Endokrinologiske og fysiologiske responser på kortsiktig redusert karbohydrattilgjengelighet hos menn

Begrunnelse:

Det primære forskningsspørsmålet knyttet til denne studien er "Hva er virkningen av en akutt periode med lav karbohydrattilgjengelighet på assosierte fysiologiske og endokrinologiske markører i en kohort av friske menn?"

Omfattende forskning har blitt utført siden 1970-tallet for å bestemme etiologien bak den samtidige svekkelsen av reproduksjonsfunksjonen og lav beinmineraltetthet som ofte observeres hos trenende kvinner (De Souza et al., 2014). Denne forskningen har fastslått at kronisk lav energitilgjengelighet ('LEA' - energien som er tilgjengelig fra kostholdet etter at energi brukt i trening har blitt trukket fra) er den avgjørende faktoren for de endokrine og fysiologiske responsene observert i kvinnelige idrettsutøvertriaden (De Souza et al. ., 2014) modell. Men mens modellene for mannlige idrettsutøvere (Nattiv et al., 2021) og RED-S (Mountjoy et al., 2018) identifiserer den sannsynlige virkningen av LEA på menn, er tilsvarende forskning som identifiserer de fysiologiske effektene av denne tilstanden hos menn langt langt unna. bak kvinners.

Dessuten, mens lav energitilgjengelighet har blitt identifisert som nøkkeldriveren for de fysiologiske dysreguleringene identifisert i kvinnelige/mannlige idrettsutøvere og RED-S-modeller, har mye av den eksisterende forskningen ikke avgrenset tilstrekkelig mellom virkningen av lav energitilgjengelighet, per se , og lav karbohydrattilgjengelighet. Nyere forskning tyder på at lav karbohydrattilgjengelighet, med eller uten tilstedeværelse av LEA, kan være en driver for de fysiologiske dysreguleringene identifisert i de nevnte modellene. For eksempel har McKay et al (2021) vist endret jern- og immunrespons og svekket treningsytelse etter 6 dager med lite karbohydrater (50 - 100 g/dag), men ~normal energitilgjengelighet (40 kcal•kg FFM-1•dag) -1), mens ingen endringer var synlige i en LEA (15 kcal•kg FFM-1•dag-1, 60 % karbohydrat) og en kontrollgruppe. Tilsvarende har Heikura et al (2020) nylig vist at over 3,5 uker svekker et ketogent kosthold markører for beinomsetning sammenlignet med et energitilpasset høykarbohydratkosthold hos høyt trente idrettsutøvere.

Gitt at trening og ernæringsintervensjoner er nøkkelen for å forbedre vekttap og helse hos befolkningen generelt, er det av største betydning å forstå hvordan redusert energi- og/eller karbohydrattilgjengelighet kan påvirke mannlig endokrinologi og fysiologi. Effektene og mekanismene som lav energi og/eller karbohydrattilgjengelighet påvirker mannlig fysiologisk funksjon krever derfor ytterligere forskning ved bruk av godt kontrollerte eksperimentelle forskningsdesign.

Vi har nylig utført en studie som hadde som mål å forstå de brede fysiologiske, endokrine og muskulære responsene på en periode på fem dager med lav energitilgjengelighet (analyse av prøver pågår). Den foreslåtte studien tar derfor nå sikte på å utvide omfanget av vår forskning for å undersøke virkningen av fire dager med lav karbohydrattilgjengelighet ved å bruke en diett med lavt karbohydrat og høyt fettinnhold i nærvær av tilstrekkelig energitilgjengelighet for å møte dette gapet i litteraturen.

Mål:

Hoved:

Å undersøke de fysiologiske responsene til voksne menn på lav karbohydrattilgjengelighet mens de er i energibalanse over 4 dager (~96 timer, som strekker seg over fem testmorgener), i motsetning til en tilsvarende periode med kontrollert energibalanse med 'normal' karbohydrattilgjengelighet i forhold til muskel- og endokrine parametere.

Sekundær:

For å undersøke de bredere fysiologiske responsene til voksne menn på lav karbohydrattilgjengelighet (mens de er i energibalanse) over 4 dager (~96 timer, som strekker seg over fem testmorgener), sammenlignet med en tilsvarende periode i kontrollert 'normal' karbohydrattilgjengelighet i forhold til hele -kroppsfysiologiske og metabolske status samt endringer i kroppssammensetning.

Studiemetoder:

Ved å bruke et randomisert cross-over-design vil deltakerne fullføre to intervensjoner som vil fremkalle tilstander med 'normal' (NEA) og 'lav' (LEA) karbohydrattilgjengelighet mens de er i energibalanse, med en 10-dagers utvaskingsperiode mellom forholdene. Endringer i kroppssammensetning og markører for beinomsetning og reproduktiv helse vil bli vurdert, sammen med ytterligere fysiologiske parametere.

Eksempelstørrelse:

Prøvestørrelsen ble bestemt basert på det primære utfallsmålet for frisirkulerende testosteron, de minst sensitive primære utfallsmålene i studien.

Funnene til Koehler et al (2016) ble brukt til å estimere nødvendig utvalgsstørrelse for denne studien. Koehler et al (2016) rapporterte en ikke-signifikant (P >0,05) endring i testosteron etter fire dager med lav energitilgjengelighet (med trening) ved 15 kcal/kg FFM/dag (LEA + eks: før 5,27 ± 0,46, etter 4,46 ± 0,96 ng.ml-1), sammenlignet med en kontrollgruppe med trening (C + Eks: Pre 4,98 ± 0,47 Post 4,92 ± 0,53 ng.ml-1). En stor effektstørrelse for reduksjonen i testosteronkonsentrasjoner for LEA + Ex sammenlignet med C + Ex (d = 1,36) ble imidlertid observert/beregnet. Derfor ble det utført en post-hoc effektanalyse, som avslørte en potens (1-β feilsannsynlighet) på 0,759 for prøvestørrelsen på N = 6. For å gjenskape disse funnene med større statistisk kraft (α err prob 0,05, 1-β err prob > 0,9) ville det kreves 8 deltakere, med 9 deltakere som må faktorisere for en potensiell 10 % frafallsrate hos deltakere som ofte observeres.

Kvalitet:

Forskningsplanen er gjennomgått internt i forskerteamet ved Liverpool John Moores University. Forskeren som er tilknyttet denne studien og tilknyttet gjennomgangen av studieprotokollen er alle ansatte (eller en PhD-student) ved Liverpool John Moores University Research Institute for Sport & Exercise Sciences (RISES). I 2014 sendte RISES (LJMU) inn 34,75 FTE (heltidsekvivalenter) til Unit of Assessment 26 (UoA26) og oppnådde en GPA (Grade Point Average) på 3,57. Plassert på andreplass på GPA i UoA, ble RISES det ledende senteret for Sport and Exercise Science Research Quality i Storbritannia (4* - 61% av all aktivitet verdensledende, 3* - 36% av all aktivitet internasjonalt utmerket standard). RISES leverte det største volumet på 4* utganger (n=60) i UoA, hadde 90 % av påvirkningsaktiviteten vurdert til 4* og hadde 100 % av miljøet vurdert til 4*. Viktigere, av 1 911 innleveringer i alle 36 UoA's RISES kom på 11. plass i hele Storbritannia for GPA oppnådd ved REF2014, og satte RISES (LJMU) blant Oxford, UCL, LSE og Cambridge i ligatabellene for denne beregningen. Dette gjør RISES perfekt kvalifisert til å vurdere dette forskningsprosjektet.