Substrate oxidation during exercise: type 2 diabetes is associated with a decrease in lipid oxidation and an earlier shift towards carbohydrate utilization

SummaryObjectivesExercise is a recommended treatment for type 2 diabetes but the actual pattern of metabolic adaptation to exercise in this di-sease is poorly known and not taken in account in the protocols used. Metabolic defects involved in the pathways of substrate oxidation were described in type 2 diabetes. We hypothesized that type 2 diabetes, regardless of age, gender, training status and weight, could influence by its own the balance of substrates at exercise.Methods30 sedentary type 2 diabetic subjects and 38 sedentary matched control subjects were recruited. We used exercise calorimetry to determine lipid and carbohydrate oxidation rates. We calculated two parameters quantifying the balance of substrates induced by increasing exercise intensity: the maximal lipid oxidation point (PLipoxMax) and the Crossover point (COP), intensity from which the part of carbohydrate utilization providing energy becomes predominant on lipid oxidation.ResultsLipid oxidation was lower in the diabetic group, independent of exercise intensity. PLipoxMax and COP were lower in the diabetic group [PLipoxMax=25.3±1.4% vs. 36.6±1.7% %Wmax (P<0.0001)] – COP =24.2±2.2% vs. 38.8±1.9% %Wmax (P<0.0001).ConclusionsType 2 diabetes is associated with a decrease in lipid oxidation at exercise and a shift towards a predominance of carbohydrate oxidation for exercise intensities lower than in control subjects. Taking into account these alterations could provide a basis for personalizing training intensity.

RésuméOxydation des substrats lors de l'exercice: le diabète de type 2 est associé à une diminution de l'oxydation des lipides et à une utilisation prédominante des glucides pour une moindre intensité d'exerciceObjectifsL'activité physique est recommandée dans le traitement du diabète de type 2 mais l'adaptation métabolique à l'exercice chez le diabétique est encore mal connue et n'est pas prise en compte dans les divers protocoles de réentraînement. Plusieurs anomalies des voies d'oxydation de substrats ont été décrites dans le diabète de type 2. Nous avons émis l'hypothèse que le diabète de type 2 est associé à des modifications de l'utilisation des substrats à l'exercice, indépendamment de l'âge, du sexe, du poids et du niveau d'activité physique.Méthodes30 sujets sédentaires ayant un diabète de type 2 et 38 sujets non diabétiques appariés ont été recrutés. Nous avons mesuré les taux d'oxydation des lipides et des glucides à l'exercice par calorimétrie indirecte. Nous avons également calculé deux paramètres quantifiant l'utilisation respective de ces substrats en fonction de l'intensité croissante de l'effort: le point d'utilisation maximale des lipides (PLipoxMax) et le point de croisement (COP), niveau d'effort à partir duquel la contribution des glucides à la production d'énergie devient prédominante sur la contribution des lipides.Résultatsl'oxydation des lipides était diminuée chez les sujets diabétiques à tous les paliers d'efforts. Le PLipoxMax et le COP étaient diminués chez les sujets [PLipoxMax = 25,3 ± 1,4 % vs 36,6 ± 1.7 % % Wmax (P < 0,0001)] – COP = 24,2 ± 2,2 % vs 38,8 ± 1,9 % % Wmax (P < 0,0001).ConclusionsLes sujets diabétiques sédentaires présentent une diminution de l'oxydation des lipides à l'exercice et une utilisation prédominante des glucides pour des niveaux d'exercice moindres que les sujets non diabétiques sédentaires appariés pour le poids, l'âge et le sexe. La prise en compte de ces spécificités pourrait fournir les bases théoriques nécessaires à l'individualisation de l'intensité d'effort optimale.