トレーニング負荷が健康な男性の腸内細菌叢に及ぼす影響と、運動パフォーマンス、筋表現型、およびオーバーリーチングのマーカーとの関連 (ICARUS)

ICARUSは、単施設、無作為化、対照、3群、並行群試験であり、運動トレーニング負荷（中等度対高負荷）がヒト腸内生態系を調節するかどうかを決定することを目的とし、特に腸内細菌の短鎖脂肪酸（SCFA）産生に焦点を当て、個人間の腸内反応が生理学的適応および潜在的な不適応（すなわち、オーバーリーチング）に関連するかどうかを検証する。

試験デザイン：45人の健康的でレクリエーション的に活動的な男性が1:1:1の割合で無作為に割り付けられる：(i) 非トレーニング対照群、(ii) 中等度負荷サイクリングトレーニング群、または(iii) 高負荷サイクリングトレーニング群。介入は8週間続き、その後10日間のテーパー期間が続く。結果は4つの時点で評価される：ベースライン（T1）、介入4週間後（T2）、介入8週間後（T3）、およびテーパー10日後（T4）。

無作為化：無作為化は、ベースラインの習慣的トレーニング量（週3.5時間超対週3.5時間以下）で層別化され、可変サイズの置換ブロックとコンピュータ生成の割り付けシーケンスを使用する。割り付けは、データ収集および分析に関与する担当者からの割り付け隠蔽を支援するための安全なREDCapウェブアプリケーションを使用して実施される。

設定および募集：試験は、KU Leuven（ルーヴェン、ベルギー）運動科学部の運動・筋生理学研究グループで実施される。募集は、電子メール招待状、教室での告知、ポスター/チラシ、ソーシャルメディアを含む複数のチャネルを使用する。

慣らしおよび標準化手順：介入開始の約1週間前に、参加者は学習効果を最小限に抑え、その後の評価間で手順を標準化するために1回の慣らしセッションに参加する。慣らしには、主要なパフォーマンスおよび生理学的テスト手順、ならびに研究デバイスと日誌に関する指示が含まれる。各評価期間および評価日の3日前から、参加者内の食事の一貫性を時点間で改善し、特定のテスト要件（例：食物繊維摂取、炭水化物ローディング、乳糖/マンニトール制限（該当する場合））に合わせるために、個別化された標準化された食事計画が作成される。

介入群 - 対照群：参加者は構造化されたトレーニングプログラムを実施しない。期待効果を制御するために、彼らは「腸の健康とパフォーマンスをサポートすると称される新規植物エキス」として提示される、週1回の監督付きプラセボカプセル（1g顆粒状砂糖）を受け取る。参加者は、指示された通りに習慣的な運動パターンを維持し、関連する行動をモニターするよう求められる。

介入群 - 中等度負荷トレーニング群：参加者は、8週間の監督付き室内サイクリングを完了し、その後10日間のテーパーが続く。トレーニングは、電磁ブレーキ付きサイクルトレーナーで実施され、研究センターで監督される。週間構造は、週4回のセッションで構成され、セッションタイプの固定された順序（中等度強度連続トレーニング、高強度インターバルトレーニング、中等度強度連続トレーニング、スプリントインターバルトレーニング）と、標準化された計画に従った漸進的な負荷増加を含む。

介入群 - 高負荷トレーニング群：参加者は、中等度負荷トレーニング群と同一の4週間を完了し、その後、セッション頻度を増加させることでMODに対してトレーニング量を2倍にした高負荷トレーニングの4週間が続く（強度分布は同じまま）。

運動強度処方：トレーニング強度は、乳酸測定を伴う漸増心肺運動試験から得られた生理学的閾値（第一乳酸閾値、第二乳酸閾値、最大出力におけるパワーを含む）を使用して個別化される。トレーニングは、サイクリング出力に基づいて処方される。

評価期間：4つの評価期間のそれぞれは、標準化された条件下で、参加者ごとに毎日同じ時間帯に実施される、家庭および研究センターでの手順を含む3連続日にわたる。評価は、生体試料収集および多系統表現型解析を統合し、腸関連指標（例：SCFA、腸バリア完全性テスト）、運動パフォーマンステスト、骨格筋表現型解析、心臓代謝テスト、自律神経指標、回復および心理的ウェルビーイングに関連する自己報告ツールを含む。便サンプルは自宅で収集され、研究センターへの移送前およびバイオバンク保存前に冷凍保存される。

生体試料取り扱いおよび保存：血液、便、骨格筋、尿、唾液を含む生物学的サンプルは、研究固有の識別子を使用してラベル付けされ、機関のバイオバンク要件および適用される規制に従って分析および/または将来の使用まで-20℃または-80℃で保存される。

盲検化およびバイアス軽減：介入の行動的性質のため、参加者は群割り付けに関して盲検化できない。期待効果を低減するために、対照群はパフォーマンス関連として提示されるプラセボ補給を受ける。可能な限り、結果評価者および実験室担当者は、データ収集および分析中に群割り付けについて盲検化されたままであるが、人員制約により一部の部分的な盲検解除が発生する可能性がある。

サンプルサイズおよび統計的原則：計画されたサンプルサイズは45人の参加者（各群15人）であり、離脱を考慮し、計画時点で主要循環SCFAエンドポイントに関する堅牢なヒトデータが存在しないことを踏まえ、持久トレーニングに対する糞便中酪酸塩反応性に関する先行エビデンスから導出された検出力の考慮に基づく。分析はintention-to-treat原則に従う。時間経過に伴う群間差は、ベースラインおよび追跡測定を同時にモデル化しつつベースライン平均を群間で等しく制約する制約付き縦断データ分析モデルを使用して推定され、それによりANCOVA相当の推定量を提供し、ランダム欠損仮定の下で最尤法による欠損データに対応する。主要および主要二次エンドポイントに対して、タイプIエラー率を制御するための階層的検定戦略が計画されている。感度分析には、データベースロック前に定義されたプロトコル遵守解析が含まれる場合がある。