Energiebilanz in extremen Umgebungen: Finden der EI-Grenze (StOMPE)

Ausgedehnte Ausdauersportarten bieten eine einzigartige Gelegenheit, die physiologischen Grenzen der menschlichen Leistungsfähigkeit zu untersuchen. Wenn die Ernährung angemessen ist, steht die Aufrechterhaltung des Gewichts in direktem Zusammenhang mit dem Energieverbrauch. In extremen Umgebungen wie dem Hochseerudern haben wir jedoch gezeigt, dass Ruderer 10 % Gewicht verloren und einen hohen Energieverbrauch hatten (5.000 kcal/Tag oder 3,1 x Grundumsatz), der nicht durch Energieaufnahme (EI) gedeckt wurde. Selbst in Gegenwart von über ~5000 kcal Nahrung pro Tag entschieden sich Ruderer dafür, nur ~3800 kcal/d (2,4 x RMR) zu essen und Gewicht zu verlieren, anstatt mehr zu essen. Außerhalb der Spitzenleistung ist es auch selten, dass der EI über 2,5 x RMR liegt und auf eine Art Regulierungsmechanismus hindeutet. Frühere Arbeiten haben gezeigt (Thurber et al., 2019), dass ein hoher Energieverbrauch (EE) über lange Zeiträume nicht tragbar ist und dass der EE mit der Dauer abnimmt und bei etwa 2,5 x RMR stagniert. Dies ist ein Versuch, den Energiebedarf auszugleichen, um den Körpermasseverlust zu minimieren und die Überlebenschancen zu erhöhen. Unter Verwendung von Daten aus der vorherigen PhD-Studie bei Ozeanruderern (Holsgrove-West., 1. PhD-Studie) und Extrapolation von Daten aus den Studien, die zur Modellierung von TEE und Dauer (Thurber et al., 2019) und Überfütterungsstudien (Siervo et al. 2008) verwendet wurden ) lag die freiwillige Energieaufnahme, berechnet aus dem Körpermassenverlust, konstant bei etwa 2,4 x RMR, was auf einen möglichen numerischen Wert bis zur Grenze des EI hindeutet. Dies hat mich nicht experimentell gemessen. Wenn die Theorie des maximalen EI zutrifft, kann jede Aufnahme über dem Maximum [2,4 x RMR] nicht für Energie verwendet werden und würde ausgeschieden werden. Jeder BM-Verlust würde daher den Unterschied zwischen EE und dem maximalen EI widerspiegeln, nicht den tatsächlichen EI. Um die EI-Grenze zu untersuchen, sind daher gleichzeitige Messungen von EE-, EI- und Körpermassenänderungen erforderlich, wobei sichergestellt werden muss, dass EI über dem theoretischen Maximum liegt. In Gegenwart von Energiedefizit und Körpermassenverlust zeigten Ozeanruderer eine adaptive Reaktion, indem sie selektiv Muskeln erhalten oder verlieren. Belastete Muskeln blieben erhalten, während unbelastete Muskeln atrophierten. Eine naheliegende Gegenmaßnahme könnte darin bestehen, die verschwendeten Muskeln zu laden, aber zu welchem ​​Preis? Bei begrenzter Energieaufnahme und größerem Bedarf an Muskelmasse können andere Komponenten von EE wie RMR, NEAT oder Trainingskomponenten einen größeren Körpermasseverlust kompensieren oder ertragen. Diese Wechselwirkung rechtfertigt weitere Untersuchungen. Logistisch ist es schwierig, Ruderer zu bitten, mitten im Rennen zu trainieren, und die Einhaltung wäre unbekannt. Eine Expedition mit größerer Muskelbeteiligung und hohem EE ist erforderlich. Das Trekking durch Grönland bietet eine Umgebung mit hohem EE, ohne dass die unteren Gliedmaßen nicht gebraucht werden. Außerdem wurden aus logistischen Gründen der Probenlagerung beim Hochseerudern der Energieverbrauch und die Energieaufnahme nur in der letzten Woche des Ruderns erfasst, und die Energiebilanz stimmte nicht mit dem Körpermasseverlust überein. Dies würde ein anderes Energiedefizit und einen anderen Energieverbrauch oder eine andere Energieaufnahme früher in der Reihe anzeigen. Diese anfänglichen akuten Veränderungen sind unbekannt und möglicherweise für den großen Gewichtsverlust am Ende der Reihe verantwortlich. Dieses Projekt wird versuchen, diese Lücke zu schließen und diese anfänglichen Veränderungen zu messen, indem es den täglichen EI und EE misst. Der EI wird selten zusammen mit dem EE und dem Körpermassenverlust gemessen und stattdessen aus dem EE abgeleitet. Diese Studie zielt darauf ab, festzustellen, ob dieser maximale EI existiert, indem beide Komponenten der Energiebilanz direkt gemessen werden und wie der Körper Änderungen in den Komponenten von EE kompensiert.

Siervo M, Frühbeck G, Dixon A, Goldberg GR, Coward WA, Murgatroyd PR, et al. (2008)Effizienz von autoregulatorischen homöostatischen Reaktionen auf einen auferlegten Kalorienüberschuss bei schlanken Männern. Am J Physiol Endocrinol Metab;294:E416-E424.

Thurber, C L. R. Dugas, C. Ocobock, B. Carlson, J. R. Speakman, H. Pontzer, (2019) Extreme Ereignisse zeigen eine ernährungsbedingte Grenze für den anhaltenden maximalen menschlichen Energieverbrauch. Wissenschaft. Erw. 5, eaaw0341