Energiebalans in extreme omgevingen: de EI-limiet vinden (StOMPE)

Langdurige uithoudingsgebeurtenissen bieden een unieke gelegenheid om de fysiologische grenzen van menselijke prestaties te bestuderen. Wanneer de voeding adequaat is, houdt het handhaven van het gewicht direct verband met het energieverbruik. In extreme omgevingen, zoals oceaanroeien, hebben we echter aangetoond dat roeiers 10% gewicht verloren, een hoog energieverbruik hadden (5.000 kcal/d of 3,1 x basaal metabolisme) waaraan niet werd voldaan door energie-inname (EI). Zelfs als er meer dan ~5000 kcal voedsel per dag aanwezig was, kozen roeiers ervoor om slechts ~3800 kcal/d (2,4 x RMR) te eten en gewicht te verliezen, in plaats van meer te eten. Het komt ook zelden voor, behalve bij elite-prestaties, dat EI hoger is dan 2,5 x RMR en wijst op een of ander regulerend mechanisme. Eerder werk heeft aangetoond (Thurber et al., 2019) dat hoge energie-uitgaven (EE) niet houdbaar zijn gedurende lange perioden en dat EE afneemt met de duur, tot een plateau rond de 2,5 x RMR. Dit is een poging om de energiebehoefte in evenwicht te brengen om het verlies van lichaamsmassa te minimaliseren en de overlevingskansen te vergroten. Gebruikmakend van gegevens uit het vorige doctoraatsonderzoek bij oceaanroeiers (Holsgrove-West., 1e doctoraatsonderzoek), en extrapolatie van gegevens uit de onderzoeken die zijn gebruikt om TEE en duur te modelleren (Thurber et al., 2019), en onderzoeken naar overvoeding (Siervo et al 2008 ), lag de vrijwillige energie-inname berekend op basis van het verlies van lichaamsgewicht consistent rond 2,4 x RMR, wat een mogelijke numerieke waarde suggereert tot aan de limiet van EI. Dit heb ik niet experimenteel gemeten. Als de theorie van maximale EI waar is, kan elke inname boven het maximum [2,4 x RMR] niet worden gebruikt voor energie en zou worden uitgescheiden. Elk BM-verlies zou daarom het verschil tussen EE en de maximale EI weerspiegelen, niet de werkelijke EI. Om de EI-limiet te onderzoeken, zijn daarom gelijktijdige metingen van EE, EI en veranderingen in lichaamsgewicht vereist, terwijl tegelijkertijd moet worden gegarandeerd dat EI boven het theoretische maximum ligt. In de aanwezigheid van energietekort en verlies van lichaamsgewicht toonden oceaanroeiers een adaptieve reactie door selectief spieren te behouden of te verliezen. Belaste spieren bleven behouden terwijl onbelaste spieren atrofieerden. Een voor de hand liggende tegenmaatregel zou kunnen zijn om de verspilde spieren te belasten, maar ten koste van wat? Met een eindige energie-inname en een grotere vraag van de spiermassa, kunnen andere componenten van EE, zoals RMR, NEAT of trainingscomponent, een groter verlies aan lichaamsmassa compenseren of verdragen. Deze interactie rechtvaardigt verder onderzoek. Logistiek gezien is het moeilijk om roeiers te vragen om halverwege de race te oefenen, en naleving zou onbekend zijn. Er is een expeditie nodig met meer spierbetrokkenheid en een hoge EE. Trekking door Groenland biedt de hoge EE-omgeving zonder dat de onderste ledematen niet worden gebruikt. Bovendien werden, vanwege logistieke redenen van monsteropslag bij oceaanroeien, het energieverbruik en de inname pas in de laatste week van de rij verzameld en kwam de energiebalans niet overeen met het verlies van lichaamsgewicht. Dit zou duiden op een ander energietekort en een ander energieverbruik of -inname eerder in de rij. Deze aanvankelijke acute veranderingen zijn onbekend en mogelijk verantwoordelijk voor het grote gewichtsverlies aan het einde van de rij. Dit project zal proberen die leemte op te vullen en deze initiële veranderingen te meten door dagelijkse EI en EE te meten.EI wordt zelden gemeten naast EE en verlies van lichaamsgewicht en in plaats daarvan afgeleid van EE. Deze studie heeft tot doel vast te stellen of deze maximale EI bestaat, door direct beide componenten van de energiebalans te meten en hoe het lichaam compenseert met veranderingen in de componenten van EE.

Siervo M, Frühbeck G, Dixon A, Goldberg GR, Coward WA, Murgatroyd PR, et al. (2008) Efficiëntie van autoregulerende homeostatische reacties op opgelegde calorie-overmaat bij magere mannen. Am J Physiol Endocrinol Metab;294:E416-E424.

Thurber, C.L.R. Dugas, C.Ocobock, B.Carlson, J.R. Speakman, H.Pontzer, (2019) Extreme gebeurtenissen onthullen een voedingslimiet op het aanhoudende maximale menselijke energieverbruik. Wetenschap. Adv. 5, eaaw0341