Энергетический баланс в экстремальных условиях: определение предела ЭИ (StOMPE)

Продолжительные соревнования на выносливость дают уникальную возможность изучить физиологические пределы человеческих возможностей. При адекватном питании поддержание веса напрямую связано с расходом энергии. Однако в экстремальных условиях, таких как океанская гребля, мы показали, что гребцы потеряли 10% веса, у них был высокий расход энергии (5000 ккал/день или 3,1 x базовый уровень метаболизма), который не покрывался потреблением энергии (EI). Даже при наличии более ~ 5000 ккал пищи в день гребцы предпочитали есть только ~ 3800 ккал / день (2,4 x RMR) и терять вес, а не есть больше. Кроме того, редко, за исключением элитных результатов, EI превышает 2,5 x RMR, что свидетельствует о каком-то регулирующем механизме. Предыдущая работа показала (Thurber et al., 2019), что высокие затраты энергии (ЭЭ) не являются устойчивыми в течение длительных периодов времени и что ЭЭ снижается с течением времени, стабилизируясь на уровне около 2,5 x RMR. Это попытка сбалансировать потребности в энергии, чтобы свести к минимуму потерю массы тела и увеличить шансы на выживание. Использование данных из предыдущего докторского исследования океанских гребцов (Holsgrove-West., 1-е докторское исследование) и экстраполяция данных исследований, использованных для моделирования TEE и продолжительности (Thurber et al., 2019), и исследований перекармливания (Siervo et al 2008). ), произвольное потребление энергии, рассчитанное по потере массы тела, постоянно составляло около 2,4 x RMR, что предполагает возможное числовое значение до предела EI. Это не было измерено мной экспериментально. Если теория максимального EI верна, любое потребление выше максимума [2,4 x RMR] не может быть использовано для получения энергии и будет выведено из организма. Таким образом, любая потеря BM будет отражать разницу между EE и максимальным EI, а не фактический EI. Таким образом, для исследования предела EI требуются одновременные измерения EE, EI и изменений массы тела, обеспечивая при этом EI выше теоретического максимума. В условиях дефицита энергии и потери массы тела океанские гребцы продемонстрировали адаптивную реакцию, выборочно сохраняя или теряя мышечную массу. Нагруженные мышцы сохранялись, а ненагруженные атрофировались. Очевидной контрмерой может быть нагрузка на истощенные мышцы, но за счет чего? При ограниченном потреблении энергии и большей потребности в мышечной массе другие компоненты ЭЭ, такие как RMR, NEAT или компонент упражнений, могут компенсировать или выдержать большую потерю массы тела. Это взаимодействие требует дальнейшего изучения. С точки зрения логистики трудно попросить гребцов тренироваться в середине гонки, и соблюдение требований будет неизвестно. Нужна экспедиция, включающая большее вовлечение мышц и высокий ЭЭ. Треккинг по Гренландии обеспечивает среду с высоким уровнем энергоэффективности без нарушения работы нижних конечностей. Кроме того, из-за логистических причин хранения проб в океанской гребле расход и потребление энергии регистрировались только в последнюю неделю гребли, а энергетический баланс не соответствовал потере массы тела. Это указывало бы на другой дефицит энергии и другой расход или потребление энергии ранее в ряду. Эти первоначальные острые изменения неизвестны и, возможно, являются причиной большой потери веса, наблюдаемой к концу ряда. Этот проект попытается заполнить этот пробел и измерить эти первоначальные изменения путем измерения ежедневного EI и EE. EI редко измеряется вместе с EE и потерей массы тела и вместо этого выводится из EE. Это исследование направлено на то, чтобы установить, существует ли этот максимальный ЭИ, путем непосредственного измерения обоих компонентов энергетического баланса и того, как организм компенсирует изменения в компонентах ЭЭ.

Siervo M, Frühbeck G, Dixon A, Goldberg GR, Coward WA, Murgatroyd PR, et al. (2008)Эффективность ауторегуляторных гомеостатических реакций на избыток калорий у худощавых мужчин. Am J Physiol Endocrinol Metab; 294: E416-E424.

Тербер, С.Л.Р. Дугас, К. Окобок, Б. Карлсон, Дж. Р. Спикман, Х. Понцер, (2019) Экстремальные явления выявляют пищевой предел устойчивого максимального расхода энергии человеком. науч. Доп. 5, eaaw0341