Endokrinologische und physiologische Reaktionen auf kurzfristig reduzierte Verfügbarkeit von Kohlenhydraten bei Männern

Begründung:

Die primäre Forschungsfrage im Zusammenhang mit dieser Studie lautet: "Welchen Einfluss hat eine akute Phase geringer Kohlenhydratverfügbarkeit auf die damit verbundenen physiologischen und endokrinologischen Marker in einer Kohorte gesunder Männer?"

Seit den 1970er Jahren wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um die Ätiologie hinter der gleichzeitigen Beeinträchtigung der Fortpflanzungsfunktion und der niedrigen Knochenmineraldichte zu bestimmen, die häufig bei trainierenden Frauen beobachtet wird (De Souza et al., 2014). Diese Forschung hat festgestellt, dass eine chronisch niedrige Energieverfügbarkeit („LEA“ – die Energie, die aus der Nahrung verfügbar ist, nachdem die Energie, die beim Training verbraucht wurde, abgezogen wurde) der Schlüsselfaktor für die endokrinen und physiologischen Reaktionen ist, die in der Triade der weiblichen Athleten beobachtet werden (De Souza et al ., 2014) Modell. Während jedoch die Modelle Male Athlete Triad (Nattiv et al., 2021) und RED-S (Mountjoy et al., 2018) die wahrscheinlichen Auswirkungen von LEA auf Männer identifizieren, ist die entsprechende Forschung, die die physiologischen Auswirkungen dieses Zustands bei Männern identifiziert, weit entfernt hinter dem der Weibchen.

Darüber hinaus wurde zwar eine geringe Energieverfügbarkeit als Hauptgrund für die physiologischen Dysregulationen identifiziert, die in den Triaden der weiblichen/männlichen Athleten und den RED-S-Modellen identifiziert wurden, aber ein Großteil der bestehenden Forschung hat die Auswirkungen der geringen Energieverfügbarkeit per se nicht angemessen abgegrenzt , und niedrige Kohlenhydratverfügbarkeit. Jüngste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass eine geringe Verfügbarkeit von Kohlenhydraten mit oder ohne Vorhandensein von LEA ein Treiber für die physiologischen Dysregulationen sein kann, die in den oben genannten Modellen identifiziert wurden. Zum Beispiel haben McKay et al. (2021) veränderte Eisen- und Immunantworten und eine beeinträchtigte Trainingsleistung nach 6 Tagen mit wenig Kohlenhydraten (50–100 g/Tag), aber ~normaler Energieverfügbarkeit (40 kcal·kg FFM-1·Tag) gezeigt -1), während bei einer LEA (15 kcal·kg FFM-1·Tag-1, 60 % Kohlenhydrate) und einer Kontrollgruppe keine Veränderungen erkennbar waren. In ähnlicher Weise haben Heikura et al. (2020) kürzlich gezeigt, dass eine ketogene Ernährung über einen Zeitraum von 3,5 Wochen die Marker des Knochenumsatzes im Vergleich zu einer energieangepassten kohlenhydratreichen Ernährung bei hochtrainierten Sportlern beeinträchtigt.

Angesichts der Tatsache, dass Bewegung und Ernährungsinterventionen der Schlüssel zur Verbesserung des Gewichtsverlusts und der Gesundheit der Allgemeinbevölkerung sind, ist es von größter Bedeutung zu verstehen, wie sich eine reduzierte Energie- und/oder Kohlenhydratverfügbarkeit auf die männliche Endokrinologie und Physiologie auswirken kann. Die Wirkungen und Mechanismen, durch die eine niedrige Energie- und/oder Kohlenhydratverfügbarkeit die männliche physiologische Funktion beeinflusst, erfordern daher weitere Forschung unter Verwendung gut kontrollierter experimenteller Forschungsdesigns.

Wir haben kürzlich eine Studie durchgeführt, die darauf abzielte, die breiten physiologischen, endokrinen und muskulären Reaktionen auf einen Zeitraum von fünf Tagen geringer Energieverfügbarkeit zu verstehen (die Analyse der Proben läuft noch). Die vorgeschlagene Studie zielt daher darauf ab, den Umfang unserer Forschung zu erweitern, um die Auswirkungen einer viertägigen niedrigen Kohlenhydratverfügbarkeit unter Verwendung einer kohlenhydratarmen, fettreichen Ernährung in Gegenwart einer angemessenen Energieverfügbarkeit zu untersuchen, um diese Lücke in der Literatur zu schließen.

Ziele:

Primär:

Es sollten die physiologischen Reaktionen von erwachsenen Männern auf eine niedrige Kohlenhydratverfügbarkeit untersucht werden, während sie sich über 4 Tage (~96 Stunden, verteilt auf fünf Testmorgen) im Energiegleichgewicht befanden, im Gegensatz zu einem äquivalenten Zeitraum eines kontrollierten Energiegleichgewichts mit „normaler“ Kohlenhydratverfügbarkeit in Bezug auf Muskel- und endokrine Parameter.

Sekundär:

Untersuchung der umfassenderen physiologischen Reaktionen von erwachsenen Männern auf eine niedrige Kohlenhydratverfügbarkeit (während des Energiegleichgewichts) über 4 Tage (~96 Stunden, über fünf Testmorgen) im Vergleich zu einem äquivalenten Zeitraum in kontrollierter „normaler“ Kohlenhydratverfügbarkeit im Verhältnis zum Ganzen -physiologischer und metabolischer Zustand des Körpers sowie Veränderungen der Körperzusammensetzung.

Studienmethoden:

Unter Verwendung eines randomisierten Cross-Over-Designs führen die Teilnehmer zwei Interventionen durch, die Bedingungen mit „normaler“ (NEA) und „niedriger“ (LEA) Kohlenhydratverfügbarkeit hervorrufen, während sie sich im Energiegleichgewicht befinden, mit einer 10-tägigen Auswaschphase zwischen den Bedingungen. Veränderungen der Körperzusammensetzung und Marker des Knochenumsatzes und der reproduktiven Gesundheit werden zusammen mit weiteren physiologischen Parametern bewertet.

Probengröße:

Die Stichprobengröße wurde basierend auf dem primären Ergebnismaß des frei zirkulierenden Testosterons bestimmt, dem am wenigsten empfindlichen primären Ergebnismaß der Studie.

Die Ergebnisse von Koehler et al. (2016) wurden verwendet, um die erforderliche Stichprobengröße für diese Studie abzuschätzen. Koehler et al. (2016) berichteten über eine nicht signifikante (P > 0,05) Veränderung des Testosterons nach vier Tagen niedriger Energieverfügbarkeit (mit Bewegung) bei 15 kcal/kg FFM/Tag (LEA + Ex: Pre 5,27 ± 0,46, Post 4,46 ± 0,96 ng.ml-1), verglichen mit einer Kontrollgruppe mit Belastung (C + Ex: Pre 4,98 ± 0,47 Post 4,92 ± 0,53 ng.ml-1). Allerdings wurde eine große Effektgröße für die Verringerung der Testosteronkonzentrationen für LEA + Ex im Vergleich zu C + Ex (d = 1,36) beobachtet/berechnet. Daher wurde eine Post-hoc-Poweranalyse durchgeführt, die eine Power (1-β-Err-Wahrscheinlichkeit) von 0,759 für die Stichprobengröße von N = 6 ergab. Um diese Ergebnisse mit größerer statistischer Aussagekraft (α err prob 0,05, 1-β err prob > 0,9) zu replizieren, wären 8 Teilnehmer erforderlich, wobei 9 Teilnehmer erforderlich wären, um eine potenzielle Abbruchrate von 10 % bei häufig beobachteten Teilnehmern zu berücksichtigen.

Qualität:

Der Forschungsplan wurde intern innerhalb des Forschungsteams der Liverpool John Moores University überprüft. Die an dieser Studie und an der Überprüfung des Studienprotokolls beteiligten Forscher sind alle Mitarbeiter (oder Doktoranden) des Liverpool John Moores University Research Institute for Sport & Exercise Sciences (RISES). Im 2014 RISES (LJMU) wurden 34,75 FTE (Vollzeitäquivalent) bei der Unit of Assessment 26 (UoA26) eingereicht und ein GPA (Grade Point Average) von 3,57 erreicht. RISES belegte den zweiten Platz bei GPA in der UoA und wurde zum führenden Zentrum für sport- und bewegungswissenschaftliche Forschungsqualität im Vereinigten Königreich (4* – 61 % aller Aktivitäten weltweit führend, 3* – 36 % aller Aktivitäten international ausgezeichneter Standard). RISES reichte das größte Volumen von 4*-Ergebnissen (n=60) in der UoA ein, wobei 90 % der Wirkungsaktivität mit 4* und 100 % der Umwelt mit 4* bewertet wurden. Wichtig ist, dass RISES von 1.911 Einreichungen in allen 36 UoA's RISES den 11. Platz im gesamten Vereinigten Königreich für den GPA belegte, der bei REF2014 erreicht wurde, wodurch RISES (LJMU) in den Ranglisten für diese Metrik zwischen Oxford, UCL, LSE und Cambridge liegt. Damit ist RISES bestens qualifiziert, dieses Forschungsprojekt zu begutachten.