咖啡因对水合作用和能量代谢的影响
摄入咖啡因对全身水分、细胞外和细胞内水分分布和能量代谢的影响
这项随机交叉试验的主要目的是描述和比较中等剂量的咖啡因摄入对健康体力活动男性对水合作用和能量代谢的影响,特别是:
- 通过稀释技术评估全身水分及其隔室(细胞内和细胞外),以及通过尿比重评估水合状态;
- 双标水的总能量消耗、间接量热法的静息能量消耗和体力活动能量消耗;
- 日常生活中身体活动的能量消耗,特别是活动的持续时间和强度。
- 如果安慰剂和咖啡因摄入量之间发生变化,则主要结果取决于特定的协变量,即身体成分和饮食摄入量。
研究概览
详细说明
尽管咖啡因对水合状态的影响(通常通过尿比重测试 (USG) 进行评估)已得到广泛研究,但尚未进行研究以使用参考方法分析其对全身水分及其隔室的影响。 此外,由于方法学的限制,咖啡因摄入对水合作用的影响仍然存在一些不确定性,特别是使用不太有效的全身水评估技术、样本量小以及缺乏对潜在混杂因素的控制。 上述信息特别是提到的方法学差距和不充分的实验设计使我们进一步了解中等剂量的咖啡因对非咖啡因消费者的全身水分 (TBW) 及其内部 (ICW) 和细胞外 (ECW) 隔室的影响在短期内(4 天)。 此外,虽然已经研究了咖啡因对能量消耗的影响,但在使用黄金标准和 PA 的客观测量的自由生活条件下,它对身体活动 (PA) 的影响是有限的。 因此,我们还研究了中等剂量咖啡因对静息能量消耗 (REE)、运动能量消耗 (PAEE)、总能量消耗 (TEE) 以及每日久坐时间 (DTSS)、光照时间 (DTSL) 的影响,非肥胖体力活动男性的中度 (DTSM) 和剧烈 (DTSV) 强度活动。 为了克服之前研究中的方法学差距,我们在整个实验试验中评估了饮食摄入量和身体活动的客观测量,以确保保持相同的饮食和身体活动模式。 还分析了咖啡因的影响是否与身体成分无关,通过双能 X 射线吸收测定法评估。
为了进行这项研究,共有 30 名年龄在 20-39 岁之间的不吸烟男性、低咖啡因使用者(<100 毫克/天)[体重 (BM):72.7 ± 8.8 千克;高度:1.77 ± 0.07 m] 在双盲交叉实验设计中遵循随机顺序的两个条件:咖啡因(每天每公斤 BM 5 毫克)和麦芽糊精作为安慰剂,均通过胶囊。 条件持续 4 天,有 3 天的清除期。
在基线(访问 1)、条件 1 结束(访问 2)和条件 2 结束(访问 3)时进行评估。 通过双能 X 射线吸收测定法评估脂肪和无脂肪质量 (FFM)。 TBW 和 ECW 通过稀释技术(特别是氘和溴化物)确定,而 ICW 计算为 TBW 和 ECW 之间的差异(Schoeller 等人,1980 年)。 用 18O 和 2H 标记的水测量人体的总体水分。 美国临床营养杂志 33:2686-2693)。 使用双标记水技术评估 TEE,方法是将两种稳定同位素 2H(氘)和 18O(氧 18)分别以 0.1 克/千克和 1.8 克/千克的体液剂量给药(Schoeller DA,van Santen E,1982 年)。 双标水法测量人体能量消耗。 J Appl Physiol 53:955-959)。 REE 通过间接量热法评估,PAEE 计算为 [TEE-(REE+0.1TEE)]。 加速度计(ActiGraph,GT1M 型号,佛罗里达州沃尔顿堡滩)用于估计 DTSS、DTSL、DTSM 和 DTSV。 用于定义身体活动强度并因此量化 18 岁或以上人群每种强度(久坐、轻度、中等或剧烈)的平均时间的临界值是: 久坐:< 100 次/分钟;光:100-2019 计数/分钟;中度:2,020-5,998 计数/分钟(对应于 3-5.9 MET);剧烈:≥ 5999 计数/分钟(对应于 ≥ 6 MET)(Troiano 等人。 美国的身体活动是通过加速度计测量的。 医学科学体育锻炼。 2008;40:181-8)。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
-
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-
Lisbon、葡萄牙、1495-688
- Faculty of Human Kinetics
-
-
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准:
- 男性
- 18-39岁
- 体重指数介于 18.5 和 29.9 kg/m2 之间
- 受试者必须没有任何重大疾病,并保证一般健康状况
排除标准:
- 吸烟者
- 服用可能会影响水合状态的药物或膳食补充剂
- 身体成分或能量消耗调节
- 咖啡因摄入量 > 100 毫克/天
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:预防
- 分配:随机化
- 介入模型:跨界
- 屏蔽:双倍的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的:咖啡因
以随机顺序干预咖啡因
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5 毫克/千克体重(胶囊),每天两次(早上和下午),持续 4 天。
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PLACEBO_COMPARATOR:安慰剂
以随机顺序给药的安慰剂(麦芽糊精)
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麦芽糊精(5 毫克/千克体重),每天两次,持续 4 天
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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从基线到每个实验条件(安慰剂或咖啡因)的全身水分 (TBW)、细胞外水分 (ECW)、细胞内水分 (ICW) 和水合状态的变化
大体时间:第 0 天、第 4 天和第 11 天
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使用稳定的 Hydra 气体同位素比质谱仪(PDZ,Europa Scientific,Crewe,United Kingdom)通过氘稀释评估 TBW。ECW 通过溴化钠稀释法评估。
ICW 计算为 TBW 和 ECW 之间的差异。
水合状态是根据折光仪(Urisys 1100 尿液分析仪,Roche,葡萄牙)测量的尿液比重(USG)确定的
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第 0 天、第 4 天和第 11 天
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每种实验条件(安慰剂或咖啡因)之间的总能量消耗 (TEE)、静息能量消耗 (REE) 和体力活动能量消耗 (PAEE) 的变化
大体时间:第 4 天和第 11 天
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TEE 通过双标水技术评估,REE 通过间接量热法评估,PAEE 计算为 PAEE= TEE - (0.1xTEE + REE),假设 10% 的 TEE 是由于食物的生热效应
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第 4 天和第 11 天
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每种实验条件(安慰剂或咖啡因)之间每天在久坐活动 (DTSS)、轻度活动 (DTSL)、适度活动 (DTSM) 和剧烈活动 (DTSV) 上花费的时间的变化
大体时间:第 4 天和第 11 天
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DTSS、DTSL、DTSM 和 DTCV 通过加速度计使用基于特定计数/分钟间隔的截止值进行评估
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第 4 天和第 11 天
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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从基线到每种情况(安慰剂或咖啡因)的身体成分变化
大体时间:第 0 天、第 4 天和第 11 天
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通过双能 X 射线吸收测定法 (DXA) 评估身体成分
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第 0 天、第 4 天和第 11 天
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每种情况(安慰剂和咖啡因)之间膳食摄入量(能量和常量营养素)的变化
大体时间:第 4 天和第 11 天
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使用 24 小时膳食记录评估膳食摄入量。
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第 4 天和第 11 天
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Analiza M Silva, PhD、Faculty of Human Kinetics, Technical University of Lisbon
出版物和有用的链接
一般刊物
- Silva AM, Armada-da-Silva P, Sardinha LB, Júdice PB, Magalhães JP, Matias CN & Santos DA. Efeitos da ingestão de cafeína na água corporal total, distribuição de fluidos intra e extracelulares e no dispêndio energético. A Report for the Institution of Hydration and Health, In press.
- Júdice PB (2011). Determinant Factors on hydration status assessed by Urine Specific Gravity: accuracy of technical procedures and effect of caffeine ingestion. Master's Degree Thesis. Faculty of Human Kinetics-Technical University of Lisbon, Cruz-Quebrada.
- Magalhães JP, Santos DA, Silva AM, Matias CN, Júdice PB, Quintas IC, Sardinha LB (2011). Total energy expenditure: combined heart rate and motion sensor vs uni-axial accelerometry models Book of abstracts of the International conference on Recent Advances and Controversies in Measuring Energy Metabolism, pp 106.
- Quintas IC, Santos DA, Matias CN, Silva AM, Gobbo, LA, Gonçalves EM, Magalhães JP, Júdice PB, Sardinha LB (2011). Does caffeine intake affect resting energy expenditure? Book of abstracts of the International conference on Recent Advances and Controversies in Measuring Energy Metabolism, pp 104.
- Júdice PB, Silva AM, Magalhães JP, Matias CN, Santos DA, Armada-da-Silva P, & Sardinha LB. Does caffeine intake increases energy expenditure and habitual physical activity? A double-blind randomized crossover trial. Medicine and Science in Sports and Exercise. In Review.
- Silva AM, Santos DA, Matias CN, Judice PB, Magalhaes JP, Ekelund U, Sardinha LB. Accuracy of a combined heart rate and motion sensor for assessing energy expenditure in free-living adults during a double-blind crossover caffeine trial using doubly labeled water as the reference method. Eur J Clin Nutr. 2015 Jan;69(1):20-7. doi: 10.1038/ejcn.2014.51. Epub 2014 Apr 2.
- Judice PB, Matias CN, Santos DA, Magalhaes JP, Hamilton MT, Sardinha LB, Silva AM. Caffeine intake, short bouts of physical activity, and energy expenditure: a double-blind randomized crossover trial. PLoS One. 2013 Jul 15;8(7):e68936. doi: 10.1371/journal.pone.0068936. Print 2013.
- Silva AM, Judice PB, Matias CN, Santos DA, Magalhaes JP, St-Onge MP, Goncalves EM, Armada-da-Silva P, Sardinha LB. Total body water and its compartments are not affected by ingesting a moderate dose of caffeine in healthy young adult males. Appl Physiol Nutr Metab. 2013 Jun;38(6):626-32. doi: 10.1139/apnm-2012-0253. Epub 2013 Jan 15.
- Judice PB, Magalhaes JP, Santos DA, Matias CN, Carita AI, Armada-Da-Silva PA, Sardinha LB, Silva AM. A moderate dose of caffeine ingestion does not change energy expenditure but decreases sleep time in physically active males: a double-blind randomized controlled trial. Appl Physiol Nutr Metab. 2013 Jan;38(1):49-56. doi: 10.1139/apnm-2012-0145. Epub 2013 Jan 18.
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