Kan forskning i type 1-diabetes lære os noget om træning og konkurrence hos personer uden diabetes?
Forfatter: Rakel Fuglsang Johansen, ph.d., afdelingslæge og forsker
Steno Diabetes Center Aarhus, AUH
Korresponderende forfatter: Rakel Fuglsang Johansen, E-mail: Rakejoha@rm.dk
Resumé
Det kan være svært at dyrke sport, når man har type 1-diabetes og dermed ikke selv kan producere insulin. Når man tager insulin som en del af sin behandling for type 1-diabetes, kan der ske store udsving i blodsukkeret under træning, og det kan være udfordrende at få den injicerede insulinmængde til at passe med træningen. I 2019 åbnede Klinik for Atleter med Diabetes ET (KADET) på Steno Diabetes Center Aarhus. Arbejdet i klinikken har affødt flere forskningsprojekter, der sigter mod at forstå og finde nye løsninger på de udfordringer, som personer med type 1-diabetes oplever under træning. I denne artikel beskrives, hvordan klinikken fungerer som en platform for idégenerering til forskningsprojekter, og hvordan arbejdet med træning og ernæring i relation til type 1-diabetes muligvis også kan bidrage med viden om optimalt blodsukker og sportsernæring for raske sportsudøvere.
Træning og type 1-diabetes
I 2019 slog Steno Diabetes Center Aarhus dørene op for KADET, Klinik for Atleter med Diabetes type ET. Målet med klinikken er at støtte, hjælpe og uddanne danske idrætsudøvere med type 1-diabetes (T1DM), så de kan dyrke sport på lige fod med idrætsudøvere uden diabetes. Klinikken er den første af sin slags i verden, og kun få andre tilbud har fokuseret på at hjælpe motionister og sportsudøvere med T1DM i forhold til deres træning og konkurrence (1-3).
Personer med T1DM oplever især udfordringer med lavt blodsukker (hypoglykæmi) i forbindelse med træning. Det påvirker deres ydeevne, og de må ofte afbryde træningen for at indtage kulhydrater og hæve blodsukkeret igen. I et nyligt studie om motionsvaner blandt personer med type 1-diabetes angav 35 %, at hypoglykæmi påvirker deres præstation under træning (4). Der kan også opstå farligt lave blodsukkerniveauer, hvis ikke de reagerer rettidigt. Insulinen, de har taget under huden, virker dobbelt så effektivt under træning, og der er ingen mulighed for at skrue ned for den insulin, der allerede er indgivet – derfor vil insulinen drive blodsukkeret nedad.
Lavt blodsukker under træning kan undgås ved at reducere mængden af doseret insulin før træning og ved at indtage kulhydrater før, under og efter træning for at holde blodsukkeret stabilt. Det kan dog være svært at spise kulhydrater uden insulin før træning, da dette typisk får blodsukkeret til at stige for meget, hvorefter det hurtigt falder og igen bliver for lavt. For højt blodsukker påvirker også præstationen negativt på grund af sukker- og elektrolyt-tab via urinen (5). Mange med type 1-diabetes beretter, at deres muskler føles slappe, når blodsukkeret er for højt. De store udfordringer i forbindelse med træning gør, at mange med type 1-diabetes stopper med at træne og dyrke sport (6).
Træning og kulhydratkilder
I vores klinik ser vi, at både sportsudøvere og motionister med T1DM har udfordringer med for lave blodsukkerniveauer under træning, selvom de forsøger at indtage tilstrækkelige mængder kulhydrater. Hvis man er på et cykelhold, er det ”træls” at være den ene med T1DM, der får resten af holdet til at stoppe på grund af problemer med lavt blodsukker, som skal behandles, før turen kan fortsætte.
Ønskescenariet er en energikilde, der kan indtages forud for træning uden behov for insulin, som vedvarende kan holde blodsukkeret stabilt gennem hele træningen, og som samtidig ikke forårsager for højt blodsukker før og i starten af træningen.
En sådan effekt kan opnås ved at bruge energikilder med lavt glykæmisk indeks. Når mad eller drikke har et lavt glykæmisk indeks, betyder det, at blodsukkeret stiger langsommere efter indtag, men forbliver forhøjet i længere tid. Omvendt stiger blodsukkeret hurtigt, men kortvarigt, hvis mad har et højt glykæmisk indeks. Disse forskelle afhænger både af kulhydratkildens omsætningshastighed i kroppen og af mavetømningshastigheden. Kombinerer man en kulhydratkilde med fedt eller protein, vil tilstedeværelsen af disse stoffer i mavesækken sænke mavetømningshastigheden og dermed det glykæmiske indeks.
I tidligere studier har man testet effekten af kulhydratkilden fruktose, som omsættes langsomt i kroppen og har et meget lavt glykæmisk indeks. Hos personer med T1DM fandt man, at 20 g fruktose indtaget før en times cykeltræning havde en særdeles gunstig effekt på blodsukkeret, som hverken blev for højt eller for lavt under træning (7). Det er også denne effekt, man efterstræber i mange “endurance”-træningsprodukter, hvor man typisk kombinerer druesukker (dextrose), maltodextrin og fruktose. Druesukker og maltodextrin har et højt glykæmisk indeks, mens fruktose har et lavt. På denne måde forsøger man at sikre både kortvarig og langvarig energi under træning og optimal optagelse i maven.
Vi undersøger nu muligheden for at bruge både laktose (mælkesukker, bestående af glukose og galaktose), som har et mellemhøjt glykæmisk indeks, og galaktose (en komponent af mælkesukker), som har et lavt glykæmisk indeks, før træning hos personer med T1DM. I vores galaktosestudie, et dobbeltblindet randomiseret studie, tester vi effekten af henholdsvis 20 g glukose, laktose, galaktose og placebo indtaget før en times cykeltræning ved 50 % ydeevne (Wmax) hos personer med T1DM. Vores hypotese er, at både laktose og galaktose kan modvirke hyper- og hypoglykæmi i forbindelse med træning hos personer med T1DM på grund af deres lavere glykæmiske indeks.
Betydningen af træningstidspunkt
I vores klinik har vi erfaret, at kulhydratbehovet i forbindelse med formiddagstræning er langt mindre end ved eftermiddagstræning, og at det generelt er meget nemmere for personer med T1DM at træne om formiddagen i forhold til risikoen for hypoglykæmi. Vi har derfor designet et studie, hvor vi undersøger 12 personer med T1DM, der cykler én time ved 50% Wmax om formiddagen sammenlignet med én times cykling ved 50% Wmax om eftermiddagen.
Vores hypotese er, at stresshormonerne kortisol og væksthormon, som har en døgnvariation og er kendt for at forårsage insulinresistens, reducerer insulins virkning og dermed beskytter mod hypoglykæmi om formiddagen. Vi vurderer også forskelle i kulhydrat- og fedtomsætning om formiddagen versus om eftermiddagen, hvor en mulig større fedtforbrænding om formiddagen potentielt kan ”skåne blodsukkeret” og dermed forklare den lavere tendens til hypoglykæmi.
Blodsukkerrespons på konkurrencedeltagelse
I Klinik for Atleter har vi også konstateret, at blodsukkeret opfører sig forskelligt på trænings- og konkurrencedage. Blodsukkeret falder typisk på træningsdage, mens det er højt på konkurrencedage. Vi, der arbejder i klinikken, har selv haft sensorer på og observeret høje blodsukkerniveauer både i forbindelse med hård træning og endnu mere udtalt under konkurrencedeltagelse.
Denne observation gav anledning til et pilotstudie, hvor vi målte blodsukker efter 5 og 10 km løbekonkurrencer. Resultaterne viste, at blodsukkeret hos de fleste raske løbere var forhøjet og hos nogle meget højt efter løbekonkurrencer (se figur 1). Det var meget overraskende at se, at løbere, som blev anset for raske, kunne få så høje blodsukkerniveauer.
Figur 1
Vi har nu designet et konkurrencestudie, hvor vi undersøger 12 løbere med og uden T1DM i forbindelse med et 5 km løbekonkurrenceløb sammenlignet med et 5 km testløb på en træningsdag. Vores hypotese er, at et 5 km testløb vil få blodsukkeret til at stige, men at et 5 km konkurrenceløb vil få blodsukkeret til at stige endnu mere, hvilket skyldes forskelle i niveauer af stresshormoner.
Hvad er det nye?
Da personer med T1DM mangler evnen til selv at producere insulin, er det særligt interessant at undersøge effekten af kulhydratholdige energikilder hos denne patientgruppe, eftersom deres blodsukkerrespons udelukkende er et produkt af ernæringstilskuddets egenskaber og ikke individuelle insulinresponser. Timing og dosis af doseret insulin kan påvirke blodsukkerresponset på et ernæringstilskud, men dette kan standardiseres i kliniske studier.
Både studier og vores erfaringer fra atletklinikken peger på, at indtag af kulhydratkilder med lavt glykæmisk indeks før træning er fordelagtigt fremfor kulhydratkilder med højt glykæmisk indeks, og det samme gælder sandsynligvis for raske personer. Hvis en energikilde har et højt glykæmisk indeks, vil en rask person som respons på indtaget frigive en større mængde endogent insulin, hvilket i kombination med træning kan føre til forbigående hypoglykæmi (8).
Desuden har nogle studier, om end med varierende resultater, vist, at kulhydratindtag før træning kan forbedre præstationsevnen (9). Derfor kunne kulhydratkilder som laktose eller galaktose være gunstige før træning. Disse kulhydrater har et lavere glykæmisk indeks og frigiver energi over længere tid, da deres omsætning foregår langsommere. Der er dog kun lavet få studier omhandlende galaktoseindtag i relation til træning hos raske (10, 11) og ingen ved T1DM.
Man kunne også undersøge, om indtag af mælk inden træning kan have gunstige effekter, da mælk indeholder laktose samt protein og fedt, som yderligere kan sænke det glykæmiske indeks.
De forskelle, vi observerer i blodsukkeret hos personer med T1DM under formiddagstræning sammenlignet med eftermiddagstræning, viser, at menneskers metabolisme varierer afhængigt af tidspunktet for træningen. Dette er en vigtig overvejelse, når man designer studier om træning.
Konkurrencestudiet vil give os nye indsigter i blodsukkerresponset under konkurrencer, et område med sparsom eksisterende viden, især for kortere distancer inden for udholdenhedsidræt. Det er velkendt, at blodsukkeret stiger ved hård træning hos raske (12), og at atleter har en større frigivelse af adrenalin under træning end utrænede, hvilket resulterer i en større blodsukkerstigning (13).
En ny observation er dog, at blodsukkeret sandsynligvis stiger endnu mere i forbindelse med konkurrenceløb. Det rejser spørgsmålet, om denne blodsukkerstigning kan have en gunstig effekt på præstationsevnen. Eftersom blodsukkermålere er blevet populære blandt raske sportsudøvere, er der behov for mere viden om, hvad der udgør et optimalt blodsukker i relation til træning og konkurrence.
Vigtigste punkter til den kliniske praksis
De nævnte studier vil give vigtige indsigter til rådgivning af patienter med T1DM om træning og konkurrence. Vores undersøgelser af kulhydratkilder vil bidrage med ny viden om anvendelsen af mælkesukker før træning ved T1DM. Studiet om træningstidspunktets betydning er centralt for at belyse en yderligere metode til at undgå hypoglykæmi ved T1DM, idet den beskyttende effekt af formiddagstræning ikke er alment kendt. Endelig vil konkurrencestudiet skabe ny forståelse for, hvordan blodsukker og stresshormoner ”opfører sig” under træning i forhold til konkurrence, hvilket kræver forskellige strategier for optimal blodsukkerhåndtering.
Erfaringerne fra disse studier kan muligvis også overføres til raske idrætsudøvere.
Referencer
1.Mattsson S AP, Jendle J, Bengtsson V, Sparud-Lundin C Empowered by Intertwined Theory and Practice – Experiences From a Diabetes Sports Camp for Physically Active Adults With Type 1 Diabetes. Frontiers in Clinical Diabetes and Healthcare. 2021;2021;2(6).
2. Narendran P, Greenfield S, Troughton J, Doherty Y, Quann N, Thompson C, et al. Development of a group structured education programme to support safe exercise in people with Type 1 diabetes: the EXTOD education programme. Diabet Med. 2020;37(6):945-52.
3. Pitt JP, Bracken RM, Scott SN, Fontana FY, Skroce K, McCarthy O. Nutritional intake when cycling under racing and training conditions in professional male cyclists with type 1 diabetes. J Sports Sci. 2022;40(17):1912-8.
4. Johansen RF, Caunt S, Heller S, Sander SE, Sondergaard E, Molsted S, et al. Factors Influencing Physical Activity Level in Adults With Type 1 Diabetes: A Cross-sectional Study. Can J Diabetes. 2024.
5. Battelino T, Danne T, Bergenstal RM, Amiel SA, Beck R, Biester T, et al. Clinical Targets for Continuous Glucose Monitoring Data Interpretation: Recommendations From the International Consensus on Time in Range. Diabetes Care. 2019;42(8):1593-603.
6. Brazeau AS, Rabasa-Lhoret R, Strychar I, Mircescu H. Barriers to physical activity among patients with type 1 diabetes. Diabetes Care. 2008;31(11):2108-9.
7. Kosinski C, Herzig D, Laesser CI, Nakas CT, Melmer A, Vogt A, et al. A Single Load of Fructose Attenuates the Risk of Exercise-Induced Hypoglycemia in Adults With Type 1 Diabetes on Ultra-Long-Acting Basal Insulin: A Randomized, Open-Label, Crossover Proof-of-Principle Study. Diabetes Care. 2020;43(9):2010-6.
8. Jentjens RL, Jeukendrup AE. Effects of pre-exercise ingestion of trehalose, galactose and glucose on subsequent metabolism and cycling performance. Eur J Appl Physiol. 2003;88(4-5):459-65.
9. Galloway SD, Lott MJ, Toulouse LC. Preexercise carbohydrate feeding and high-intensity exercise capacity: effects of timing of intake and carbohydrate concentration. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2014;24(3):258-66.
10. Stannard SR, Hawke EJ, Schnell N. The effect of galactose supplementation on endurance cycling performance. Eur J Clin Nutr. 2009;63(2):209-14.
11. Odell OJ, Impey SG, Shad BJ, Podlogar T, Salgueiro RB, Rowlands DS, et al. Oxidation of independent and combined ingested galactose and glucose during exercise. J Appl Physiol (1985). 2022;133(5):1166-74.
12. Marliss EB, Vranic M. Intense exercise has unique effects on both insulin release and its roles in glucoregulation: implications for diabetes. Diabetes. 2002;51 Suppl 1:S271-83.
13. Kjaer M, Farrell PA, Christensen NJ, Galbo H. Increased epinephrine response and inaccurate glucoregulation in exercising athletes. J Appl Physiol (1985). 1986;61(5):1693-700.
