Effects of an antioxidants cocktail on glucose metabolism at rest, during exercise, and during a glucose load in healthy young subjects

Background: Reactive oxygen species (ROS) regulate glucose metabolism (GM) in skeletal muscle by improving the translocation of GLUT4. Antioxidant supplementation could block this physiological effect, altering glucose signaling during exercise. However, there is limited evidence in humans on whether antioxidant intake affects GM. Therefore, we aimed to determine the effect of an antioxidant cocktail (AOC) on GM at rest and during metabolic challenges. Methods: Ten healthy male subjects received AOC supplementation (1000 mg of Vitamin C, 600 IU of Vitamin E, and 600 mg of α-lipoic acid) or placebo (2.000 mg of talc) before two trials conducted 7 days apart. Trial 1: AOC 120 and 90 minutes before an endurance exercise (EEX) bout at 60 % of maximal oxygen uptake (VO2max); Trial 2: AOC 120 and 90 minutes before an oral glucose tolerance test (OGTT; 75 g glucose). Measurements of gas exchange and capillary blood samples were collected every 15 minutes during both trials. Results: AOC supplementation increased resting glucose levels (p<0.05). During Trial 1 (EEX), the AOC increased carbohydrate oxidation (CHOox) (p= 0.03), without effect in glucose blood levels. During Trial 2 (OGTT), the AOC supplementation had no significant effect on GM parameters. Conclusion: Acute supplementation with AOC increased resting glucose levels and CHOox during EEX in healthy subjects, with no effect on GM during the OGTT.

Antecedentes: Las especies reactivas de oxígeno (ROS) regulan el metabolismo de la glucosa (GM) en el músculo esquelético al mejorar la translocación de GLUT4. La suplementación con antioxidantes podría bloquear este efecto fisiológico, alterando la señalización de la glucosa durante el ejercicio. Sin embargo, existe evidencia limitada en humanos sobre si la ingesta de antioxidantes afecta el GM. Por lo tanto, nuestro objetivo fue determinar el efecto de un cóctel de antioxidantes (AOC) en el GM en reposo y durante desafíos metabólicos. Métodos: Sujetos sanos (sexo masculino; n= 10) recibieron suplementos de AOC (1.000 mg de vitamina C, 600 UI de vitamina E y 600 mg de ácido α-lipoico) o placebo (2.000 mg de talco) previo a dos pruebas realizadas con 7 días de diferencia. Prueba 1: AOC 120 y 90 minutos antes de una serie de ejercicio de resistencia (EEX) al 60% del consumo máximo de oxígeno (VO2max); prueba 2: AOC 120 y 90 minutos antes de una prueba de tolerancia oral a la glucosa (OGTT; 75 g de glucosa). Se obtuvieron datos de intercambio de gaseoso y muestras de sangre capilar cada 15 minutos durante ambas pruebas. Resultados: la suplementación con AOC aumentó los niveles de glucosa en reposo (p<0,05). Durante la prueba 1 (EEX), el AOC aumentó la oxidación de carbohidratos (CHOox) (p= 0,03), sin efecto en los niveles de glucosa en sangre. Durante la prueba 2 (OGTT), la suplementación con AOC no tuvo un efecto significativo en los parámetros de GM. Conclusión: Una suplementación aguda con AOC aumentó los niveles de glucosa en reposo y la CHOox durante EEX en sujetos sanos, sin efecto sobre el GM durante la OGTT.

Efectos agudos del ejercicio aeróbico en estado de ayuno sobre el metabolismo y utilización de carbohidratos y grasas en adultos sedentarios con sobrepeso y obesidad: Un estudio piloto

RESUMEN Objetivo: Comparar los efectos agudos del ejercicio aeróbico en ayuno y postprandial sobre la utilización de carbohidratos y grasas de hombres sedentarios con sobrepeso y obesidad. Métodos: Diseño cuantitativo, experimental, randomizado, cruzado. Siete hombres adultos (37,9 ± 2,4 años), sedentarios, con sobrepeso u obesidad (índice de masa corporal= 29,3 ± 1,9 kg/m2). Todos realizaron 60 min de ejercicio aeróbico al 50% de potencia aeróbica máxima tanto en ayuno (FASTED) como postprandial (FED), iniciando aleatoriamente. En cada oportunidad se midieron la tasa de intercambio respiratorio (RER) mediante calorimetría indirecta basal, durante, y después del ejercicio; glicemia, cuerpos cetónicos, lactato capilares basales, pre-inicio, post inmediato, y 40 minutos post ejercicio. La utilización de carbohidratos y grasas fue estimada desde el RER según ecuaciones estequiométricas. Resultados: Durante el ejercicio no hubo diferencias significativas en utilización de sustratos entre FASTED y FED. Posterior al ejercicio sólo FASTED tuvo aumento (p<0,05) en oxidación de grasas relativo al peso corporal (Pre 0,010 ± 0,006 kJ/min/kg vs Post 0,020 ± 0,014 kJ/min/kg), oxidación de carbohidratos (Pre 0,060 ± 0,010 kJ/min/kg vs Post 0,070 ± 0,012 kJ/min/kg), y gasto energético total (Pre 0,070 ± 0,017 kJ/min/kg vs Post 0,090 ± 0,028 kJ/min/kg). No hubo diferencias en FED, ni entre FASTED y FED. Conclusión: El ejercicio aeróbico moderado en ayuno aumenta la oxidación de grasas y carbohidratos posterior a la sesión en hombres con sobrepeso y obesidad. Esto podría ser útil para su prescripción en pacientes sedentarios con exceso de peso.

ABSTRACT Purpose: To compare the acute effects of fasting and postprandial aerobic exercise on carbohydrate and fat utilization in sedentary overweight and obese men. Methods: Quantitative, experimental, randomized, crossover design. Seven sedentary, overweight or obese (body mass index [BMI]= 29.3 ± 1.9 kg/m2) adult men (37.9 ± 2.4 years) performed 60 min of aerobic exercise at 50% of maximal aerobic power both fasting (FASTED) and postprandial (FED). The first exercise type was randomly assigned. We measured the respiratory exchange ratio (RER) by basal indirect calorimetry during and after exercise; glycemia, ketone bodies and capillary lactate at baseline, pre-start, immediately and 40 minutes post exercise were measured in each exercise protocol. Oxidation of carbohydrates and fats was estimated from the RER according to stoichiometric equations. Results: During exercise there were no significant differences in the use of substrates between FASTED and FED. After exercise, only FASTED had an increase (p<0.05) in fat oxidation relative to body (Pre 0.010 ± 0.006 kJ/min/kg vs Post 0.020 ± 0.014 kJ/min/kg), carbohydrate oxidation (Pre 0.060 ± 0.010 kJ/min/kg vs Post 0.070 ± 0.012 kJ/min/kg), and total energy expenditure (Pre 0.070 ± 0.017 kJ/min/kg vs Post 0.090 ± 0.028 kJ/min/kg). There were no differences in FED, nor significant differences between FASTED and FED. Conclusion: Moderate aerobic fasting exercise increases post-session fat and carbohydrate oxidation in overweight and obese men. This could be useful for application in sedentary patients with excess weight.

Application of whole-room calorimeter in energy expenditure measurement and obesity / 中华临床营养杂志

Whole-room calorimeter is one of the gold standards for measuring energy expenditure, which is of great significance in studies on energy metabolism. It can be used to evaluate energy metabolism of different diets, physical activities and lifestyle in healthy or disease states as well as be applied into intervention plan development and efficacy evaluation of nutrition treatment in metabolic diseases, especially in obesity and anti-obesity treatment. It can also play a role in exploring the mechanism of metabolic disease when combined with metabolism related genes and molecular pathways. Here we aim to review the researches on whole-room calorimeter in energy expenditure measurement and obesity.

Indice de masa corporal no está asociado con la oxidación de los lípidos y carbohidratos en pacientes hospitalizados / The body mass index is not associated with lipid or carbohydrate oxidation in hospitalized patients

Introducción: El balance de energía se ve influenciado por la oxidación de macronutrientes (proteínas, carbohidratos y lípidos). Objetivo: Caracterizar la utilización de sustratos en sujetos con peso normal y obesos. Metodología: se realizó una impedancia bioeléctrica y una calorimetría indirecta para determinar la oxidación de carbohidratos y lípidos de pacientes hospitalizados. Los sujetos fueron divididos en tres grupos, el grupo 1: IMC 18,5-24,9 kg / m2, grupo 2: IMC 25-29.9 kg / m2 y el grupo 3: IMC> 30 kg / m2. Los grupos de individuos se compararon mediante la prueba de ANOVA y, en algún caso, después de la prueba se aplicó el Dunn (p< 0,05 consi-derado significativo). Resultados: Se estudiaron 38 personas (11 hombres y 27 mujeres) con una edad media de 44,3±16,5 años; 18 normales, 10 con sobrepeso y 10 obesos. Los sujetos obesos tenían un mayor gasto energético en reposo que los individuos normales. Obesos y no obesos oxidan cantidades similares de carbohidratos y lípidos. Conclusiones: El índice de masa corporal no se asoció con la oxidación de los lípidos y carbohidratos en pacientes hospitalizados. La cantidad de masa sin grasa se asocia con la cantidad total de hidratos de carbono y oxidación de lípidos.

Introduction: Energy balance is influenced by the oxidation of macronutrients (proteins, carbohydrates and lipids). Objective: To characterize substrate utilization in normal weight and obese. Subjects and Methods: Bioelectrical impedance analysis and indirect calorimetry were used to determine the oxidation of carbohydrates and lipids in hospitalized patients. Subjects were divided into three groups: group 1: BMI 18.5-24.9 kg/m, group 2: BMI 25-29.9 kg / m and Group 3: BMI> 30 k/m². Groups of individuals were compared using ANOVA and, in some cases, after the Dunn test was applied (p <0.05 were considered significant). Results: 38 individuals (11 men and27 women) with a mean age of 44.3 ± 16.5 years ofwhich 18 were eutrophic, 10 overweightand10 obese. Obese subjects had higher resting energy expenditure than normal individuals. Obese and non-obese individuals oxidized similar amounts of carbohydrates and lipids. Conclusions: BMI was not associated with the oxidation oflipids and carbohydrates in hospitalized patients. The amount offat mass is associated with the total amount of carbohydrate and lipid oxidation.