putea afecta performanța în antrenamentele de forță. Analiza contribuției fiecărui sistem energetic în timpul a 10 repetări cu o greutate corespunzătoare pentru 10 repetări maxime (RM) la presa pentru picioare sugerează că glicoliza anaerobă contribuie cu 64–71% din energia necesară, iar sistemul fosfagen contribuie cu 29–36%. Contribuția glicolizei anaerobe a crescut de la 46–54% în primele cinci repetări la 81–85% în ultimele cinci repetări, indicând că necesarul energetic poate varia în funcție de schemele de antrenament.
Chiar și atunci când se ridică greutăți foarte mici, glicoliza anaerobă este activă. Studiile care examinează concentrațiile de lactat din sânge ca indicator al metabolismului anaerob arată că nivelurile de lactat cresc de la 1 mM la 3 mM după efectuarea a 30 de repetări (25% din 1-RM) la genuflexiuni parțiale. Alte dovezi arată că nivelurile de lactat din sânge cresc similar după 6 serii a câte 20 de repetări la presa pentru picioare (30% din 1-RM) și cresc suplimentar până la 4 mM după 15 serii, fiecare serie fiind separată printr-un minut de recuperare pasivă.
Dependenta de glicoliza anaerobă crește și mai mult pe măsură ce intensitatea ridicării greutăților crește. Efectuarea a 5 repetări cu o greutate de 10-RM la presa pentru picioare a crescut nivelurile de lactat din sânge la 7 mM. Atunci când exercițiul a fost dus până la eșec (adică toate cele 10 repetări realizate cu greutatea de 10-RM), nivelurile de lactat au atins 17 mM. După 5 serii de câte 10 repetări și 2 minute de odihnă pasivă între serii, nivelurile de lactat au crescut suplimentar până la 25 mM.
Deși este asociat frecvent cu exercițiile de anduranță, glicogenul muscular reprezintă o sursă importantă de combustibil pentru antrenamentele de forță. Dependenta de glicoliza anaerobă în timpul antrenamentelor de rezistență a fost confirmată în studii care au măsurat concentrațiile de glicogen din țesutul muscular după o sesiune de ridicare a greutăților. La culturiști, o sesiune de antrenament formată din patru serii de 6–10 repetări de genuflexiuni frontale, genuflexiuni clasice, presă pentru picioare și extensii de picioare, efectuate până la epuizare musculară momentană (16 serii în total), a redus glicogenul din cvadricepși cu 26%. Depleția glicogenului în alte grupe musculare implicate în efort (cum ar fi femuralii sau fesierii) nu a fost măsurată.
În mod similar, la adulți neantrenați, opt serii de câte 10 repetări de presă pentru picioare și extensii de picioare (16 serii în total) au redus glicogenul din cvadricepși cu 33%, în special în fibrele de tip II, care depind mai puțin de metabolismul aerob. Rata relativă de reducere a glicogenului muscular pe serie poate fi mai rapidă în mușchi sau grupe musculare mai mici. De exemplu, chiar și o singură serie dusă până la eșec de 12 repetări la flexii de biceps cu un braț poate reduce glicogenul muscular cu 12%, iar 3 serii pot reduce glicogenul cu 24%. Dovezile colective indică faptul că o sesiune tipică de antrenament de rezistență poate reduce rezervele de glicogen muscular cu aproximativ 25–40%.
La sportivi de anduranță bine antrenați, 4 săptămâni de dietă ketogenică eucalorică (85% grăsimi) au dus la un nivel de stocare a glicogenului muscular în repaus, înainte de efort, cu 46,8% mai mic decât în condițiile unei diete eucalorice bogate în carbohidrați (33% grăsimi). Deși carbohidrații din dietă sunt principala sursă de glicogen muscular, este posibil ca o dietă ketogenică urmată pe termen lung să permită totuși niveluri normale de glicogen. Studiul FASTER a raportat că sportivii pe dietă ketogenică pe termen lung (în medie 20 de luni) aveau niveluri similare de glicogen în repaus comparativ cu cei pe dietă bogată în carbohidrați. Din păcate, performanța în exerciții, care este în cele din urmă aspectul esențial, nu a fost raportată în acest studiu.
Alte studii au sugerat că, în condiții de aport restricționat sau chiar absent de carbohidrați exogeni, organismul este capabil să producă glucoză pentru a reface glicogenul din aminoacizi, lactat și glicerol. În prezent, există o lipsă de date privind durata necesară a dietelor ketogenice pentru a permite niveluri de stocare a glicogenului muscular similare cu dietele tradiționale bogate în carbohidrați în populațiile atletice. Până acum, studiul FASTER rămâne unul izolat și nereplicat în această privință.
13. Rezumat privind forța musculară
Diete ketogenice nu par să afecteze performanța în antrenamentele de forță diferit față de dietele de control, care sunt mai bogate în carbohidrați. Notabil este faptul că acest lucru se aplică atât performanței acute, cât și câștigurilor de forță obținute pe parcursul a 4–12 săptămâni de antrenament de rezistență. Totuși, prudența este justificată, deoarece o minoritate de studii arată într-adevăr efecte superioare pentru dietele cu un conținut mai ridicat de carbohidrați în ceea ce privește îmbunătățirea sau menținerea performanței de forță.
În plus, există o lipsă de studii cu o durată mai mare de 12 săptămâni care să implice sportivi de forță bine antrenați. Monitorizarea atentă a răspunsului individual este recomandată pentru sportivii de forță care aleg o dietă ketogenică, având în vedere potențialul acesteia de a suboptimiza adaptările la antrenament pe termen lung.
Există dovezi limitate privind diferențele între sexe în ceea ce privește răspunsul de forță la o dietă ketogenică, având în vedere că singurul studiu care a raportat o diferență între grupuri a implicat exclusiv femei. Așa cum va fi discutat în secțiunea „Diferențe între sexe” a acestei lucrări, este posibil ca femeile să fie mai sensibile la disponibilitatea glicogenului pentru a susține exercițiile de intensitate ridicată, precum antrenamentele cu greutăți. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a verifica potențialele diferențe între sexe în căile metabolice implicate în antrenamentele de forță și modul în care acestea pot fi influențate de dietele ketogenice.
14. Compoziția corporală
Una dintre cele mai populare utilizări ale dietei ketogenice este promovarea pierderii de grăsime. Atât în comunitatea științifică, cât și în cea populară, s-a propus ideea că un aport excesiv de carbohidrați, împreună cu răspunsurile insulinice pe care le provoacă, favorizează stocarea grăsimii, iar o dietă ketogenică este superioară dietelor bogate în carbohidrați pentru reducerea masei grase. Această idee nu este lipsită de controverse, iar aceste concepte sunt discutate în principal în contextul obezității și al diabetului de tip 2, ceea ce depășește scopul acestei declarații de poziție.
Totuși, există studii privind compoziția corporală la adulți sănătoși și activi care utilizează o dietă ketogenică. Până în prezent, 19 studii controlate au investigat efectele unei diete ketogenice asupra compoziției corporale. Dintre acestea, doar două au inclus exclusiv femei, în timp ce 11 au inclus exclusiv bărbați; participanții fie erau neantrenați înainte de intervenție (2 studii), fie recreațional activi (14 studii), fie implicați într-un sport competitiv (3 studii); intervenția de exercițiu a constat fie în menținerea obiceiurilor de antrenament obișnuite (9 studii), fie în urmarea unui program prescris (10 studii); iar monitorizarea dietei a fost realizată fie prin jurnale alimentare (17 studii), fie nu a fost descrisă (2 studii).
Compoziția corporală a fost evaluată folosind absorptiometria duală cu raze X – DXA (10 studii), analiza bioelectrică a impedanței – BIA (8 studii) și măsurători ale pliurilor cutanate (1 studiu). Studiile au avut o durată cuprinsă între 3 și 12 săptămâni (mediana de 8 săptămâni).
Șapte studii au fost excluse din analiza noastră deoarece au fost realizate pe adolescenți, nu au reușit să obțină o stare de cetoză în grupul cu dietă ketogenică, au depășit pragul de carbohidrați pentru dietele ketogenice fără o măsurătoare obiectivă a cetozei, nu au raportat aportul alimentar sau măsuri obiective ale cetozei, sau nu au evaluat compoziția corporală la momentul inițial. Alte cinci studii au fost excluse deoarece au fost studii de caz fără grup de control.
15. Schimbările compoziției corporale
O prezentare generală a schimbărilor în compoziția corporală din grupurile cu dietă ketogenică și dietă de control, cu excepția a două studii, au raportat că o dietă ketogenică a redus greutatea corporală cu 0,3–7,8 kg (media de 3,2 kg) în comparație cu dieta de control, cu semnificație statistică atinsă în opt studii. Studiile atipice au raportat că intervenția ketogenică a dus la o creștere nesemnificativă în greutate de 0,1 și 0,4 kg mai mare decât dietele de control.
Toate studiile au raportat că o dietă ketogenică a redus masa grasă cu 0,3–5,3 kg (media de 2,3 kg) în comparație cu dieta de control, deși semnificație statistică a fost atinsă doar în cinci studii. Dintre cele 11 studii care au raportat procentul de grăsime corporală, toate au raportat reduceri de 0,3–4,5% (media de 2,6%) cu o dietă ketogenică față de dieta de control, cu semnificație statistică observată în cinci studii. Toate, cu excepția a patru studii, au raportat că o dietă ketogenică a redus masa fără grăsime cu 0,2–2,3 kg (media de 0,9 kg) comparativ cu dieta de control, cu semnificație statistică atinsă în cinci studii. Celelalte patru studii au raportat creșteri ale masei fără grăsime de 0,2; 0,4; 0,7 și 0,8 kg cu dieta ketogenică față de dieta de control, deși aceste studii au raportat și reduceri ale greutății corporale și ale masei grase în grupul ketogenic comparativ cu grupul de control.
Per total, dieta ketogenică pare superioară dietei de control pentru reducerea grăsimii corporale la persoanele care fac exerciții. Deși masa fără grăsime tinde să fie redusă pe o dietă ketogenică, reducerile masei grase sunt mai mari și mai consistente atât la bărbați, cât și la femei, ceea ce duce la o reducere a procentului de grăsime corporală. Totuși, designurile diferite ale studiilor fac dificilă formularea unor concluzii specifice pe baza datelor disponibile.
Un aspect important este că niciun studiu discutat în această secțiune nu a implementat controale dietetice stricte (de exemplu, studii cu participanți rezidenți sau cu mâncarea furnizată de cercetători), și toate, cu excepția a două, s-au bazat pe jurnale alimentare pentru a evalua aportul dietetic (acele două nu au raportat informații dietetice). Cetoza a fost confirmată în toate, cu excepția a două studii, prin măsurători sanguine sau urinare. Diferențele dintre grupuri pentru aportul caloric auto-raportat au variat mult: cinci studii au raportat că grupul ketogenic a consumat cu peste 100 kcal/zi mai mult decât grupul de control, iar șase studii au raportat un consum cu peste 100 kcal/zi mai mic. În medie, grupul ketogenic a consumat cu 75 kcal/zi mai puțin.
În ansamblu, aportul de proteine a fost cu aproximativ 0,5 g/kg mai mare în grupurile ketogenice (1,8 vs. 1,3 g/kg), ceea ce nu este o diferență trivială. Doar un studiu a raportat un aport mai mare de proteine în grupul de control (cu 0,4 g/kg). Deși aportul mediu de calorii a fost similar între grupuri, se știe că aportul energetic al sportivilor este adesea subestimat în jurnalele alimentare, în medie cu 19%.
O dietă ketogenică, în special una bogată în proteine, este deosebit de sățioasă. Dietele mai bogate în proteine reduc, în general, apetitul și aportul alimentar. Având în vedere lipsa controlului dietetic în toate studiile incluse, este plauzibil ca diferențele de compoziție corporală dintre dietele ketogenice și cele de control să se fi datorat diferențelor de aport energetic și proteic.
Deși diferențele de aport energetic au fost modeste între dietele ketogenice și cele de control, o meta-regresie a sugerat că un deficit energetic de cel puțin 500 kcal/zi împiedică acumularea de masă slabă din antrenamentul de rezistență. Aportul mai mare de proteine în grupul ketogenic și efectele asupra schimbărilor masei slabe merită discuții suplimentare. Două meta-analize mari care au investigat efectele suplimentării cu proteine asupra masei musculare și a forței au sugerat că creșterile masei fără grăsime sunt maximizate când aportul de proteine este de cel puțin 1,6 g/kg/zi.
ISSN recomandă ca sportivii și adulții activi recreațional să consume 1,4–2,2 g/kg de proteine pentru a optimiza performanța și recuperarea. În acest sens, doar șase studii au raportat un aport proteic în grupul de control care să se încadreze în intervalul recomandat de ISSN, și doar două au raportat un aport peste 1,6 g/kg. Comparativ, 12 studii au raportat un aport proteic în grupul ketogenic în intervalul recomandat de ISSN, dintre care 10 au raportat un aport zilnic peste 1,6 g/kg.
Este, așadar, notabil faptul că toate, cu excepția a trei studii, au raportat o pierdere de masă slabă în grupul ketogenic comparativ cu grupul de control, în ciuda faptului că grupurile ketogenice au consumat mai multe proteine. Aporturile mai mari de proteine raportate în grupurile ketogenice pot fi responsabile pentru menținerea unei mase slabe mai mari decât ar fi avut loc altfel.
O altă limitare a datelor disponibile este utilizarea DXA pentru a evalua compoziția corporală în timp ce participanții urmau dietele respective. Fiecare gram de glicogen hepatic este însoțit de aproximativ 2,4 g de apă, iar fiecare gram de glicogen muscular de cel puțin 3 g de apă. Când depozitele de glicogen sunt epuizate în timpul unei diete sărace în carbohidrați și al antrenamentului de rezistență, poate apărea o pierdere de lichide din țesutul slab. S-a demonstrat că epuizarea glicogenului reduce masa slabă determinată prin DXA, în timp ce reîncărcarea crește conținutul total de apă și masa fără grăsime.
Mai mult, o variație de 5% în hidratarea masei fără grăsime poate schimba procentul de grăsime corporală determinat prin DXA cu aproape 3% (valoare absolută). Este posibil ca nivelurile de glicogen să revină la normal după o perioadă mai lungă de timp (20 de luni în studiul FASTER), dar acest lucru nu a fost confirmat. Astfel, măsurarea masei fără grăsime cu DXA după o dietă ketogenică este o potențială limitare, iar valorile pot fi artificial scăzute din cauza schimbărilor în glicogenul muscular.
Aceste concepte sunt ilustrate de unul dintre studiile lui Wilson, care a evaluat compoziția corporală la început, după o intervenție de 10 săptămâni pe o dietă ketogenică sau de control, și din nou după o săptămână suplimentară de aport crescut de carbohidrați în grupul ketogenic. După 10 săptămâni, ambele grupuri au arătat o creștere similară a masei fără grăsime, în timp ce grupul ketogenic a avut o reducere semnificativ mai mare a masei grase. După 11 săptămâni, reducerile masei grase au fost similare între grupuri, în timp ce grupul ketogenic a experimentat o creștere semnificativ mai mare a masei fără grăsime. Comparând schimbările între săptămânile 10 și 11 în grupul ketogenic, s-a observat că o săptămână de dietă bogată în carbohidrați a crescut atât masa grasă, cât și masa fără grăsime, așa cum a fost măsurată prin DXA.
Cele opt studii care au folosit analiza BIA pentru evaluarea compoziției corporale demonstrează, de asemenea, limitări similare privind influența statusului de hidratare. Un studiu pe sportivi de anduranță recreaționali a raportat că o schimbare de 3% a statusului de hidratare a modificat procentul de grăsime corporală cu 2%. O hidratare mai scăzută, care ar putea fi rezultatul schimbărilor de fluide în timpul unei diete ketogenice, poate duce la un procent de grăsime corporală mai mic. Prin urmare, evaluarea prin BIA la persoanele care urmează o dietă ketogenică, atunci când statusul de hidratare nu este cunoscut sau bine controlat, poate să nu fie o metodă adecvată de determinare a grăsimii corporale.
16.Rezumat privind compoziția corporală
O dietă ketogenică reduce greutatea corporală, grăsimea corporală și masa fără grăsime mai mult decât dietele de control, mai ridicate în carbohidrați, la adulți activi și sportivi. Modificările masei fără grăsime sunt mai variate, existând un număr similar de studii care indică pierderi mai mari de masă fără grăsime atunci când se urmează o dietă ketogenică și de studii care arată modificări neglijabile ale masei fără grăsime. Totuși, așa cum s-a discutat în această secțiune, aceste rezultate pot fi influențate de modificările fluidelelor corporale, de creșterea aportului de proteine și de reducerea aportului caloric în cazul dietelor ketogenice. Sunt necesare cercetări suplimentare, în care dieta să fie strict controlată, pentru a înțelege clar modul în care o dietă ketogenică influențează compoziția corporală a adulților activi și a sportivilor.
Hormonii ovarieni joacă un rol în economisirea glicogenului hepatic și al mușchilor scheletici printr-o oxidare mai mare a grăsimilor. Progesteronul antagonizează efectul estrogenului asupra absorbției de glucoză stimulată de contracție și crește activitatea β-oxidării în mușchiul scheletic în timpul exercițiului. Estrogenul, în special 17-β estradiolul (E2), crește expresia complexelor respiratorii, a moleculelor antioxidante și a factorilor anti-apoptotici care influențează direct structura și funcția mitocondrială, iar E2 circulant exercită un efect metabolic semnificativ prin creșterea activității maxime a enzimelor-cheie din calea oxidativă a grăsimilor în mușchiul scheletic. Mai mult, femeile au un conținut semnificativ mai mare de proteine pentru proteina trifuncțională alfa (TFPα), acil-CoA dehidrogenază pentru acizi grași foarte lungi (VLCAD) și acil-CoA dehidrogenază pentru acizi grași cu lanț mediu, enzimele principale implicate în utilizarea acizilor grași cu lanț lung și mediu.
Recent, s-a documentat că mușchiul scheletic al femeilor prezintă: 1) o inhibare mai mare a metabolismului mitocondrial al acizilor grași de către malonil-CoA, 2) o abundență mai mare a transportorului de acizi grași CD36 și 3) o sensibilitate mai mică a respirației mitocondriale la ADP (deci o producție mai mică de ATP). Toate aceste efecte contribuie mecanic la diferențele de sex în metabolismul lipidelor în timpul exercițiului și la o rezistență mai mare a mitocondriilor la deteriorarea indusă de exercițiu. În ceea ce privește modificările funcției mitocondriale induse de dieta ketogenică, mecanismele includ creșterea controlului respirator mitocondrial și a expresiei transportorilor de acizi grași, precum și o producție mai mare de ATP.
La ambele sexe, homeostazia energetică este controlată de diverși hormoni secretați de intestin, pancreas, țesutul adipos și gonade. Hormonii sexuali contribuie la diferențele legate de sex în comportamentul alimentar. Estrogenul, un hormon predominant feminin, reduce aportul alimentar și greutatea corporală și are un efect profund asupra dimensiunii meselor. Prin urmare, estrogenul scade aportul de energie, acționând împreună cu alți factori circulanți precum leptina și grelina pentru a exercita o inhibiție tonică. În plus, căile de detectare a nutrienților sunt de asemenea sensibile la estrogenul circulant, incluzând reglarea neuronilor hipotalamici kisspeptin și reglarea metabolică a expresiei și secreției genei kisspeptin 1 (Kiss1). Kisspeptina este un neuropeptid implicat în reglarea strictă a funcției reproductive și joacă un rol semnificativ în reglarea homeostaziei glucozei, comportamentului alimentar și compoziției corporale. Pragul pentru reducerea semnalizării kisspeptinei în neuronii GnRH este mai scăzut la femei decât la bărbați, în principal din cauza diferențelor de sex în densitatea neuronilor kisspeptinARC și kisspeptinAVPV/PeN, aceștia din urmă fiind aproape exclusivi pentru creierul feminin. Estrogenul crește expresia Kiss1 în kisspeptinAVPV/PeN și o reduce în kisspeptinARC, promovând o scădere a aportului de energie. Important este că, atunci când apar deficite energetice prin aport insuficient de energie sau cheltuială excesivă de energie, gena Kiss1 este redusă, ceea ce duce la reprimarea neuronilor GnRH și la reducerea axei reproductive. Astfel, reducerile substanțiale ale disponibilității energetice și asociata disponibilitate energetică scăzută (LEA), care pot sau nu fi însoțite de pierderea în greutate, pot afecta negativ sănătatea mentală, hormonală și osoasă, precum și timpul de recuperare și performanța generală în exercițiu.
Înțelegerea diferențelor de sex și a efectelor hormonilor ovarieni asupra metabolismului lipidelor și echilibrului energetic ar trebui luată în considerare înainte de a urma o dietă ketogenică, care altfel ar putea provoca o sațietate sporită la femeile care nu încearcă să piardă în greutate. Aceste diferențe biologice în metabolism pot duce la diferențe între sexe în ceea ce privește efectele dietelor ketogenice asupra performanței, deoarece femeile prezintă o capacitate mai mare de oxidare a acizilor grași. Notabil, Venables și colab. au raportat că femeile au avut o rată absolută de oxidare a grăsimilor semnificativ mai mare decât bărbații, iar intensitatea exercițiului care a dus la oxidarea maximă a grăsimilor a fost semnificativ mai mare la femei (52% din VO2max față de 45% la bărbați). De asemenea, Durkalec-Michalski și colab. au investigat o comparație între sexe privind schimbările metabolice în exerciții submaximale, intermitente, și au raportat că schimbările în utilizarea grăsimilor și a carbohidraților după dieta ketogenică au fost mai evidente la bărbați la intensități de până la 80% din VO2max. Mai mult, o creștere a ariei de sub curbă (AUC) pentru utilizarea grăsimilor a fost observată la bărbați, dar nu și la femei, la intensități de până la ≤ 65% din VO2max. Sunt necesare cercetări suplimentare care să investigheze modul în care dietele ketogenice influențează activitatea de exercițiu submaximal și metabolismul în mod specific la femei.
După cum s-a discutat în această revizuire, dieta ketogenică pare să fie superioară unei diete de control în reducerea masei corporale și a masei grase atât la bărbați, cât și la femei. Cu toate acestea, bărbații par să experimenteze beneficii mai mari decât femeile în ceea ce privește pierderea în greutate și schimbările în compoziția corporală, deși aceste diferențe pot fi atenuate după menopauză din cauza schimbărilor în profilul hormonal sexual și în controlul hormonal al apetitului. Limitări majore în literatura existentă includ măsurătorile apetitului și ale echilibrului energetic, ambele având implicații largi pentru compoziția corporală și pentru rezultatele ulterioare privind sănătatea și performanța.
18.Rezumat al diferențelor între sexe
În ultimii ani, a existat un interes crescut pentru utilizarea dietelor ketogenice în scopul îmbunătățirii capacității de exercițiu de anduranță printr-o trecere către utilizarea predominantă a acizilor grași și a corpurilor cetonice ca sursă de combustibil; totuși, viabilitatea acestei diete la sportivele de sex feminin pentru performanța și sănătatea pe termen lung nu a fost încă stabilită. Din puținele studii care au fost realizate, se pare că dieta ketogenică aduce un beneficiu relativ mai mare bărbaților în ceea ce privește schimbările metabolice și modificările compoziției corporale. Sunt necesare cercetări suplimentare asupra femeilor pentru a determina pe deplin efectul unei diete ketogenice asupra performanței, compoziției corporale, reglării apetitului și rezultatelor generale asupra sănătății.
Diete ketogenice par să conducă la rezultate similare în ceea ce privește forța și performanțele asociate, comparativ cu dietele mai bogate în carbohidrați. În ciuda contribuției substanțiale a glicogenului muscular în timpul antrenamentelor de rezistență, dietele sărace în carbohidrați nu par să afecteze semnificativ performanța. Totuși, această concluzie este mai puțin sigură, întrucât unele studii sugerează că dietele bogate în carbohidrați sunt superioare pentru câștigurile de forță sau pentru menținerea acesteia. De asemenea, lipsesc studii mai lungi de 12 săptămâni la sportivi de forță foarte bine antrenați.
În ceea ce privește compoziția corporală, dietele ketogenice par superioare dietelor bogate în carbohidrați pentru reducerea greutății corporale și a masei de grăsime, dar sunt suboptime pentru creșterea masei fără grăsime. Totuși, niciun studiu nu a utilizat un design cu dietă controlată, ceea ce înseamnă că diferențele în compoziția corporală sunt probabil datorate diferențelor de aport energetic și proteic. În plus, efectele reale ale unei diete ketogenice asupra compoziției corporale pot fi denaturate de modificările lichidelor care afectează analiza masei fără grăsime și a masei de grăsime prin metodologiile uzuale (DXA și BIA).
(1) O dietă ketogenică induce o stare de cetoză nutrițională, definită în general ca niveluri ale corpurilor cetonice în ser mai mari de 0,5 mM. Deși mulți factori pot influența cantitatea de carbohidrați zilnică necesară pentru a atinge aceste niveluri, o recomandare generală este un aport zilnic de carbohidrați mai mic de 50 de grame pe zi.
(2) Cetoza nutrițională obținută prin restricție de carbohidrați și un aport ridicat de grăsimi alimentare nu este, în sine, dăunătoare și nu trebuie confundată cu cetoacidoza, o afecțiune care pune viața în pericol și care este întâlnită cel mai frecvent în populații clinice și în dereglări metabolice.
(3) O dietă ketogenică are, în mare parte, efecte neutre sau dăunătoare asupra performanței atletice comparativ cu o dietă mai bogată în carbohidrați și mai scăzută în grăsimi, în ciuda faptului că duce la niveluri semnificativ crescute de oxidare a grăsimilor în timpul exercițiului (~1,5 g/min).
(4) Efectele asupra anduranței ale unei diete ketogenice pot fi influențate atât de nivelul de antrenament, cât și de durata intervenției dietare, însă sunt necesare cercetări suplimentare pentru a clarifica aceste aspecte. Toate studiile care au implicat sportivi de elită au arătat o scădere a performanței în urma unei diete ketogenice, toate având o durată de șase săptămâni sau mai puțin. Dintre cele două studii cu durată mai mare de șase săptămâni, doar unul a raportat un beneficiu semnificativ statistic al unei diete ketogenice.
(5) O dietă ketogenică tinde să aibă efecte similare asupra forței maxime sau asupra câștigurilor de forță obținute printr-un program de antrenament de rezistență, comparativ cu o dietă mai bogată în carbohidrați. Totuși, o minoritate de studii arată efecte superioare ale comparatorilor non-ketogenici.
(6) Comparativ cu o dietă mai bogată în carbohidrați și mai scăzută în grăsimi, o dietă ketogenică poate determina pierderi mai mari în greutatea corporală, masa de grăsime și masa fără grăsime, dar poate de asemenea intensifica pierderile de țesut slab. Totuși, acest lucru este probabil datorat diferențelor de aport caloric și proteic, precum și modificărilor în echilibrul de fluide.
(7) Există dovezi insuficiente pentru a determina dacă o dietă ketogenică afectează diferit bărbații și femeile. Totuși, există o bază mecanistică solidă pentru ca aceste diferențe între sexe să existe în răspunsul la o dietă ketogenică.
By. Bitanu-Alexandru Sebastian-Alin
Sumithran P, Proietto J. Ketogenic diets for weight loss: a review of their principles, safety and efficacy. Obes Res Clin Pract [Internet]. 2008;2(1):1–13. Available from: http://linkinghub.elsevier.om/retrieve/pii/S1871403X07000816
Pe lângă proteine, există o varietate de alte suplimente pe care le poți folosi pentru…
1. IntroducereSportivii sunt adesea percepuți ca exemple ale unui stil de viață sănătos, caracterizat prin…
Antrenamentul de rezistență este o modalitate structurată de exercițiu care utilizează încărcături externe pentru a…
CreatinăCreatina este o moleculă omniprezentă sintetizată predominant în ficat, rinichi și pancreas, într-un ritm de…
IntroducereHipertrofia musculară determină o creștere a ratei metabolismului uman. Rata metabolică a mușchiului este estimată…
O meta-analiză recentă realizată de cercetători de la mai multe universități din Japonia a constatat…