Innvirkning av treningsbelastning på tarmmikrobiomet og dets forhold til treningsprestasjon, muskeltype og markører for overtrening hos friske menn (ICARUS)

ICARUS er en monosentrisk, randomisert, kontrollert, trearms, parallellgruppestudie designet for å avgjøre om treningsbelastning (moderat versus høy) modulerer det humane tarmøkosystemet, med et primært fokus på tarmmikrobiel kortkjedet fettsyreproduksjon (SCFA), og for å teste om individuelle tarmresponser er relatert til fysiologiske tilpasninger og potensielle feiltilpasninger (dvs. overtrening).

STUDIEDESIGN: 45 friske, rekreasjonsaktive menn vil bli randomisert i en 1:1:1-allokeringsratio til: (i) en ikke-treningskontrollgruppe, (ii) en moderat belastnings syklingstreninggruppe, eller (iii) en høy belastnings syklingstreninggruppe. Intervensjonen varer i 8 uker og etterfølges av en 10-dagers avtrappingsperiode. Utfallsmålene vurderes på fire tidspunkter: utgangspunkt (T1), midt i intervensjonen etter 4 uker (T2), etter intervensjonen etter 8 uker (T3), og etter avtrapping 10 dager senere (T4).

RANDOMISERING: Randomisering vil bli stratifisert etter utgangspunkt vanlig treningsvolum (>3,5 timer versus ≤3,5 timer trening per uke) ved bruk av permuterte blokker av varierende størrelse og en datagenerert allokeringssekvens. Allokering vil bli implementert ved hjelp av en sikker REDCap-webapplikasjon for å opprettholde allokeringsskjuling fra personell involvert i datainnsamling og analyse.

STED OG REKRUTTERING: Studien gjennomføres ved Exercise and Muscle Physiology Research Group, Department of Movement Sciences, KU Leuven (Leuven, Belgia). Rekruttering bruker flere kanaler, inkludert e-postinvitasjoner, klasseromskunngjøringer, plakater/flyers og sosiale medier.

INNFRINGSPROSEDYRER OG STANDARDISERINGSPROSEDYRER: Omtrent én uke før intervensjonen starter, deltar deltakerne på én innføringssesjon for å minimere læringseffekter og standardisere prosedyrer på tvers av påfølgende vurderinger. Innføring inkluderer nøkkel ytelses- og fysiologiske testprosedyrer og instruksjon om studieenheter og dagbøker. En personlig, standardisert kostholdsplan utvikles for de tre dagene før hver vurderingsperiode og vurderingsdagene for å forbedre innenfor-deltaker kostholdskonsistens på tvers av tidspunkter og for å tilpasse seg spesifikke testkrav (f.eks. fiberinntak, karbohydratlading, laktose/mannitolrestriksjon der aktuelt).

INTERVENSJONSARMER - KONTROLLGRUPPE: Deltakerne utfører ikke et strukturert treningsprogram. For å kontrollere for forventningseffekter, mottar de en veiledet ukentlig placebokapsel (1 g granulert sukker) presentert som et 'nytt planteekstrakt' som påstås å støtte tarmhelse og ytelse. Deltakerne blir bedt om å opprettholde sine vanlige treningsmønstre og å overvåke relevante atferder som instruert.

INTERVENSJONSARMER - MODERAT BELASTNINGSTRENINGSGRUPPE: Deltakerne fullfører 8 uker med veiledet innendørs sykling etterfulgt av en 10-dagers avtrapping. Treningen utføres på en elektromagnetisk bremset sykkeltrener, veiledet ved studiensenteret. Den ukentlige strukturen omfatter fire økter per uke med en fast sekvens av økttyper (moderatintensitets kontinuerlig trening, høyintensitets intervalltrening, moderatintensitets kontinuerlig trening og sprintintervalltrening), og progressive belastningsøkninger i henhold til en standardisert plan.

INTERVENSJONSARMER - HØY BELASTNINGSTRENINGSGRUPPE: Deltakerne fullfører 4 uker identisk til moderat belastningstreninggruppe, etterfulgt av 4 uker med høy belastningstrening der treningsvolumet dobles i forhold til MOD ved å øke øktsfrekvensen mens den samme intensitetsfordelingen opprettholdes.

TRENINGSINTENSITETSFORORDNING: Treningsintensitet individualiseres ved bruk av fysiologiske terskler avledet fra en inkrementell kardiopulmonal treningsøkt med laktatmålinger, inkludert effekt ved første laktatterskel, andre laktatterskel og maksimal effektproduksjon. Treningen foreskrives basert på syklingseffektproduksjon.

VURDERINGSPERIODER: Hver av de fire vurderingsperiodene spenner over tre påfølgende dager med hjemmebaserte og studiensenterbaserte prosedyrer under standardiserte forhold og på samme tid på dagen for hver deltaker for å begrense sirkadisk variabilitet. Vurderinger integrerer biosprøveinnsamling og multisystem fenotyping, inkludert tarmrelaterte mål (f.eks. SCFAer, tarmbarriereintegritetstesting), treningsytelsestester, skjelettmuskelfenotyping, kardiometabolsk testing, autonome mål og selvrapporteringsinstrumenter relevant for restitusjon og psykologisk velvære. Avføringsprøver samles hjemme og lagres frosset før overføring til studiensenteret for biobanklagring.

BIOSPRØVEHÅNDTERING OG LAGRING: Biologiske prøver inkludert blod, avføring, skjelettmuskel, urin og spytt merkes ved bruk av en studiespesifikk identifikator og lagres ved -20°C eller -80°C til analyse og/eller fremtidig bruk i samsvar med institusjonelle biobankkrav og gjeldende forskrifter.

BLINDING OG BIASREDUKSJON: På grunn av intervensjonens atferdsmessige natur, kan ikke deltakerne bli blindet for gruppetilordning. For å redusere forventningseffekter, mottar kontrollgruppen placebo-tilskudd presentert som ytelsesrelevant. Der det er mulig, forblir utfallsvurderere og laboratoriepersonell blindet for gruppetilordning under datainnsamling og analyser, selv om noen delvis avblinding kan oppstå på grunn av bemanningsbegrensninger.

UTVALGSSTØRRELSE OG STATISTISKE PRINSIPPER: Den planlagte utvalgsstørrelsen er 45 deltakere (15 per arm), tatt hensyn til frafall, og er basert på styrkehensyn avledet fra tidligere bevis på fekal butyratrespons på utholdenhetstrening, gitt fraværet av robuste humane data for det primære sirkulerende SCFA-endepunktet på planleggingstidspunktet. Analyser vil følge intensjon-å-behandle-prinsipper. Gruppeforskjeller over tid vil bli estimert ved bruk av begrensede longitudinelle dataanalysemodeller som modellerer utgangspunkt- og oppfølgingsmål felles mens de begrenser utgangspunktgjennomsnittene til å være like på tvers av grupper, og dermed gir ANCOVA-ekvivalente estimander og tilrettelegger for manglende data under et mangler-tilfeldig-antagelse via maksimal sannsynlighet. En hierarkisk testestrategi er planlagt for de primære og viktige sekundære endepunktene for å kontrollere type I-feilraten. Sensitivitetsanalyser kan inkludere per-protokoll-analyser definert før databaselås.