Vliv tréninkové zátěže na střevní mikrobiom a jeho vztah k výkonu při cvičení, svalovému fenotypu a markerům přetrénování u zdravých mužů (ICARUS)

ICARUS je jednocentrická, randomizovaná, kontrolovaná, tříramenná, paralelně uspořádaná studie navržená k určení, zda tréninková zátěž (střední versus vysoká) moduluje lidský střevní ekosystém, s primárním zaměřením na produkci krátkých mastných kyselin (SCFA) střevními mikroby, a k otestování, zda individuální střevní reakce souvisejí s fyziologickými adaptacemi a potenciálními maladaptacemi (tj. přetrénováním).

DESIGN STUDIE: 45 zdravých, rekreačně aktivních mužů bude randomizováno v poměru 1:1:1 do: (i) netrénující kontrolní skupiny, (ii) skupiny s tréninkem střední zátěže na kole, nebo (iii) skupiny s tréninkem vysoké zátěže na kole. Intervence trvá 8 týdnů a následuje 10denní období snížení zátěže. Výsledky jsou hodnoceny ve čtyřech časových bodech: výchozí stav (T1), uprostřed intervence po 4 týdnech (T2), po intervenci po 8 týdnech (T3) a po období snížení zátěže o 10 dní později (T4).

RANDOMIZACE: Randomizace bude stratifikována podle výchozího obvyklého objemu tréninku (>3,5 hodiny versus ≤3,5 hodiny cvičení týdně) pomocí permutovaných bloků různé velikosti a počítačem generované sekvence alokace. Alokace bude provedena pomocí zabezpečené webové aplikace REDCap pro zajištění utajení alokace před personálem zapojeným do sběru a analýzy dat.

PROSTŘEDÍ A NÁBOR: Studie je prováděna ve Výzkumné skupině pro cvičení a svalovou fyziologii na Katedře pohybových věd KU Leuven (Lovaň, Belgie). Nábor využívá více kanálů včetně e-mailových pozvánek, oznámení ve třídách, plakátů/letáků a sociálních médií.

PROCEDURY SEZNÁMENÍ A STANDARDIZACE: Přibližně týden před zahájením intervence se účastníci zúčastní jedné seznamovací relace, aby se minimalizovaly učební efekty a standardizovaly postupy pro následná hodnocení. Seznámení zahrnuje klíčové výkonnostní a fyziologické testovací postupy a instrukce ke studijním zařízením a deníkům. Pro tři dny před každým obdobím hodnocení a dny hodnocení je vypracován personalizovaný, standardizovaný stravovací plán, aby se zlepšila dietní konzistence u jednotlivých účastníků v průběhu časových bodů a aby byl v souladu se specifickými požadavky testů (např. příjem vlákniny, nakládání sacharidy, omezení laktózy/manitolu, kde je to vhodné).

INTERVENČNÍ RAMENA - KONTROLNÍ SKUPINA: Účastníci neprovádějí strukturovaný tréninkový program. Pro kontrolu očekávaných efektů dostávají jednou týdně pod dohledem placebo kapsli (1 g krystalového cukru) prezentovanou jako 'nový rostlinný extrakt', který má údajně podporovat zdraví střev a výkon. Účastníci jsou požádáni, aby zachovali své obvyklé cvičební návyky a sledovali relevantní chování podle pokynů.

INTERVENČNÍ RAMENA - SKUPINA S TRÉNINKEM STŘEDNÍ ZÁTĚŽE: Účastníci absolvují 8 týdnů řízeného tréninku na stacionárním kole ve vnitřních prostorách, po kterém následuje 10denní období snížení zátěže. Trénink je prováděn na cyklistickém trenažéru s elektromagnetickou brzdou, pod dohledem ve studijním centru. Týdenní struktura zahrnuje čtyři relace týdně s pevným pořadím typů relací (trénink střední intenzity kontinuální, intervalový trénink vysoké intenzity, trénink střední intenzity kontinuální a sprintový intervalový trénink) a progresivní zvyšování zátěže podle standardizovaného plánu.

INTERVENČNÍ RAMENA - SKUPINA S TRÉNINKEM VYSOKÉ ZÁTĚŽE: Účastníci absolvují 4 týdny shodné se skupinou s tréninkem střední zátěže, po kterých následují 4 týdny tréninku vysoké zátěže, ve kterém je tréninkový objem zdvojnásoben ve srovnání se skupinou MOD zvýšením frekvence relací při zachování stejného rozložení intenzity.

NASTAVENÍ INTENZITY CVIČENÍ: Tréninková intenzita je individualizována pomocí fyziologických prahů odvozených z inkrementálního kardiopulmonálního zátěžového testu s měřením laktátu, včetně výkonu na prvním laktátovém prahu, druhém laktátovém prahu a maximálního výkonu. Trénink je předepisován na základě výkonu při jízdě na kole.

OBDOBÍ HODNOCENÍ: Každé ze čtyř období hodnocení zahrnuje tři po sobě jdoucí dny procedur prováděných doma a ve studijním centru za standardizovaných podmínek a ve stejnou denní dobu pro každého účastníka, aby se omezila cirkadiánní variabilita. Hodnocení integruje sběr biologických vzorků a fenotypizaci více systémů, včetně měření souvisejících se střevy (např. SCFA, testování integrity střevní bariéry), testů výkonnosti při cvičení, fenotypizace kosterního svalstva, kardiometabolického testování, autonomních měření a sebeposuzovacích nástrojů relevantních pro regeneraci a psychickou pohodu. Vzorky stolice jsou sbírány doma a skladovány zmražené před převozem do studijního centra pro uložení v biobance.

MANIPULACE A SKLADOVÁNÍ BIOLOGICKÝCH VZORKŮ: Biologické vzorky včetně krve, stolice, kosterního svalstva, moči a slin jsou označeny pomocí identifikátoru specifického pro studii a skladovány při -20 °C nebo -80 °C až do analýzy a/nebo budoucího použití v souladu s požadavky institucionální biobanky a platnými předpisy.

ZASLEPENÍ A SNÍŽENÍ ZKRESLENÍ: Kvůli behaviorální povaze intervence nelze účastníky zaslepit k přidělení do skupin. Pro snížení očekávaných efektů dostává kontrolní skupina placebo doplněk prezentovaný jako relevantní pro výkon. Tam, kde je to možné, hodnotitelé výsledků a laboratorní personál zůstávají zaslepeni k přidělení do skupin během sběru a analýzy dat, i když k částečnému odtajnění může dojít kvůli omezením personálu.

VELIKOST VZORKU A STATISTICKÉ PRINCIPY: Plánovaná velikost vzorku je 45 účastníků (15 na rameno), s ohledem na odpadnutí, a je založena na výpočtech síly odvozených z předchozích důkazů o reakci fekálního butyrátu na vytrvalostní trénink, vzhledem k absenci robustních lidských dat pro primární koncový bod cirkulujících SCFA v době plánování. Analýzy budou následovat principy záměru k léčbě. Skupinové rozdíly v čase budou odhadnuty pomocí modelů omezené longitudinální analýzy dat, které společně modelují výchozí a následná měření, zatímco omezují výchozí průměry na stejné hodnoty napříč skupinami, čímž poskytují ekvivalentní odhady ANCOVA a akomodují chybějící data za předpokladu náhodného chybění pomocí maximální věrohodnosti. Pro primární a klíčové sekundární koncové body je plánována hierarchická testovací strategie pro kontrolu chybového typu I. Citlivostní analýzy mohou zahrnovat analýzy podle protokolu definované před uzamčením databáze.