Reakcje endokrynologiczne i fizjologiczne na krótkoterminową zmniejszoną dostępność węglowodanów u mężczyzn

Racjonalne uzasadnienie:

Podstawowe pytanie badawcze związane z tym badaniem brzmi: „Jaki jest wpływ ostrego okresu niskiej dostępności węglowodanów na powiązane markery fizjologiczne i endokrynologiczne w kohorcie zdrowych mężczyzn?”

Od lat 70. XX wieku prowadzone są szeroko zakrojone badania mające na celu ustalenie etiologii równoczesnego upośledzenia funkcji rozrodczych i niskiej gęstości mineralnej kości, powszechnie obserwowanej u ćwiczących kobiet (De Souza i in., 2014). Badania te wykazały, że przewlekła niska dostępność energii („LEA” – energia dostępna z diety po odjęciu energii zużytej podczas ćwiczeń) jest kluczowym czynnikiem determinującym reakcje hormonalne i fizjologiczne obserwowane w triadzie zawodniczek (De Souza i wsp. ., 2014) modelu. Jednakże, podczas gdy modele Male Athlete Triad (Nattiv i in., 2021) i RED-S (Mountjoy i in., 2018) identyfikują prawdopodobny wpływ LEA na mężczyzn, równoważne badania określające fizjologiczne skutki tego stanu u mężczyzn są daleko za kobietami.

Co więcej, podczas gdy niska dostępność energii została zidentyfikowana jako kluczowa przyczyna dysregulacji fizjologicznych zidentyfikowanych w modelach triady kobiet/mężczyzn i sportowców RED-S, wiele z istniejących badań nie określiło odpowiednio wpływu niskiej dostępności energii per se i niską dostępność węglowodanów. Ostatnie badania sugerują, że niska dostępność węglowodanów, z obecnością LEA lub bez niej, może być motorem fizjologicznych rozregulowań zidentyfikowanych w ramach wyżej wymienionych modeli. Na przykład McKay i wsp. (2021) wykazali zmienione reakcje na żelazo i układ odpornościowy oraz zmniejszoną wydajność wysiłkową po 6-dniowej diecie niskowęglowodanowej (50-100 g/dzień), ale ~normalnej dostępności energii (40 kcal•kg FFM-1•dzień -1), podczas gdy żadne zmiany nie były widoczne w LEA (15 kcal•kg FFM-1•dzień-1, 60% węglowodanów) iw grupie kontrolnej. Podobnie Heikura i wsp. (2020) niedawno wykazali, że w ciągu 3,5 tygodnia dieta ketogeniczna upośledza markery obrotu kostnego w porównaniu z dietą wysokowęglowodanową o dopasowanej wartości energetycznej u wysoko wytrenowanych sportowców.

Biorąc pod uwagę, że ćwiczenia i interwencje żywieniowe są kluczowe dla poprawy utraty wagi i zdrowia ogólnej populacji, zrozumienie, w jaki sposób zmniejszona dostępność energii i / lub węglowodanów może wpływać na męską endokrynologię i fizjologię, ma ogromne znaczenie. Skutki i mechanizmy, za pomocą których niska dostępność energii i/lub węglowodanów wpływa na funkcje fizjologiczne mężczyzn, wymagają zatem dalszych badań z wykorzystaniem dobrze kontrolowanych eksperymentalnych projektów badawczych.

Niedawno przeprowadziliśmy badanie, którego celem było zrozumienie szerokich reakcji fizjologicznych, hormonalnych i mięśniowych na okres pięciu dni niskiej dostępności energii (analiza próbek jest w toku). Proponowane badanie ma zatem teraz na celu rozszerzenie zakresu naszych badań w celu zbadania wpływu czterodniowej niskiej dostępności węglowodanów przy stosowaniu diety niskowęglowodanowej i wysokotłuszczowej w obecności odpowiedniej dostępności energii, aby wypełnić tę lukę w literaturze.

Cele:

Podstawowy:

Aby zbadać reakcje fizjologiczne dorosłych mężczyzn na niską dostępność węglowodanów przy równowadze energetycznej w ciągu 4 dni (~96 godzin, obejmujących pięć testowych poranków), w przeciwieństwie do równoważnego okresu kontrolowanego bilansu energetycznego z „normalną” dostępnością węglowodanów w odniesieniu do parametry mięśniowe i hormonalne.

Wtórny:

Zbadanie szerszych reakcji fizjologicznych dorosłych mężczyzn na niską dostępność węglowodanów (przy równowadze energetycznej) w ciągu 4 dni (~96 godzin, obejmujących pięć testowych poranków), w porównaniu z równoważnym okresem kontrolowanej „normalnej” dostępności węglowodanów w odniesieniu do całego -stan fizjologiczny i metaboliczny organizmu oraz zmiany składu ciała.

Metody nauki:

Korzystając z losowego projektu krzyżowego, uczestnicy przeprowadzą dwie interwencje, które wywołają warunki „normalnej” (NEA) i „niskiej” (LEA) dostępności węglowodanów przy równowadze energetycznej, z 10-dniowym okresem wymywania pomiędzy warunkami. Ocenione zostaną zmiany składu ciała oraz markery obrotu kostnego i zdrowia reprodukcyjnego, wraz z dalszymi parametrami fizjologicznymi.

Wielkość próbki:

Wielkość próby została określona na podstawie pierwotnej miary wyniku testosteronu w swobodnym krążeniu, najmniej czułej pierwotnej miary wyniku badania.

Ustalenia Koehlera i in. (2016) wykorzystano do oszacowania wymaganej wielkości próby dla tego badania. Koehler i wsp. (2016) odnotowali nieistotną (P > 0,05) zmianę poziomu testosteronu po czterech dniach niskiej dostępności energii (z ćwiczeniami) przy 15 kcal/kg FFM/dzień (LEA + Ex: przed 5,27 ± 0,46, po 4,46 ± 0,96 ng.ml-1), w porównaniu z grupą kontrolną z wysiłkiem fizycznym (C + Ex: przed 4,98 ± 0,47 po 4,92 ± 0,53 ng.ml-1). Jednak zaobserwowano/obliczono dużą wielkość efektu redukcji stężeń testosteronu dla LEA + Ex w porównaniu z C + Ex (d = 1,36). Dlatego przeprowadzono analizę mocy post-hoc, która wykazała moc (prawdopodobieństwo błędu 1-β) na poziomie 0,759 dla wielkości próby N = 6. Powtórzenie tych wyników z większą mocą statystyczną (α err prob 0,05, 1-β err prob > 0,9) wymagałoby 8 uczestników, przy czym 9 uczestników wymagałoby uwzględnienia potencjalnego 10% wskaźnika rezygnacji u uczestników powszechnie obserwowanych.

Jakość:

Plan badań został zweryfikowany wewnętrznie przez zespół badawczy Uniwersytetu Johna Mooresa w Liverpoolu. Badaczami powiązanymi z tym badaniem i przeglądem protokołu badania są wszyscy członkowie personelu (lub doktoranci) w Instytucie Badawczym Nauk o Sporcie i Ćwiczeniach Uniwersytetu im. Johna Mooresa w Liverpoolu (RISES). W 2014 RISES (LJMU) przesłał 34,75 EPC (ekwiwalent pełnego czasu pracy) do Unit of Assessment 26 (UoA26) i osiągnął GPA (średnia ocen) 3,57. Umieszczony na drugim miejscu w GPA w UoA, RISES stał się wiodącym ośrodkiem badań jakości sportu i ćwiczeń fizycznych w Wielkiej Brytanii (4* - 61% wszystkich wiodących na świecie działań, 3* - 36% wszystkich działań na poziomie międzynarodowym). RISES dostarczył największą liczbę 4* wyników (n=60) w UoA, miał 90% wpływu na aktywność ocenioną na 4* i miał 100% środowiska ocenionego na 4*. Co ważne, spośród 1911 zgłoszeń we wszystkich 36 RISES UoA zajął 11. miejsce w całej Wielkiej Brytanii pod względem GPA osiągniętego w REF2014, umieszczając RISES (LJMU) wśród Oxfordu, UCL, LSE i Cambridge w tabelach ligowych dla tego wskaźnika. To sprawia, że ​​RISES doskonale kwalifikuje się do oceny tego projektu badawczego.