Dienos žingsniai kalorijų deficito metu: apetitas ir metabolinė adaptacija

Didelio kasdienio žingsnių skaičiaus palaikymas energijos deficito metu gali padėti reguliuoti apetito hormonus ir išlaikyti didesnę bendrą energijos apykaitą, tačiau jo gebėjimas tiesiškai didinti bendras dienos energijos sąnaudas mąžta, kai aktyvumas smarkiai išauga arba svorio kritimas gilėja [1, 10, 12]. Nors vaikščiojimas nesukelia stipraus, nuo intensyvumo priklausančio apetito slopinimo, būdingo intensyvioms treniruotėms, ilgainiui jis sustiprina sotumo signalus ir neišprovokuoja kompensacinio persivalgymo, kurio dažnai baiminamasi ribojant kalorijas [1, 2, 3].

Apetito hormonai ir energijos balansas

Apetito reguliavimas dietos metu apima oreksigeninių (apetitą skatinančių) ir anoreksigeninių (sotumą sukeliančių) signalų sąveiką. Vien tik kalorijų ribojimas linkęs slopinti sotumo peptidus, tokius kaip peptidas YY (PYY) ir į gliukagoną panašus peptidas-1 (GLP-1), kartu didindamas alkio hormono grelino kiekį [1, 9]. Tačiau reguliarus judėjimas, paremtas žingsniais, šį atsaką pakeičia.

12 savaičių klinikiniame tyrime, kuriame dalyvavo 62 nutukę suaugusieji, besilaikantys 1 000–1 500 kcal/dieną dietos ir siekiantys bent 5 000 žingsnių per dieną tikslo, grelino koncentracija serume reikšmingai sumažėjo, o PYY ir GLP-1 kiekis reikšmingai padidėjo, palyginti su pradiniu lygiu [1]. Pastebėtina, kad nepaisant šių pagerėjimų, GLP-1 ir PYY koncentracija nevalgius išliko mažesnė nei sveikų, normalaus svorio kontrolinės grupės asmenų [1]. Trumpos trukmės tyrimų duomenys taip pat rodo, kad energijos deficitas, sukurtas griežtai ribojant mitybą, lemia mažesnį PYY3-36 lygį nei lygiavertis deficitas, pasiektas fiziniu aktyvumu – tai rodo skirtingus endokrininius kelius maisto ribojimui ir judėjimui [1].

Ilgesnėje perspektyvoje nuoseklios fizinio krūvio programos – pavyzdžiui, 32 savaičių programa antsvorio turintiems paaugliams ir 1 metų intervencija nutukusiems vaikams – nuolat lemia reikšmingą PYY kiekio kraujo plazmoje nevalgius padidėjimą kartu su riebalų ir svorio mažėjimu [3].

Ar vaikščiojimas sukelia kompensacinį persivalgymą?

Dažnai nerimaujama, kad didelis kasdienis žingsnių skaičius sukels nevalingą alkio šuolį, kuris kompensuos sudegintas kalorijas. Ūmaus fizinio krūvio ir laisvo maisto vartojimo (ad libitum) tyrimai rodo priešingai. Įvertinus ūmius švediško stalo tipo valgymo tyrimus, 65 % tyrimų nefiksuoja jokio vėlesnio energijos suvartojimo pokyčio, 16 % pastebi sumažėjimą ir tik 19 % fiksuoja padidėjimą [3]. Pavyzdžiui, 90 minučių bėgimas ant bėgimo takelio, sudeginęs 1 273 kcal (5 324 kJ), nesukėlė reikšmingo kalorijų suvartojimo padidėjimo per vėlesnes 22,5 valandos [3].

Žemo ir vidutinio intensyvumo fizinis aktyvumas, pavyzdžiui, vaikščiojimas, tiesioginiam energijos suvartojimui yra biologiškai neutralus arba veikia šiek tiek slopinamai. Vis dėlto jis nesukelia staigaus, metabolitų nulemto slopinimo, būdingo didesnio intensyvumo treniruotėms [2, 7].

Krūvio intensyvumo ir metabolitų vaidmuo

Nepertraukiamas aerobinis krūvis, pasiekiantis ar viršijantis 60 % VO2 piko, sukelia trumpalaikį „fizinio krūvio sukeltą apetito slopinimą“, laikinai sumažindamas cirkuliuojančio acilinto grelino kiekį ir padidindamas PYY, GLP-1 bei kasos polipeptido (PP) koncentraciją [2].

Naujausi metabolomikos tyrimai nustatė, kad N-laktol-fenilalaninas (Lac-Phe) – laktato ir aminorūgšties junginys, kurį gamina karnozino dipeptidazė 2 (CNDP2) – yra pagrindinis cirkuliuojantis signalas šiame procese [2]. Lac-Phe veikia centrinę nervų sistemą, slopindamas oreksigeninius AgRP (su aguti susijusio baltymo) neuronus hipotalame ir nepaveikdamas POMC neuronų [8]. Sisteminė Lac-Phe koncentracija reikšmingai pakyla po intensyvių pastangų (~8 kartus po sprinto dviračiu ir ~2,6 karto po jėgos treniruotės), tačiau tik ~1,6 karto po vidutinio greičio ištvermės važiavimo dviračiu [7]. Triatlonininkų kapiliarinis Lac-Phe padidėjo nuo 31,5 nmol/L pradiniame taške iki 101,0 nmol/L pasiekus išsekimą [6]. Kadangi vaikščiojimas nesukuria didelių laktato kiekių kraujyje, apetito kontrolei palaikyti jis labiau remiasi lėtine endokrinine normalizacija, o ne staigiu Lac-Phe padidėjimu [1, 7].

Metabolinis kompensavimas ir energijos sąnaudų ribos

Nors dienos žingsniai padeda palaikyti fizinio aktyvumo lygį, judant sudeginta energija ne visada tiesiškai prisideda prie bendrų dienos energijos sąnaudų (TDEE), ypač kai žmogus yra aktyviame energijos deficite [10, 12].

Energijos balanso būsena ir sąnaudų modeliai
─────────────────────────────────────────────────────────────
Stabilus / teigiamas balansas  ──>  Adityvus modelis
                                    (TDEE tiesiškai auga didėjant žingsniams)

Neigiamas energijos balansas   ──>  Suvaržytas modelis
(Aktyvus svorio metimas)            (TDEE pasiekia plato; slopinami
                                     su judėjimu nesusiję procesai)
─────────────────────────────────────────────────────────────

Suvaržytos energijos sąnaudų modelis (Constrained Energy Expenditure Model) rodo, kad bendros dienos energijos sąnaudos kyla tiesiškai esant mažesniam fiziniam aktyvumui, tačiau išlinksta ir pasiekia plato ties didesniais aktyvumo lygiais [10, 12]. Pontzer ir kt., naudodami dvigubai žymėto vandens metodą, pademonstravo, kad Hadza medžiotojai-rinkėjai, kasdien nueinantys 10–15 km, išeikvoja 1 877–2 649 kcal/dieną – tai atitinka sėdimą gyvenimo būdą gyvenančių Vakarų kontrolinės grupės asmenų bendras dienos energijos sąnaudas, atsižvelgus į liesąją kūno masę [10]. Kai fizinis aktyvumas viršija vidutines ribas, kūnas kompensuoja energijos išeikvojimą slopindamas bazines fiziologines funkcijas, įskaitant imuninę sistemą, reprodukcinę biologiją ir HPA ašies streso atsaką [10].

Svarbiausia, kad šį kompensacinį poslinkį lemia būtent energijos balanso būsena [12]:

• Esant energijos balansui: 584 vyresnio amžiaus suaugusiųjų iDATA tyrimo duomenys parodė, kad bendrojoje kohortoje TDEE kilo tiesiškai kartu su fiziniu aktyvumu – nuo 2 354 kcal/dieną mažiausio aktyvumo decilyje iki 2 693 kcal/dieną didžiausio aktyvumo decilyje [12].
• Esant neigiamam energijos balansui: asmenys, patiriantys aktyvų svorio mažėjimą (>3 % per 6 mėnesius), demonstravo suvaržytą modelį, kuriame TDEE išliko vienodos visuose aktyvumo deciliuose (vidutiniškai 2 428 kcal/dieną mažiausiame decilyje ir 2 372 kcal/dieną didžiausiame decilyje) [12].

Metabolinis prisitaikymas ir dienos žingsnių skaičius

Kalorijų ribojimas sukelia adaptyviąją termogenezę – ramybės būsenos energijos sąnaudų sumažėjimą, kuris viršija tą, kurį galima prognozuoti vien pagal liesosios kūno masės (1 100 kcal/kg) ir riebalinės masės (9 300 kcal/kg) netekimą [9, 15]. Pradinėmis sąlygomis oksidacinis fosforilinimas veikia ~40 % efektyvumu ATP gamybai, o ~60 % išsisklaido šilumos pavidalu per mitochondrijų protonų nutekėjimą; energijos ribojimo metu mitochondrijų efektyvumas padidėja, o metabolizmo greitis sumažėja [9, 16]. Šis adaptyvus sumažėjimas pasireiškia daugiau nei 80 % ramybės metabolizmo greičio tyrimų ir gali atsirasti jau po pirmosios kalorijų ribojimo savaitės [15].

Kasdieniai žingsnių tikslai su šia metaboline aplinka sąveikauja keliais būdais:

1. Žingsnių skaičius duoda mažėjančią grąžą esant giliam deficitui: atsitiktinių imčių tyrime, vertinusiame žingsnių apimtį, 10 000 žingsnių nuėjimas 100 žingsnių/min tempu labiau sumažino trigliceridų kiekį po 960 kcal valgio, palyginti su 2 000 žingsnių [11]. Tačiau padidinus iki 15 000 žingsnių, padidėjo cirkuliuojančių neesterifikuotų riebalų rūgščių (NEFA) kiekis ir nebuvo gauta papildomos naudos povalgyminei lipemijai, nors buvo sukurtas papildomas 234 kcal deficitas [11].
2. Vidutinis žingsnių kiekis palaiko energijos srautą: didelio energijos srauto (energy flux) būsenos palaikymas – kai energijos suvartojimas ir sąnaudos yra subalansuoti ties didesniais lygiais, o ne smarkiai nuslopinti – padeda išvengti svorio ataugimo [14]. Tyrėjai siūlo svorio palaikymo metu siekti 1,7–1,8 metabolinės apimties (TDEE/REE) rodiklio [14].
3. Mitybos sudėtis keičia bazines energijos sąnaudas: nustatyta, kad 25 % dienos kalorijų gaunant iš baltymų galima išvengti numatomo ramybės metabolizmo greičio mažėjimo energijos ribojimo metu [15]. Be to, 2 savaičių kalorijų deficito kaitaliojimas su 2 savaičių palaikymo blokais lemia didesnį riebalų praradimą nei nuolatinis ribojimas, padėdamas neutralizuoti lėtinį sąnaudų slopinimą [15].

Vidutinio ar didesnio žingsnių skaičiaus (pavyzdžiui, nuo 5 000 iki 10 000 žingsnių per dieną) siekimas palaiko palankius sotumo hormonų pokyčius ir nesukelia kompensacinio maisto vartojimo [1, 3, 11]. Tačiau bandymas dirbtinai padidinti deficitą vien tik ekstremaliu žingsnių kiekiu aktyvaus svorio metimo metu sukelia energijos suvaržymą, stabilizuoja bendras dienos energijos sąnaudas ir duoda mažėjančią metabolinę naudą [10, 12].