Maksimaalinen rasvan hapettuminen harjoituksen aikana (FatMaxx)

Perustelut: Harjoittelun aikana energiankulutus lisääntyy dramaattisesti, ja harjoituksen intensiteetti on tärkein yksittäinen substraatin käyttöön vaikuttava tekijä. Yleisesti on raportoitu, että rasvan hapettuminen lisääntyy harjoituksen intensiteetin kasvaessa tiettyyn pisteeseen asti. Suuremmalla harjoituksen intensiteetillä rasvan hapettumisaste laskee melko nopeasti lisääntyneestä energiatarpeesta huolimatta, ja hiilihydraateista tulee hallitseva ja lopulta ainoa polttoaineen lähde (aerobisen) harjoittelun aikana.

Ihmiskehon maksimaalista kykyä hapettaa rasvaa harjoituksen aikana voidaan kvantitatiivisesti kuvata ns. MFO:lla ja FATmaxilla. MFO (maksimaalinen rasvan hapetus) on korkein absoluuttinen rasvan hapettumisen taso ilmaistuna grammoina minuutissa (g/min), kun taas FATmax on harjoituksen intensiteetti, jolla rasvan hapettumisaste on korkein (%VO2max tai %HFmax). Näillä käsitteillä voi olla merkitystä kestävyysharjoittelun ja suorituskyvyn kannalta.

On hyvin tunnettua, että jopa varsin homogeenisissa populaatioissa yksilöiden välinen vaihtelu rasvan hapettumisen, erityisesti MFO:n, suhteen on melko suuri. Yksittäiset tekijät, kuten sukupuoli, kehon koostumus (laiha massa) ja kuntotaso, selittävät suuren osan tästä vaihtelusta. Lisäksi geneettiset tekijät ovat yksilöiden välisten erojen taustalla. Mutta myös "ulkoiset tekijät", kuten ravitsemustila, eli alhainen tai korkea hiilihydraattien (CHO) saatavuus ja uupumus, liittyvät todennäköisesti rasvan maksimaaliseen hapettumiseen substraatin saatavuuden muutoksista johtuen. Näiden ulkoisten tekijöiden vaikutus substraatin käytön muutoksiin on toistaiseksi tuntematon.

Tavoite: Tutkijat pyrkivät selvittämään harjoitusta edeltävän CHO:n saatavuuden ja uupumuksen vaikutusta maksimaaliseen rasvan hapettumiseen (MFO & FATmax) harjoituksen aikana.

Opintosuunnitelma: Opintojakso koostuu kahdesta osasta. Osassa I arvioidaan hiilihydraattien saatavuuden vaikutusta, osassa II uupumusten vaikutusta.

Osassa I (cross-over design) koehenkilöt suorittavat asteittaisen rasitustestin mitatakseen rasvan maksimaalista hapettumista ("fatmax-testi"). Kerran alhaisella CHO:lla, toisen kerran korkealla CHO:lla. Tilaus satunnaistetaan. Ehtojen välissä huomioidaan yksi viikko.

Osassa II (yhden käden interventio) koehenkilöt suorittavat asteittaisen rasitustestin kahdesti samana päivänä, mutta nyt noin 90 minuutin mittaisella harjoituskerralla ('harjoittelu') välissä uupumuksen aikaansaamiseksi Molemmissa osissa kokeellista testausta edeltää käynti, jossa mitataan kehon koostumusta ja tutustutaan koemenetelmiin. Lisäksi tehdään liikuntakysely ja 3 päivän ruokapöytäkirja.

Asteittainen rasitustesti on Achtenin ja Jeukendrupin (2003) kuvaama niin kutsuttu "fatmax-testi". Osallistujat aloittavat 95 W (miehet) tai 60 W (naiset) lämmittelyllä, jonka jälkeen tehoa nostetaan 3 minuutin välein 35 W:lla uupumukseen asti. Sykettä sekä hapenkulutusta (VO2) ja hiilidioksidin tuotantoa (VCO2) seurataan rasvan hapettumisnopeuden ja maksimaalisen aerobisen kapasiteetin saamiseksi.

Tutkimuspopulaatio: Tämän tutkimuksen populaatio koostuu sekä miehistä että naisista, iältään 20–35-vuotiaista, joiden BMI on 18,5–27 kg/m2. Osallistujan tulee olla virkistysaktiivinen, joka määritellään vähintään 3 tunnin harjoitukseksi viikossa ja enintään 10 tunniksi viikossa. Heidän urheilutoiminnassaan tulee olla kestävyyskomponentti Osallistuja ei tupakoi ja on terve ja noudattaa opiskeluohjeita.

Interventio (hoito):

Osa I: Tässä tutkimuksen osassa manipuloidaan hiilihydraattien saatavuutta ennen harjoittelua. Ennen rasvan maksimaalisen hapettumisen mittaamista harjoituksen aikana, koehenkilöt jaetaan satunnaisesti 36 tunnin ajanjaksolle (eli iltapäivä, yksi päivä plus aamiainen) joko vähän CHO:ta / runsaasti rasvaa sisältävää ruokavaliota (~65 % rasvasta) tai yhtä energiaa (isokalorinen), runsashiilihydraattinen ruokavalio (~65 % CHO:lla).

Osa II: tässä osassa interventio on 90 minuutin "harjoittelu" 60 % Wmax:lla ja joka 15. minuutti 2 minuutin korkean intensiteetin harjoitus (90 % Wmax). Tämän tarkoituksena on simuloida harjoittelua ja saada aikaan uupumusta.

Kokeita edeltävänä päivänä osallistujien on pidättäydyttävä harjoituksesta.

Tärkeimmät tutkimusparametrit/päätepisteet: Tärkeimmät tutkimusparametrit ovat MFO ja FATmax määritettynä epäsuoralla kalorimetrialla (VO2, VCO2) asteittaisen rasitustestin aikana (35W/3min protokolla). MFO:n ja FATmax:n laskemiseksi mitataan hapenkulutus (VO2) ja CO2-tuotanto (VCO2). Näistä arvoista voidaan laskea hengityksen vaihtosuhde (RER) ja rasvan hapettuminen kvantifioidaan Fraynin yhtälöiden mukaisesti.