Endokrinologiske og fysiologiske reaktioner på kortvarig reduceret kulhydrattilgængelighed hos mænd

Begrundelse:

Det primære forskningsspørgsmål forbundet med denne undersøgelse er "Hvad er virkningen af ​​en akut periode med lav kulhydrattilgængelighed på associerede fysiologiske og endokrinologiske markører i en kohorte af raske mænd?"

Omfattende forskning er blevet udført siden 1970'erne for at bestemme ætiologien bag den samtidige svækkelse af reproduktiv funktion og lav knoglemineraltæthed, som er almindeligt observeret hos motionerende kvinder (De Souza et al., 2014). Denne forskning har fastslået, at kronisk lav energitilgængelighed ('LEA' - den energi, der er tilgængelig fra kosten, efter at energi brugt til træning er blevet trukket fra) er den afgørende afgørende faktor for de endokrine og fysiologiske reaktioner observeret i kvindelige atlettriaden (De Souza et al. ., 2014) model. Men mens den mandlige atlettriad (Nattiv et al., 2021) og RED-S (Mountjoy et al., 2018)-modeller identificerer den sandsynlige indvirkning af LEA på mænd, er tilsvarende forskning, der identificerer de fysiologiske virkninger af denne tilstand hos mænd, langt bagved kvindernes.

Desuden, mens lav energitilgængelighed er blevet identificeret som den vigtigste drivkraft for de fysiologiske dysreguleringer identificeret i kvinde-/mandlig atlettriaden og RED-S-modeller, har meget af den eksisterende forskning ikke afgrænset tilstrækkeligt mellem virkningen af ​​lav energitilgængelighed pr. , og lav kulhydrattilgængelighed. Nyere forskning tyder på, at lav kulhydrattilgængelighed, med eller uden tilstedeværelsen af ​​LEA, kan være en årsag til de fysiologiske dysreguleringer, der er identificeret i de førnævnte modeller. For eksempel har McKay et al (2021) vist ændrede jern- og immunresponser og nedsat træningspræstation efter 6 dage med lavt kulhydratindhold (50 - 100 g/dag), men ~normal energitilgængelighed (40 kcal•kg FFM-1•dag) -1), mens ingen ændringer var synlige i en LEA (15 kcal•kg FFM-1•dag-1, 60% kulhydrat) og en kontrolgruppe. Tilsvarende har Heikura et al (2020) for nylig vist, at en ketogen diæt over 3,5 uger forringer markører for knogleomsætning sammenlignet med en energi-matchet kost med højt kulhydratindhold hos højttrænede atleter.

I betragtning af at motion og ernæringsinterventioner er nøglen til at forbedre vægttab og sundhed for den generelle befolkning, er det af yderste vigtighed at forstå, hvordan reduceret energi- og/eller kulhydrattilgængelighed kan påvirke mænds endokrinologi og fysiologi. De virkninger og mekanismer, hvorved lav energi og/eller kulhydrattilgængelighed påvirker mandens fysiologiske funktion, kræver derfor yderligere forskning ved hjælp af velkontrollerede eksperimentelle forskningsdesign.

Vi har for nylig gennemført en undersøgelse, der havde til formål at forstå de brede fysiologiske, endokrine og muskulære reaktioner på en periode på fem dage med lav energitilgængelighed (analyse af prøver er i gang). Den foreslåede undersøgelse sigter derfor nu mod at udvide omfanget af vores forskning for at undersøge virkningen af ​​fire dages lav kulhydrattilgængelighed ved at bruge en diæt med lavt kulhydratindhold og højt fedtindhold i tilstedeværelsen af ​​tilstrækkelig energitilgængelighed for at afhjælpe dette hul i litteraturen.

Mål:

Primær:

At undersøge voksne mænds fysiologiske reaktioner på lav kulhydrattilgængelighed, mens de er i energibalance over 4 dage (~96 timer, spænder over fem testmorgener), i modsætning til en tilsvarende periode med kontrolleret energibalance med 'normal' kulhydrattilgængelighed ift. muskel- og endokrine parametre.

Sekundær:

At undersøge de bredere fysiologiske reaktioner hos voksne mænd på lav kulhydrattilgængelighed (mens de er i energibalance) over 4 dage (~96 timer, spænder over fem testmorgener) sammenlignet med en tilsvarende periode i kontrolleret 'normal' kulhydrattilgængelighed i forhold til hele -kropsfysiologiske og metaboliske status samt ændringer i kropssammensætning.

Undersøgelsesmetoder:

Ved at bruge et randomiseret cross-over-design vil deltagerne gennemføre to interventioner, der vil fremkalde tilstande med 'normal' (NEA) og 'lav' (LEA) kulhydrattilgængelighed, mens de er i energibalance, med en 10-dages udvaskningsperiode imellem betingelserne. Ændringer i kropssammensætning og markører for knogleomsætning og reproduktiv sundhed vil blive vurderet sammen med yderligere fysiologiske parametre.

Prøvestørrelse:

Prøvestørrelsen blev bestemt baseret på det primære resultatmål for frit cirkulerende testosteron, de mindst følsomme primære resultatmål i undersøgelsen.

Resultaterne af Koehler et al (2016) blev brugt til at estimere den nødvendige stikprøvestørrelse til denne undersøgelse. Koehler et al (2016) rapporterede en ikke-signifikant (P >0,05) ændring i testosteron efter fire dage med lav energitilgængelighed (med træning) ved 15 kcal/kg FFM/dag (LEA + eks: før 5,27 ± 0,46, efter 4,46 ± 0,96 ng.ml-1), sammenlignet med en kontrolgruppe med træning (C + Ex: Før 4,98 ± 0,47 Post 4,92 ± 0,53 ng.ml-1). Der blev dog observeret/beregnet en stor effektstørrelse for reduktionen i testosteronkoncentrationer for LEA + Ex sammenlignet med C + Ex (d = 1,36). Derfor blev en post-hoc effektanalyse udført, som afslørede en effekt (1-β fejlsandsynlighed) på 0,759 for prøvestørrelsen på N = 6. For at replikere disse resultater med større statistisk styrke (α err prob 0,05, 1-β err prob > 0,9) ville det kræve 8 deltagere, med 9 deltagere forpligtet til at faktorisere for en potentiel 10% frafaldsrate hos deltagere, der almindeligvis observeres.

Kvalitet:

Forskningsplanen er blevet gennemgået internt i forskerholdet ved Liverpool John Moores University. Forskeren, der er tilknyttet denne undersøgelse og tilknyttet gennemgangen af ​​undersøgelsesprotokollen, er alle ansatte (eller en ph.d.-studerende) i Liverpool John Moores University Research Institute for Sport & Exercise Sciences (RISES). I 2014 RISES (LJMU) indsendte 34,75 FTE (fuldtidsækvivalent) til Unit of Assessment 26 (UoA26) og opnåede en GPA (Grade Point Average) på 3,57. Placeret på andenpladsen på GPA i UoA, blev RISES det førende center for sport og motionsvidenskabsforskningskvalitet i Storbritannien (4* - 61% af alle aktiviteter i verdens førende, 3* - 36% af alle aktiviteter internationalt fremragende standard). RISES indsendte den største mængde på 4* output (n=60) i UoA, havde 90 % af påvirkningsaktiviteten vurderet til 4* og havde 100 % af miljøet vurderet til 4*. Det er vigtigt, at ud af 1.911 indsendelser i alle 36 UoA's RISES kom på en 11. plads i hele Storbritannien for GPA opnået ved REF2014, hvilket placerede RISES (LJMU) blandt Oxford, UCL, LSE og Cambridge i ligatabellerne for denne metric. Dette gør RISES perfekt kvalificeret til at vurdere dette forskningsprojekt.