Liver glycogen metabolism during and after prolonged endurance-type exercise
American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism
Vol. 311, No. 3 01 SEP 2016
Javier T. Gonzalez, Cas J. Fuchs, James A. Betts, and Luc J. C. van Loon
https://doi.org/10.1152/ajpendo.00232.2016
・持久性運動中の炭水化物ベースの燃料の役割は、約100年前から知られている（63）
・中程度から高強度の運動時における炭水化物の重要性は、1930年代に示された（20）
・運動中の筋肉グリコーゲンの利用と重要性は、1960年代に筋肉生検技術とによって示された（12, 13）
・筋肉グリコーゲンの利用に重点が置かれてた一方、肝臓グリコーゲンの評価は技術的な問題から難しかったため、運動中の肝臓グリコーゲンの使用に関するデータはわずかしか得られていなかった
・1960年代（9, 100）および1970年代（39, 77-79）に、Menghiniが開発した肝臓生検技術を利用して、人間での生体内肝臓グリコーゲン利用を報告することが可能になった。断食によって肝臓グリコーゲンが急速に減少することが示され（100）、断食または極めて低炭水化物な食事によって48時間以内に完全に枯渇することが示された（79）。また、食事に十分な炭水化物が含まれている場合に肝臓グリコーゲンの正の再補充が始まることも示された
・食後、血糖の過剰放出を緩和し食後の高血糖を和らげるために肝臓グリコーゲン合成が行われ、肝臓グリコーゲンの分解と合成は同時に起こる（69, 82, 86）。病気などで肝臓グリコーゲンの適切な合成または分解ができない場合には、多くの代謝異常が引き起こされる
・脂肪酸とグリセロールの供給によって肝臓グリコーゲンが調節されることが示されており、非エステル化脂肪酸（NEFA）とグリセロールは肝臓グリコーゲンを約84％抑制することができることが報告されている（98）
・食後から肝臓グリコーゲン濃度がピークになる（約5時間後）までのグリコーゲン補充の平均速度は約6 g/h（101）
・運動後には特定の筋肉に対してグリコーゲンのSupercompensation（超回復）が起こる（13）。持久的なトレーニングにより、通常時の筋グリコーゲン濃度はトレーニングしていない状態と比べると20～66%増加する（10, 44, 67, 97, 117）
・筋グリコーゲンの貯蔵量が多いと、筋グリコーゲンの枯渇が疲労に寄与するタイミングを遅らせるかもしれない。アスリートでは、絶対および相対的な高い運動強度で長時間の運動ができるので、筋グリコーゲンを非常に低いレベルにすることが可能となる（28）
・肝臓のグリコーゲンの貯蔵量は、持久的なトレーニングやインスリン感受性の違いによって変化しない
・トレーニングしていない人では、肝臓グリコーゲンの分解率は運動強度が高くなるに連れて著しく増加していく。持久的なトレーニングを行っているアスリートでは、高強度運動時における肝臓グリコーゲン分解の減少が見られる。最大酸素摂取量の80％を超えるような高負荷の運動になると脂肪分解が抑制されるため、肝臓グリコーゲンの消費が著しくなり血中グルコースの低下をもたらす。これが運動を制限する要因の一つとなる
・肝臓グリコーゲンの代謝は、最高酸素摂取量の80％未満の運動強度でしか研究されていないため、トレーニングされたアスリートにおける過剰なホルモン反応が、最大運動時における肝臓グリコーゲンの利用にどのように影響するかは不明
・長時間の中程度から高強度（>最高酸素摂取量の60％以上）の持久的な運動において、炭水化物が最も重要な燃料源となり、炭水化物摂取を運動中に摂取しない場合、肝臓および筋肉のグリコーゲンは最高酸素摂取量の70％で90分の運動をした後に40～60％減少する（18, 97）
・長時間の運動中の炭水化物摂取はパフォーマンスを向上させる（118）。これは血糖値の維持、炭水化物酸化率を高く維持する、筋肉グリコーゲンの利用の節約などが含まれる（19, 108）。筋肉グリコーゲンの節約は一部の研究で示されているが（96, 109, 110）、全ての研究で見られるわけではなく（27, 36, 47, 58）、測定のタイミング（96）および運動のタイプまたは筋肉繊維によるものと考えられる（110）
・運動中の適度な糖摂取（約0.6-0.8 g/min）が肝グルコース産生を抑制できることが示されており（17）、大量の糖摂取（約3 g/min）は運動中の肝グルコース産生を完全に抑制することもある（59）。これらの結果から運動中の炭水化物摂取は肝臓のグリコーゲン分解を抑制し、肝臓グリコーゲンの減少を緩和すると示唆されている（19）。摂取された炭水化物が新たに合成されたグリコーゲンとして蓄積されるか、直接的に血中にグルコースまたは乳酸として放出されるかは不明
・運動後の筋グリコーゲンの再補充は、十分な炭水化物摂取（1時間に体重1kgあたり1.2 g）によって最適化される（8, 15, 115）。糖と果糖の混合物が単独の糖（ポリマー）よりも筋肉グリコーゲン再補充をさらに増強することはほとんどないことがますます明らかになっているが（40, 106, 122）、運動後の回復初期に十分な炭水化物摂取をする際には、ブドウ糖と果糖、ブドウ糖とスクロース）の摂取がブドウ糖だけの摂取よりも良いと推測される（40）
・肝臓のグリコーゲン再合成に与える影響に関する研究は少ない（18, 29, 30, 40, 74）
・ブドウ糖のみを摂取した場合、肝臓グリコーゲンの最大再合成率は約4g肝臓グリコーゲン/hほど（18, 29, 40）。運動後のブドウ糖摂取による肝臓グリコーゲン再合成率は、混合食を摂取した場合に安静状態で報告される約6 g/hの肝臓グリコーゲン再合成率よりもかなり低い傾向になる（101）。よって、脂肪とタンパク質を炭水化物と一緒に摂取することで、肝グリコーゲンの合成を増強する可能性が推測される。混合食を摂取した場合のより大きなインスリン分泌は、肝臓グリコーゲンへの純粋なグルコースの取り込みと貯蔵を増加させる可能性がある（4, 16, 113, 115）
・安静時はフルクトースとガラクトースが肝臓で優先的に代謝される（7, 41, 78）。したがって、グルコースとフルクトースまたはガラクトースのいずれかを一緒に摂取することで、運動後の肝臓グリコーゲン再合成率をさらに増加させることができる（18, 29, 40）。一緒に摂取することで肝臓グリコーゲン再合成率は約4 g/hから約8 g/hにほぼ倍増する
・グルコースとフルクトースを一緒に摂取することで、単独摂取よりも腸管吸収速度が速くなる（54, 56, 57）
筋グリコーゲンに関しての補給の話はよく知られていますが、脳や肝臓に関してはイマイチかと思われるので、再度確認しておくとよいかなと思います。持久的な運動をする前に補給を十分にすることでトレーニング効果が高まるので、効率を高めたい場合は事前の食事、練習後の食事への意識を高めるのが効果的です。運動中に関してはまだ研究不足となっていますので、今後に期待です。脂質も大事なのでしっかり摂取しましょう。ガラクトースも効果的となるので、牛乳などが苦手ではない人は積極的に飲むとよいかもしれません。
2023年8月1日火曜日
持久的な運動中と運動後の肝臓のグリコーゲン
2023年4月15日土曜日
抗酸化物質の補給は若い女性の筋力トレーニングによる効果を弱める
Antioxidant Supplementation Impairs Changes in Body Composition Induced by Strength Training in Young Women
Int J Exerc Sci. 2019 Mar 1;12(2):287-296
Maurilio T Dutra et.al
筋力トレーニングは筋肥大と身体組成の変化を促進することが知られていますが、抗酸化物質の補給を組み合わせた場合の影響については、ほとんど研究がされていませんでした。この研究の目的は、抗酸化物質の補給を組み合わせた筋力トレーニングが、若い女性の脂肪量と脂肪以外の体重に及ぼす影響を調べることでした。ダブルブラインドの設計で、33人の被験者（22.9 ± 2.5歳、57.7 ± 8.4 kg、1.6 ± 0.6 m）は、ビタミン群（n=12）、プラセボ群（n=11）およびコントロール群（n=10）に分けられました。ビタミン群とプラセボ群は、10週間にわたって筋力トレーニングプログラムに参加しました。ビタミン群はトレーニング期間中にビタミンC（1g /日）とE（400IU /日）の補給を受けました。脂肪量と脂肪以外の体重はDEXAで評価されました。従属変数の違いを調べるために、複数の3×2（群×時間）の混合要因分散分析（ANOVA）にTukey調整を施しました。有意水準はP≤.05で設定されました。プラセボ群だけが、トレーニング後に全体的な脂肪以外の体重を増加させました（34.9 ± 4.9 vs 36.3 ± 4.8 kg、P<0.05）し、全体的な脂肪量を減少させました（21.8 ± 7.8 vs 21.0 ± 8.3 kg、P<0.05）。さらに、プラセボ群だけが、コントロール群と比較してトレーニング前後の脂肪以外の体重の変化率が有意に高かった（4.0 ± 3.4 vs -0.7 ± 3.1％、それぞれ、P<0.05）。これらの結果は、慢性的な抗酸化物質の補給が、若い女性の身体組成における筋力トレーニングに関連する改善を緩和する可能性があることを示唆しています。
・強度トレーニング（ST）は筋肥大と体組成の適応を促進する。
・STに抗酸化物質サプリメント（AS）を組み合わせた場合の適応については、ほとんど研究がなされていない。
・この研究の目的は、STとASの慢性的な効果が若い女性の脂肪量（FM）と脂肪フリー量（FFM）に与える影響を調べることである。
・偽薬群とビタミン群の2つのSTプログラムを10週間行い、FMとFFMをDEXAによって評価した。
・偽薬群のみが、10週間のトレーニング後に総FFMを増加させ（34.9±4.9 vs 36.3±4.8 kg、P<0.05）、総FMを減少させた（21.8±7.8 vs 21.0±8.3 kg、P<0.05）。
・さらに、偽薬群のFFMの変化率は、コントロール群と比較して有意に大きかった（4.0±3.4 vs -0.7±3.1％、P<0.05）。
・結果から、慢性的なASは、若い女性の体組成におけるSTに関連する改善を軽減する可能性があることが示唆された。
Chat GPTでの日本語訳とまとめが秀逸なので、これを使って自分の目で確かめていくのが良さげですね。問題点はやはり、少し雑という点です。コントロール群があったりなかったりなど微妙に異なるので、とりあえず全文を翻訳させてから要点をまとめてもらうとよさげです。年齢と被験者数、プロトコルなどいくつか設定しておくと非常に便利な使い方ができそうです。こりゃぁブログを書く必要性が無くなりますね。まぁサッと見直したい時のために残しておくのが効率が良いので、随時作業をしていきたいと思うところですが。
2023年3月17日金曜日
抗酸化サプリメントの摂取はSIRT1の活性を抑制する
Antioxidant Supplementation Hinders the Role of Exercise Training as a Natural Activator of SIRT1
Carmine Sellitto et.al
Nutrients. 2022 May 17;14(10):2092
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35631233/
Introducition
SIRT1, activated during ET, can counteract aging and age-associated diseases by increasing the cellular antioxidant capacity and improving mitochondrial biogenesis [13,14,15]
However, the ET-related effects, including SIRT1 activation, strongly depend on the type, intensity, and duration of the training [16,17,18,19].
SIRT1は持久的な運動（ET）によって活性化され、ミトコンドリアの生成を促すが、トレーニングの種類、強度、期間に大きく影響される
However, these beneficial effects can be eliminated when aerobic training is performed at a greater workload [17].
※17の論文を見ると持久的なトレーニングをより大きな作業負荷で実施した場合はその効果は抑制される
Materials and Methods
One of them (MDR-S) consumed, every training day and in conjunction with meals, antioxidant supplementation (S) consisting of 240 mg vitamin C and 15 mg vitamin E, together with 861 mg sodium, 555 mg chlorine, 381 mg potassium, and 66 mg magnesium.
抗酸化物質として240mgのビタミンCと15ｍｇのビタミンEを摂取。被験者はおよそ50歳前後の男女16人
Discussion
The main finding of this study is that aerobic ET combined with an exogenous source of antioxidants is associated with an increase in systemic antioxidant capacity but not in SIRT1 activity.
この研究の主な発見は、抗酸化物質を摂取して持久的な運動を行うことは全身の抗酸化能を高めるが、SIRT1活性は増加させないことである
On the other hand, an accumulation of oxidative stress during ET can lead to damage of all cellular constituents and could impair athletic performance [26]. For this reason, athletes often resort to antioxidant supplementation, including vitamins E and C, to prevent or reduce possible ET-related negative effects, especially muscle damage [26,27].
持久的な運動中の酸化ストレスの蓄積は、細胞の損傷につながり運動能力を低下させる可能性がある[26]。アスリートは、持久的な運動によるある悪影響、特に筋肉の損傷を予防または軽減するために、ビタミンEやCなどの抗酸化物質の補給に頼ることが多い [26,27].
An exogenous source of antioxidants could interfere with ET-related outcomes, leading to effects that are actually detrimental rather than beneficial.
抗酸化物質の補給によって持久的な運動によるトレーニング効果を減らしてしまう。
Similarly, the effects of daily intake of vitamins C and E were investigated using muscle samples [32]. Paulsen et al., in a double-blind randomized controlled trial, observed that ET-related muscle adaptations were hindered in athletes taking 1000 mg of vitamin C and 235 mg of vitamin E daily for 11 weeks.
Paulsenらは毎日1000mgのビタミンCと235mgのビタミンEを11週間摂取したアスリートにおいて、持久的運動による筋肉の適応が阻害されることを発見した。ビタミン類の摂取はミトコンドリアの生合成マーカーの上昇を弱めることにつながった。運動能力の低下とは関連しなかったが、抗酸化物質の補給と持久的運動の併用を検討する際には注意が必要であろう[32]。
A review including crossover and controlled trials highlighted mixed results. Some studies reported that vitamin C at a dosage of more than 1 g daily could impair physical performance through a possible reduction in mitochondrial biogenesis, while others did not observe a statistically significant impact [36].
クロスオーバーや対照試験を含むレビューでは、さまざまな結果があり、1日1g以上のビタミンCを摂取すると、ミトコンドリア生合成が低下し、身体能力が低下する可能性があるとする研究もあるが、統計的に有意な影響を観察しなかった研究もある[36]
トレーニングの目的が筋肉を増やしたりミトコンドリアを増やしたりという点であるならば、ビタミンＣの摂取は240ｍｇほどでも多すぎるということになるのかな、と。ビタミンＣがサプリメントで簡単に摂取できるし、健康のためには大事みたいに思っている人が多く、気軽に摂取している人が多いかと思われますが、それによってトレーニング効果を下げているよ、という点が忘れられてます。特に240ｍｇの摂取はみかん3個程度なので、簡単にいけます。ちょっとした飲み物でも簡単にいけますし、筋肉大好きな人たちがよく食べているブロッコリーなんかもビタミンＣが多く含まれています。あれは減量期の食事であれば良いかもしれませんが、筋肉を増やしたいタイミングにおいてはブロッコリーを多くした食事は好ましくないと言えます。ただ、ビタミンＣを多く摂取することで体脂肪を減らす効果はあるというものもあるので、タイミングが大事ということになるかと思います。
version.3: ビタミンＣとＥの摂取は筋肥大に効果ないどころか (tf-ver3.blogspot.com)
まぁ何年か前に同じことを扱っているので、そちらもご覧いただければと思います。
2023年3月16日木曜日
ゼラチンとビタミンＣの摂取で腱の回復を高める
Vitamin C–enriched gelatin supplementation before intermittent activity augments collagen synthesis
Am J Clin Nutr. 2017 Jan; 105(1): 136–143.
Gregory Shaw, Ann Lee-Barthel, Megan LR Ross, Bing Wang, and Keith Baar
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5183725/
イントロ
・運動は、コラーゲン合成を増加させる（6-8）、コラーゲンの架橋に関するリシルオキシダーゼの発現を高める（9）
・ビタミンCとアミノ酸のプロリンによってコラーゲン産生が増加し力学が向上する（21）、グリシン摂取量の増加によって損傷後のアキレス腱の力学が向上する（29）。これらはコラーゲンとビタミンCを増やす栄養介入により、コラーゲン合成が向上することを示唆している
方法
・健康な成人男性8名が被験者。絶食後の朝に48mgのビタミンCを含む低カロリー飲料に0、5、15gのゼラチンを溶かしたものを摂取し、6分間の連続縄跳びを実施。運動後、実験室で4時間安静にし、その間に4回の血液サンプルを採取。4時間後の血液サンプルの後、カニューレを外し、被験者は実験室から退出。
・6分間の連続した縄跳びを3回/日を6、12時間後24、30、36時間後、48、54、60時間後に実施して再度測定
結果
・腱の太さに変化はなかったが機能の改善が見られた
・P1NP(Ⅰ型プロコラーゲン-N-プロペプチド)は15g群で大幅な増加（5gでは大きな増加は見られない。プラセボより高いくらい）
discussion
・15gのゼラチンを摂取してから1時間後に運動を開始すると、運動後の回復期にコラーゲン合成が促進されるという仮説を強く支持。プラセボ群とゼラチン15g群の運動4時間後のPINP濃度の比較で顕著に示されることから、ゼラチンが運動後のコラーゲン合成をサポートすることを明確に示している
・コラーゲン含有量はゼラチン補給群でのみ増加したが、すべての群で力学的な増加を示した。血清中のビタミンC濃度は測定していないが、80mL中に48.5mgのビタミンCを400mlに溶かしたドリンクの摂取が力学の向上に影響を与えた可能性がある
・ビタミンCはコラーゲンの合成に必要であり(41)、ビタミンCはコラーゲン架橋酵素であるリシルオキシダーゼ（42）、プロリルおよびリシルヒドロキシラーゼ（41、43）をも活性化し、これによりコラーゲン架橋を増加させる（44）
運動により骨や腱の合成・剛性が高まるが、それをさらに高めるのがビタミンＣとゼラチンの摂取。15ｇほどのゼラチンなので通常では摂取されない量ですが、アキレス腱その他の治りがイマイチな人は行ってみると良いと思います。ただ、ビタミンＣが多くなりすぎると筋肉その他の能力向上が大きく制限されてしまうので、タイミングが難しいという問題もあります。朝にしっかりと摂取して夕方に運動、寝る前にも摂取して軽く刺激、というのが良いかと思います。ヒールレイズ程度の運動でも刺激としては十分というのが先日の論文ではあった通りなので、寝る前くらいならばいけるでしょう。まぁビタミンＣが50ｍg程度であればそこまで問題は無いと思いますが、おおよそ1日で100mgも摂取すれば十分、1日に300mgで多すぎというのがアスリートな人たちでの数値だと思われるので、1度に50㎎だと1日の半分くらいなのでなかなか多いかな、と。この点はまた後日に。とりあえずはゼラチンをしっかりと摂取して運動をしましょうね、と。なお、食品成分データベースですと、プロリンは豚で100g中に13gほど。角煮などで摂取すると考えるとカロリーが…、となりそうですので、やはりサプリメントでしょう。