Влияние тренировочной нагрузки на микробиом кишечника и его связь с физической работоспособностью, мышечным фенотипом и маркерами перетренированности у здоровых мужчин (ICARUS)

ИКАР — это моноцентровое, рандомизированное, контролируемое, трехрукавное, параллельно-групповое исследование, разработанное для определения того, модулирует ли нагрузка при физических упражнениях (умеренная по сравнению с высокой) экосистему кишечника человека, с основным фокусом на выработку микробных короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) в кишечнике, а также для проверки того, связаны ли межиндивидуальные кишечные реакции с физиологическими адаптациями и потенциальными дезадаптациями (т.е. перетренированностью).

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ: 45 здоровых, физически активных в рекреационных целях мужчин будут рандомизированы в соотношении 1:1:1 в следующие группы: (i) контрольная группа без тренировок, (ii) группа тренировок на велотренажере с умеренной нагрузкой или (iii) группа тренировок на велотренажере с высокой нагрузкой. Интервенция длится 8 недель и сопровождается 10-дневным периодом снижения нагрузки. Исходы оцениваются в четыре временные точки: исходный уровень (T1), середина интервенции после 4 недель (T2), после интервенции после 8 недель (T3) и после периода снижения нагрузки через 10 дней (T4).

РАНДОМИЗАЦИЯ: Рандомизация будет стратифицирована по исходному привычному объему тренировок (>3,5 часов против ≤3,5 часов упражнений в неделю) с использованием перестановочных блоков переменного размера и компьютерно-генерируемой последовательности распределения. Распределение будет реализовано с использованием защищенного веб-приложения REDCap для обеспечения сокрытия распределения от персонала, участвующего в сборе и анализе данных.

МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ И НАБОР: Исследование проводится в Группе исследований физиологии упражнений и мышц, Департамент наук о движении, KU Leuven (Лёвен, Бельгия). Набор осуществляется через несколько каналов, включая приглашения по электронной почте, объявления в аудиториях, постеры/флаеры и социальные сети.

ПРОЦЕДУРЫ ОЗНАКОМЛЕНИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИИ: Приблизительно за одну неделю до начала интервенции участники посещают одно ознакомительное занятие для минимизации эффектов обучения и стандартизации процедур при последующих оценках. Ознакомление включает ключевые процедуры тестирования производительности и физиологии, а также инструктаж по использованию исследовательских устройств и дневников. Персонализированный стандартизированный диетический план разрабатывается на три дня, предшествующих каждому периоду оценки, и на дни оценки для улучшения согласованности питания внутри участника во времени и соответствия конкретным требованиям тестов (например, потребление клетчатки, углеводная загрузка, ограничение лактозы/маннитола, где применимо).

ГРУППЫ ИНТЕРВЕНЦИИ - КОНТРОЛЬНАЯ ГРУППА: Участники не выполняют структурированную программу тренировок. Для контроля эффекта ожидания они получают еженедельную контролируемую плацебо-капсулу (1 г гранулированного сахара), представленную как «новый растительный экстракт», предположительно поддерживающий здоровье кишечника и работоспособность. Участников просят поддерживать свои привычные модели упражнений и отслеживать соответствующие поведенческие аспекты в соответствии с инструкциями.

ГРУППЫ ИНТЕРВЕНЦИИ - ГРУППА ТРЕНИРОВОК С УМЕРЕННОЙ НАГРУЗКОЙ: Участники выполняют 8 недель контролируемых тренировок на велотренажере в помещении с последующим 10-дневным периодом снижения нагрузки. Тренировки проводятся на велотренажере с электромагнитным тормозом под наблюдением в исследовательском центре. Еженедельная структура включает четыре сессии в неделю с фиксированной последовательностью типов сессий (тренировка умеренной интенсивности непрерывного характера, высокоинтенсивная интервальная тренировка, тренировка умеренной интенсивности непрерывного характера и спринтерская интервальная тренировка) и прогрессивное увеличение нагрузки согласно стандартизированному плану.

ГРУППЫ ИНТЕРВЕНЦИИ - ГРУППА ТРЕНИРОВОК С ВЫСОКОЙ НАГРУЗКОЙ: Участники выполняют 4 недели, идентичные группе с умеренной нагрузкой, с последующими 4 неделями тренировок с высокой нагрузкой, в которых объем тренировок удваивается по сравнению с MOD за счет увеличения частоты сессий при сохранении того же распределения интенсивности.

НАЗНАЧЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ УПРАЖНЕНИЙ: Интенсивность тренировок индивидуализируется с использованием физиологических порогов, полученных из инкрементального кардиопульмонального нагрузочного теста с измерениями лактата, включая мощность на первом лактатном пороге, втором лактатном пороге и максимальную выходную мощность. Тренировка назначается на основе выходной мощности при педалировании.

ПЕРИОДЫ ОЦЕНКИ: Каждый из четырех периодов оценки охватывает три последовательных дня процедур, проводимых на дому и в исследовательском центре, в стандартизированных условиях и в одно и то же время суток для каждого участника, чтобы ограничить циркадную изменчивость. Оценки интегрируют сбор биологических образцов и мультисистемное фенотипирование, включая кишечные показатели (например, КЦЖК, тестирование целостности кишечного барьера), тесты физической работоспособности, фенотипирование скелетных мышц, кардиометаболическое тестирование, автономные измерения и инструменты самоотчета, относящиеся к восстановлению и психологическому благополучию. Образцы стула собираются дома и хранятся в замороженном виде до передачи в исследовательский центр для хранения в биобанке.

ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ: Биологические образцы, включая кровь, стул, скелетные мышцы, мочу и слюну, маркируются с использованием идентификатора, специфичного для исследования, и хранятся при -20°C или -80°C до анализа и/или будущего использования в соответствии с требованиями институционального биобанка и применимыми нормативными актами.

ОСЛЕПЛЕНИЕ И СНИЖЕНИЕ СМЕЩЕНИЙ: Из-за поведенческого характера интервенции участники не могут быть ослеплены относительно распределения по группам. Для снижения эффекта ожидания контрольная группа получает плацебо-добавку, представленную как влияющую на работоспособность. По возможности оценщики исходов и лабораторный персонал остаются ослепленными относительно распределения по группам во время сбора и анализа данных, хотя частичное раскрытие может происходить из-за ограничений по персоналу.

ОБЪЕМ ВЫБОРКИ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ: Планируемый объем выборки составляет 45 участников (15 на группу) с учетом отсева и основан на соображениях мощности, выведенных из предыдущих данных об ответе фекального бутирата на тренировки на выносливость, учитывая отсутствие надежных данных по людям для первичной конечной точки по циркулирующим КЦЖК на момент планирования. Анализы будут следовать принципам «по намерению лечить». Групповые различия во времени будут оцениваться с использованием моделей анализа ограниченных продольных данных, которые совместно моделируют исходные и последующие измерения, ограничивая равенство средних исходных значений между группами, тем самым предоставляя эквивалентные ANCOVA оценки и учитывая пропущенные данные в предположении случайного пропуска через метод максимального правдоподобия. Для первичных и ключевых вторичных конечных точек запланирована иерархическая стратегия тестирования для контроля ошибки I рода. Анализы чувствительности могут включать анализы «по протоколу», определенные до блокировки базы данных.