Indflydelsen af træningsbelastning på tarmens mikrobiom og dets relation til træningspræstation, muskel-fænotype og markører for overtræning hos raske mænd (ICARUS)

ICARUS er et monocentrisk, randomiseret, kontrolleret, tre-armet, parallelgruppeforsøg, der er designet til at afgøre, om træningsbelastning (moderat versus høj) modulerer det menneskelige tarmsystem, med et primært fokus på tarmmikrobiel kortkædet fedtsyreproduktion (SCFA), og til at teste, om interindividuelle tarmreaktioner er relateret til fysiologiske tilpasninger og potentielle manglende tilpasninger (dvs. overtræning).

STUDIEDESIGN: 45 raske, rekreativt aktive mænd vil blive randomiseret i et 1:1:1-allokeringsforhold til: (i) en ikke-træningskontrolgruppe, (ii) en moderat-belastningscykeltræningsgruppe, eller (iii) en høj-belastningscykeltræningsgruppe. Interventionen varer 8 uger og efterfølges af en 10-dages afmatningsperiode. Resultater vurderes på fire tidspunkter: baseline (T1), midtvejs efter 4 uger (T2), efter intervention efter 8 uger (T3) og efter afmatning 10 dage senere (T4).

RANDOMISERING: Randomisering vil blive stratificeret efter baseline sædvanlig træningsvolumen (>3,5 timer versus ≤3,5 timers træning om ugen) ved hjælp af permuterede blokke af varierende størrelse og en computer-genereret allokeringssekvens. Allokering vil blive implementeret ved hjælp af en sikker REDCap-webapplikation for at understøtte allokeringsskjul for personale involveret i dataindsamling og analyse.

OPSTILLING OG REKRUTTERING: Forsøget udføres ved Exercise and Muscle Physiology Research Group, Department of Movement Sciences, KU Leuven (Leuven, Belgien). Rekruttering bruger flere kanaler, herunder e-mailinvitationer, klasserumsannonceringer, plakater/flyers og sociale medier.

INDFØRINGS- OG STANDARDISERINGSPROCEDURER: Cirka en uge før interventionen starter, deltager deltagerne i en indføringssession for at minimere læringseffekter og standardisere procedurer på tværs af efterfølgende vurderinger. Indføring inkluderer nøglepræstations- og fysiologiske testprocedurer samt instruktion i studieenheder og dagbøger. En personlig, standardiseret kostplan udvikles for de tre dage forud for hver vurderingsperiode og vurderingsdage for at forbedre den indenfor-deltager kostkonsistens på tværs af tidspunkter og for at tilpasse sig specifikke testkrav (f.eks. fiberindtag, kulhydratoptænkning, laktose/mannitolbegrænsning, hvor relevant).

INTERVENTIONSARMENE - KONTROLGRUPPE: Deltagerne udfører ikke et struktureret træningsprogram. For at kontrollere for forventningseffekter modtager de en overvåget ugentlig placebokapsel (1 g granuleret sukker) præsenteret som et 'nyt planteekstrakt', der angiveligt støtter tarmhelbred og præstation. Deltagerne bedes opretholde deres sædvanlige træningsmønstre og overvåge relevante adfærdsmønstre som instrueret.

INTERVENTIONSARMENE - MODERAT-BELASTNINGSTRÆNINGGRUPPE: Deltagerne gennemfører 8 uger med overvåget indendørs cykling efterfulgt af en 10-dages afmatning. Træning udføres på en elektromagnetisk bremset cykeltrainer, overvåget på studiecenteret. Den ugentlige struktur omfatter fire sessioner om ugen med en fast sekvens af sessionstyper (moderat-intensitets kontinuerlig træning, høj-intensitets intervaltræning, moderat-intensitets kontinuerlig træning og sprintintervaltræning) og progressive belastningsforøgelser i henhold til en standardiseret plan.

INTERVENTIONSARMENE - HØJ-BELASTNINGSTRÆNINGGRUPPE: Deltagerne gennemfører 4 uger identisk med moderat-belastningstræningsgruppen, efterfulgt af 4 uger med høj-belastningstræning, hvor træningsvolumen fordobles i forhold til MOD ved at øge sessionfrekvensen, mens den samme intensitetsfordeling opretholdes.

TRÆNINGSINTENSITETSFORORDNING: Træningsintensiteten individualiseres ved hjælp af fysiologiske tærskler afledt fra en inkrementel kardiopulmonal træningstest med laktatmålinger, inklusive effekt ved den første laktattærskel, anden laktattærskel og maksimal effektoutput. Træning forordnes baseret på cyklingseffektoutput.

VURDERINGSPERIODER: Hver af de fire vurderingsperioder spænder over tre på hinanden følgende dage med hjemmebaserede og studiecenterbaserede procedurer under standardiserede forhold og på samme tidspunkt af dagen for hver deltager for at begrænse cirkadian variabilitet. Vurderinger integrerer biospecimenindsamling og flersystemsphenotypering, inklusive tarmrelaterede målinger (f.eks. SCFA'er, tarmbarriereintegritetstest), træningspræstationstests, skeletmuskelphenotypering, kardiometabolsk testning, autonome målinger og selvrapporteringsinstrumenter relevante for restitution og psykologisk velvære. Afføringsprøver indsamles derhjemme og opbevares frosne før overførsel til studiecenteret til biobankopbevaring.

BIOSPECIMENHÅNDTERING OG OPLAGERING: Biologiske prøver inklusive blod, afføring, skeletmuskel, urin og spyt mærkes ved hjælp af en studiespecifik identifier og opbevares ved -20°C eller -80°C indtil analyse og/eller fremtidig brug i overensstemmelse med institutionelle biobankkrav og gældende regler.

BLINDING OG BIASMINIMERING: På grund af interventionens adfærdsmæssige karakter kan deltagerne ikke blindes for gruppetildeling. For at reducere forventningseffekter modtager kontrolgruppen placebotilskud præsenteret som præstationsrelevant. Hvor muligt forbliver resultatvurderere og laboratoriepersonale blindet for gruppeallokering under dataindsamling og analyser, selvom nogen delvis afblinding kan forekomme på grund af personalebegrænsninger.

STIKPRØVESTØRRELSE OG STATISTISKE PRINCIPPER: Den planlagte stikprøvestørrelse er 45 deltagere (15 per arm), der tager højde for frafald, og er baseret på styrkeovervejelser afledt fra tidligere evidens om afføringsbutyratrespons på udholdenhedstræning, givet fraværet af robuste menneskelige data for det primære cirkulerende SCFA-endepunkt på planlægningstidspunktet. Analyser vil følge intention-to-treat-principper. Gruppeforskelle over tid vil blive estimeret ved hjælp af begrænsede longitudinelle dataanalysemodeller, der sammen modellerer baseline- og opfølgningsmålinger, mens baseline-midlerne begrænses til at være ens på tværs af grupper, hvilket giver ANCOVA-ækvivalente estimander og imødekommer manglende data under en missing-at-random-antagelse via maksimal sandsynlighed. En hierarkisk teststrategi er planlagt for de primære og nøglesekundære endepunkter for at kontrollere type I-fejlraten. Følsomhedsanalyser kan inkludere per-protokol-analyser defineret før databaselås.