Utilizzo del carburante, composizione della dieta ed esercizio fisico nelle donne afroamericane

Gli afroamericani hanno il più alto tasso di mortalità aggiustato per età per malattie cardiache e diabete negli Stati Uniti. L'obesità, un fattore di rischio significativo per queste condizioni, è molto diffusa negli afroamericani, in particolare nelle donne, portando a un aumento delle comorbilità. È stato riportato che il rischio e l'incidenza cardiovascolare erano più alti nelle donne afroamericane che nelle donne bianche e negli uomini afroamericani. Le differenze etniche nei comportamenti dello stile di vita e lo svantaggio economico spiegano parte di questa disparità, ma i fattori genetici/molecolari possono svolgere un ruolo. Il team di studio ha dimostrato che più donne afroamericane in pre-menopausa, non diabetiche, non aumentano l'ossidazione dei lipidi post-assorbimento in risposta a un aumento eucalorico dei grassi alimentari rispetto alle controparti delle donne bianche. È stato anche dimostrato che le donne afroamericane hanno tassi aumentati di bassa capacità aerobica (VO2peak) e insulino-resistenza.

La mancanza di un crescente utilizzo di carburante in risposta a un aumento della disponibilità di carburante, in particolare di grassi, è associata all'obesità e all'insulino-resistenza ed è attribuita a una diminuzione della capacità ossidativa del muscolo scheletrico. Un aumento eucalorico del grasso alimentare porta ad un aumento dell'utilizzo dei lipidi post-assorbimento attraverso cambiamenti ormonali che influenzano i mitocondri e si ipotizza che una diminuzione di questa risposta rifletta una diminuzione della capacità mitocondriale/ossidativa. L'utilizzo dei lipidi in risposta a un aumento dei grassi nella dieta è potenziato dall'esercizio intenso. L'allenamento aerobico potrebbe anche migliorare la capacità aerobica e la resistenza all'insulina e aumentare la capacità ossidativa/attività mitocondriale nel muscolo scheletrico, misurata in vitro. Il grado in cui l'allenamento influisce sulla capacità aerobica e sul metabolismo varia a seconda del tipo, dell'intensità e della durata dell'allenamento e della popolazione studiata. I programmi di allenamento ad intervalli ad alta intensità (HIIT) hanno migliorato la forma fisica aerobica e la resistenza all'insulina in individui cardiaci, sedentari e obesi e hanno aumentato rapidamente i marcatori dell'ossidazione lipidica e dell'attività mitocondriale nel muscolo scheletrico, misurati in vitro. Un grande fascino dell'HIIT è che potrebbe essere necessario meno tempo alla settimana dedicato all'esercizio per produrre questi effetti. C'è stata una scarsità di studi efficaci sull'esercizio fisico nelle donne afroamericane; nessuno ha impiegato l'HIIT che sembra particolarmente adatto dato il loro profilo metabolico e nessuno ha esaminato l'impatto dell'allenamento sulla risposta metabolica a un aumento dei grassi nella dieta.

Pertanto, gli obiettivi di questo studio sono determinare, nelle donne afroamericane in sovrappeso e obese, sedentarie, in pre-menopausa e non diabetiche, se un programma di esercizi HIIT di 14 settimane:

I. Aumentare l'ossidazione sistemica dei lipidi post-assorbimento in risposta a una dieta più ricca di grassi (50% di grassi, 35% di CHO, 15% di proteine). Il team di studio ipotizza che le donne che completano con successo l'allenamento avranno un'ossidazione lipidica post-assorbimento significativamente più alta in risposta alla dieta più ricca di grassi rispetto ai controlli sedentari con una dieta simile.

II. Migliora la capacità di resistenza aerobica. Il team di studio ipotizza che il VO2peak sarà significativamente più alto nelle donne che completano con successo l'allenamento rispetto ai controlli sedentari.

III. Migliora la sensibilità all'insulina. Il team di studio ipotizza che la sensibilità all'insulina sarà significativamente più alta nelle donne che completano con successo l'allenamento rispetto ai controlli sedentari.

Gli obiettivi secondari sono determinare se: 1) l'esercizio fisico modifica favorevolmente la distribuzione del tessuto adiposo muscolare e l'accumulo di lipidi e 2) questi cambiamenti sono correlati con un miglioramento della sensibilità all'insulina.

Per testare queste ipotesi, il team di studio condurrà una sperimentazione clinica su 48 donne afroamericane in pre-menopausa, sane, sedentarie, in sovrappeso e obese. Tutte le donne saranno sfidate con una dieta ricca di grassi eucalorica di 10 giorni. Quindi, metà delle donne sarà randomizzata per partecipare a un programma HIIT di 14 settimane progettato per aumentare significativamente la loro resistenza aerobica e metà manterrà l'attività fisica di base. Durante tutto il periodo di follow-up, a tutte le donne verrà consigliato di seguire la stessa dieta per il mantenimento del peso e salutare per il cuore. Dopo 14 settimane verranno ripetute le sfide dietetiche più ricche di grassi, alla stabilità del peso assicurata con l'uso del calorimetro di tutto il corpo (camera metabolica). L'ossidazione dei lipidi post-assorbimento, la sensibilità all'insulina e il grasso associato ai muscoli saranno misurati alla fine di ciascuno dei periodi di dieta ad alto contenuto di grassi, prima e dopo le 14 settimane di esercizio sotto la pioggia, nelle donne sedentarie e che si esercitano, 2 giorni dopo l'ultimo attacco di esercizio acuto.

L'HIIT ha un maggiore potenziale per la traduzione nella pratica clinica poiché il tempo di esercizio più breve può migliorare la compliance che è il principale deterrente per il successo dei programmi di allenamento fisico. La prevenzione dell'obesità e l'inversione della ridotta capacità aerobica e dell'insulino-resistenza in individui più giovani come le donne afroamericane in età fertile (pre-menopausa) potrebbero essere cruciali per ridurre le preoccupanti tendenze delle malattie legate all'obesità negli afroamericani.