Probiotische Nahrungsergänzung und Trainingsleistung in der Hitze

Studiendesign

Teilnehmer Die Studie ist offen für gut trainierte Ausdauersportler zwischen 18 und 50 Jahren (n = 24). Die Teilnehmer werden eingeladen, an einer Interventionsstudie mit Matched-Pair-Design-Ergänzung teilzunehmen. Die Teilnehmer werden in zwei Gruppen (n = 12) aufgeteilt, von denen eine 4 Wochen lang ein Probiotikum und die andere ein Placebo erhält.

Erstbeurteilung Beim ersten Besuch werden die Probanden zunächst gefragt, ob sie das Informationsblatt für Teilnehmer gelesen haben und ob sie die Einschlusskriterien erfüllen. Die Teilnehmer werden dann gebeten, den Fragebogen zur Bereitschaft zum Training auszufüllen, um sicherzustellen, dass keine Kontraindikationen vorliegen, bevor sie mit dem Training beginnen, wie z. Herzleiden). Die Probanden absolvieren einen inkrementellen Radfahrtest bis zur freiwilligen Erschöpfung, um VO2max und das Blutlaktatprofil zu beurteilen. Kurz gesagt, Abschnitt 1 beginnt bei 95 W und jede Stufe wird alle 3 Minuten um 30 W erhöht. Die Wattzahl wird weiter steigen, bis die Laktatkonzentration im Blut über 4 mmol·L-1 ansteigt. Die Blut-LT wird als zweiter abrupter Anstieg der Blutlaktatkonzentration um 4 mmol·L-1 mittels einer linearen Regressions-Knickpunktanalyse definiert. In den letzten 30 Sekunden jeder Stufe wird die Herzfrequenz (Polar Electro, Finnland) aufgezeichnet und eine Kapillarblutprobe (Fingerbeere) zur Analyse der Blutlaktatkonzentration durch Mikroassay (Lactate Pro LT-1710, ArkRay Inc., Kyōto, Japan). Auf diese Anfangsphase folgt eine 15-minütige Erholungsphase. Abschnitt 2 des Prüfprotokolls beginnt dann bei 3,33 W/kg-1 für 150 s und wird danach für weitere 150 s um 50 W erhöht. Anschließend erfolgt eine Erhöhung um 25 W alle 60 s bis zur willentlichen Ermüdung oder einem Absinken der Trittfrequenz unter 70 U/min-1. VO2max wird als der höchste 30 s VO2-Verbrauch bestimmt.

Nach Abschluss des anfänglichen VO2max-Tests zur Bestimmung der Trainingsintensität und einer Ruhezeit von 30-60 Minuten absolvieren die Probanden eine Eingewöhnungssitzung, in der sie 90 Minuten lang mit der vorgeschriebenen Leistungsabgabe Rad fahren, gefolgt von der Zeit bis zur Erschöpfung. Diese Sitzung wird verwendet, um die Probanden mit den Verfahren zur Verwendung eines Rektalthermometers, eines Herzfrequenzmessers, des Flüssigkeitsverbrauchs während des Trainings, des Belastungskapazitätstests und der zeitlichen Abläufe während der experimentellen Studie vertraut zu machen. Die Sitzung wird auch verwendet, um die Geschwindigkeit zu beurteilen und gegebenenfalls anzupassen, um die erforderliche Laktatschwelle von 90 % (~70-80 % VO2max-Intensität) zu erreichen.

Experimentelle Versuche Am Morgen der wichtigsten experimentellen Versuche um ca. 08:00 Uhr melden sich die Teilnehmer nüchtern im Labor. Eine Basisblutprobe (6 ml) und eine Atemprobe werden entnommen, bevor die Teilnehmer ein standardisiertes Frühstück mit hohem CHO-Gehalt erhalten (CHO: 2 g.kg-1 BM; PRO: 0,4 g.kg-1 BM; Fett: 0,2 g. kg-1 BM, bestehend aus Müsli, Milch, Orangensaft und einem Kuchenriegel. Dies ist repräsentativ für das „Renntag“-Frühstück eines echten Elite-Radfahrers (siehe Tabelle 3.3) (Heikura et al., 2019; Muros et al., 2019; Morton, unveröffentlichte Beobachtungen; Sánchez-Muñoz et al., 2016) . Blutproben (6 ml) werden 15, 30, 60, 90, 120 min postprandial über eine Verweilkanüle entnommen. Die Probanden werden dann mit einem Herzfrequenzmonitor (Polar Electro, Finnland) ausgestattet und gebeten, die nackte Körpermasse (SECA, Hamburg, Deutschland) privat zu messen. Dem Teilnehmer wird erklärt, dass er sich nur in seiner Unterwäsche wiegen muss, und er wird dazu in einen separaten Raum geführt.

Unmittelbar danach beginnt der 180-Minuten-Zyklus. Die Teilnehmer absolvieren einen 180-minütigen Steady-State-Zyklus (90 % Laktatschwelle) in der Hitze (32 °C und 40 % Luftfeuchtigkeit). Der Sauerstoffverbrauch wird während der gesamten Studie alle 30 Minuten mit einem Stoffwechselwagen gemessen. Dazu müssen die Teilnehmer in ein Mundstück atmen, während sie eine Nasenklammer tragen. Bewertungen der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) und der Herzfrequenz werden ebenfalls alle 30 Minuten aufgezeichnet. Bewertungen der wahrgenommenen GI-Beschwerden werden auch während der Übung anhand einer validierten subjektiven Skala bewertet. Die Teilnehmer nehmen vor Beginn des Trainings 200 ml zu sich und dann alle 15 Minuten während des 180-minütigen Steady-State-Radfahrens. Getränke enthalten Dextrose und Fruktose im Verhältnis 2:1. Die Gesamtkohlenhydrataufnahmerate beträgt 90 g pro Stunde. Diese Menge ist vergleichbar mit der, die Elite-Radfahrer bei Tour Stage-Rennen verbrauchen (Morton, unveröffentlichte Beobachtungen; Heikura et al., 2019).

Blut- (6 ml) und Atemproben werden alle 30 Minuten entnommen, um die exogene Kohlenhydratabsorption und -oxidation zu quantifizieren. Blutproben werden über eine Verweilkanüle entnommen und Atemproben direkt aus der Mischkammer des Stoffwechselwagens entnommen.

Unmittelbar nach dem 180-minütigen submaximalen Zyklus führen die Teilnehmer einen Radfahrkapazitätstest durch, bei dem sie mit 150 % LT bis zur willentlichen Erschöpfung Rad fahren. Während des Radfahrleistungstests wird keine Musik gespielt und es werden keine physiologischen Messungen durchgeführt. Die einzigen Informationen, die den Teilnehmern zur Verfügung stehen, sind die festgelegte Leistung und Trittfrequenz.

Vor jedem der experimentellen Besuche erhalten die Teilnehmer eine standardisierte 24-Stunden-Diät, um 8 g.kg BM CHO bereitzustellen. Diese wird aus einer Mischung aus Speisen und Getränken bereitgestellt.

Nahrungsergänzung Die Teilnehmer werden dann nach dem Zufallsprinzip entweder einer probiotischen Nahrungsergänzung oder einem optisch identischen Placebo zugeteilt. Probiotika sind lebende bakterielle Verbindungen, die aufgrund ihrer positiven Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit erforscht wurden, z. Verdauungs- und Immungesundheit. Sie sind häufig in vielen fermentierten Lebensmitteln wie Joghurt und Sauerteigbrot enthalten. Diese Bakterien können kultiviert und in konzentrierteren Formen, wie z. B. Nahrungsergänzungsmitteln, eingenommen werden. Diese können in Bezug auf die Anzahl der verschiedenen Stämme pro Produkt (normalerweise zwischen 1 - 10+ Stämme) und die Anzahl der lebenden Bakterien (Produkte können zwischen Millionen und Hunderten von Milliarden koloniebildender Einheiten liegen) variieren. Die in dieser Studie verwendeten Probiotika sind im Handel erhältliche Probiotika (Lactobacillus acidophilus (CUL60 und CUL21), Bifidobacterium bifidum (CUL20), Bifidobacterium animalis subs p. Lactis (CUL34), 25 Milliarden KBE, bewährte Probiotika) und werden in einer einzigen Pille geliefert form. Die Teilnehmer müssen täglich eine Pille einnehmen und erhalten alle Ergänzungen zu Beginn der Studie. Die Teilnehmer werden mündlich über die Dosierung informiert, und die Anweisungen werden deutlich auf dem Etikett der Flasche angegeben. Da diese Bakterien jedoch typischerweise vor der Nahrungsergänzung im Verdauungssystem vorhanden sind, besteht kein Risiko einer „Überdosierung“. Ebenso besteht kein Risiko für Kinder, sollten sie auf die Nahrungsergänzungsmittel zugreifen.

Sammlung von Stuhlproben Nach jedem experimentellen Besuch werden Proben von den Teilnehmern gesammelt. Die Teilnehmer erhalten kommerzielle Kits (Fe-Col® Faecal Sample Collection Kits, UK) und Anweisungen zur Verwendung des Kits und zur Aufbewahrung der Proben, bis sie sie zum Forschungsteam transportieren können. Die Teilnehmer werden gebeten, die Proben in einem Gefrierschrank bei -20 °C aufzubewahren, bis sie die Probe ins Labor zurückbringen können.