Energibalanse i ekstreme miljøer: Finne EI-grensen (StOMPE)

Langvarige utholdenhetshendelser gir en unik mulighet til å studere de fysiologiske grensene for menneskelig ytelse. Når ernæringen er tilstrekkelig, er vektopprettholdelse direkte relatert til energiforbruk. I ekstreme miljøer, som havroing, har vi imidlertid vist at roere gikk ned 10 % i vekt, hadde et høyt energiforbruk (5000 kcal/d eller 3,1 x basal metabolisme) som ikke ble dekket av energiinntaket (EI). Selv i nærvær av over ~5000kcal mat per dag, valgte roere å spise bare ~3800kcal/d (2,4 x RMR) og gikk ned i vekt, i stedet for å spise mer. Det er også sjelden, utenom eliteytelsen, at EI er over 2,5 x RMR og tyder på en slags reguleringsmekanisme. Tidligere arbeid har vist (Thurber et al., 2019) at høye energiutgifter (EE) ikke er bærekraftige over lange perioder, og at EE avtar med varigheten, og platåer rundt 2,5 x RMR. Dette er et forsøk på å balansere energibehovet for å minimere tap av kroppsmasse og øke sjansene for å overleve. Bruk av data fra forrige PhD-studie i havroere (Holsgrove-West., 1. PhD-studie), og ekstrapolering av data fra studiene brukt til å modellere TEE og varighet (Thurber et at., 2019), og overfôringsstudier (Siervo et al 2008) ), frivillig energiinntak beregnet fra tap av kroppsmasse var konsekvent rundt 2,4 x RMR, noe som tyder på en mulig numerisk verdi til grensen for EI. Dette har jeg ikke målt eksperimentelt. Hvis teorien om maksimal EI er sann, kan ikke ethvert inntak over maksimum [2,4 x RMR] brukes til energi og vil bli utskilt. Ethvert BM-tap vil derfor reflektere forskjellen mellom EE og maksimal EI, ikke den faktiske EI. For å undersøke EI-grensen kreves derfor samtidige målinger av EE, EI og kroppsmasseendringer, samtidig som man sikrer EI over det teoretiske maksimum. I nærvær av energiunderskudd og tap av kroppsmasse, demonstrerte havroere en adaptiv respons ved selektivt å beholde eller miste muskler. Belastede muskler ble bevart mens ubelastede muskler atrofierte. Et åpenbart mottiltak kan være å belaste musklene som gikk bort, men til hvilken kostnad? Med begrenset energiinntak, og større etterspørsel fra muskelmassen, kan andre komponenter av EE som RMR, NEAT eller treningskomponent kompensere, eller tåle et større tap av kroppsmasse. Denne interaksjonen krever videre undersøkelse. Logistikkmessig er det vanskelig å be roere om å trene midt i løpet, og overholdelse vil være ukjent. En ekspedisjon som innebærer større muskelinvolvering og høy EE er nødvendig. Trekking på tvers av Grønland gir høy EE-miljøet uten bruk av underekstremiteter. I tillegg, på grunn av logistiske årsaker til prøvelagring i havroing, ble energiforbruk og -inntak kun samlet inn i den siste uken av raden, og energibalansen stemte ikke overens med tap av kroppsmasse. Dette vil indikere et annet energiunderskudd og annet energiforbruk eller -inntak tidligere i rekken. Disse første akutte endringene er ukjente og muligens ansvarlige for det store vekttapet som er sett på slutten av raden. Dette prosjektet vil forsøke å fylle dette gapet og måle disse innledende endringene ved å måle daglig EI og EE.EI måles sjelden sammen med EE og tap av kroppsmasse og i stedet utledes fra EE. Denne studien tar sikte på å fastslå om denne maksimale EI eksisterer, ved direkte å måle både komponentene i energibalansen og hvordan kroppen kompenserer med endringer i komponentene i EE.

Siervo M, Frühbeck G, Dixon A, Goldberg GR, Coward WA, Murgatroyd PR, et al. (2008) Effektivitet av autoregulatoriske homeostatiske responser på pålagt kalorioverskudd hos magre menn. Am J Physiol Endocrinol Metab;294:E416-E424.

Thurber, C L. R. Dugas, C. Ocobock, B. Carlson, J. R. Speakman, H. Pontzer, (2019) Ekstreme hendelser avslører en næringsgrense for vedvarende maksimalt menneskelig energiforbruk. Sci. Adv. 5, eaaw0341