香蕉品种与运动表现和恢复
不同碳水化合物和酚类含量的香蕉对运动表现和恢复的影响
在北卡罗来纳研究园区 (NCRC) 的阿巴拉契亚州立大学 (ASU) 人类绩效实验室之前的一项研究中,研究人员表明,骑自行车的人每 15 分钟摄入约半个香蕉和水,骑行速度可提高 75 公里(5% ) 比单独用水。 香蕉中的多酚(即植物中对健康有益的化学物质)提高了抵抗氧化应激的能力,糖分降低了运动后的炎症。 然而,骑自行车的人报告说,由于食用了大量的香蕉,有些肠胃不适。 本研究的赞助商 Dole Foods 拥有一个香蕉系列,其中包括许多不同的品种,包括迷你香蕉,其糖分 (50%) 和酚类物质 (63%) 的含量高于商店中出售的典型香蕉 (Cavendish)。 因此,与 Cavendish 香蕉相比,运动员应该从更小体积的 Mini 中体验到类似的性能优势,并减少胃肠道症状。 如果研究结果令人满意,Dole Foods 可能会将迷你香蕉作为“运动”香蕉进行营销。
本研究的目的是比较摄入迷你香蕉和卡文迪什香蕉与等热量、仅含糖的饮料或水对 75 公里自行车性能和运动后氧化能力和压力、炎症、免疫功能、肌肉损伤和酸痛以及胃肠道症状。
研究概览
详细说明
研究程序将在人类绩效实验室(人类健康研究所大楼 1201 室,600 Laureate Way)进行,该实验室由位于北卡罗来纳州坎纳波利斯的北卡罗来纳研究园区 (NCRC) 的阿巴拉契亚州立大学运营。 参与者将来到这里进行定向/基线测试,然后进行 4 次运动测试(每次包括两次额外的实验室访问,以提供 1 天和 2 天早上 7:00 恢复血液样本)(因此总共进行 13 次实验室访问)。 参与者将被要求在人类绩效实验室自愿参加这项研究的总时间约为 35 小时(7 至 8 周)。
定向和基线测试:
在第一次 75 公里自行车计时赛前一到两周,参与者将向 NCRC 人类表现实验室报告以进行定向/基线测试。 将筛选参与者以验证心血管疾病的“低风险”状态,并提供自愿同意。 人口统计和培训历史将通过问卷调查获得。
参与者将使用 Lodi 自行车测力计测试 VO2max(即最大耗氧量)。 VO2max 测试的目的是确定最大运动能力。 时间承诺约为30至60分钟,参加者将穿着运动服和运动鞋,以便在剧烈运动时自由活动。 参加者将在测试前 3 小时休息、营养良好和补充水分,并避免饮酒、咖啡因和烟草。 参加者将在测试当天避免剧烈运动或锻炼,并在测试前向测试人员报告正在使用的任何药物。 测试将从几分钟的运动热身期开始,然后参与者将在逐渐增加的负荷下踩踏板。 测试将一直持续到参与者变得疲倦并决定停止,或其他症状阻止进一步运动。 腿部疲劳和呼吸困难都是参与者可能会遇到的常见疲劳感。 在测试期间,参与者将戴上可以分析呼出空气的面罩,以及用于监测心率的胸带。 参与者将在测试期间通过使用感知的运动图表来指示运动的感觉,从而与实验室人员进行交流。
身体脂肪百分比将使用 BodPod 进行测量。 参与者将穿着紧身泳衣坐在 BodPod 内约 10 分钟,同时计算身体脂肪。
75 公里自行车计时赛:
A. 3 天前 75 公里自行车准备:在每次 75 公里自行车试验前的 3 天内,参与者将逐渐减少运动训练(就像准备比赛一样)并摄入适度碳水化合物饮食列出限制高脂肪食物和可见脂肪。 参与者将记录 3 天内的所有食物和饮料摄入量,并使用计算机化饮食分析软件系统评估营养摄入量。 参与者将把食物日志带到每个运动实验室课程中。
B. 测试程序:参与者将在隔夜禁食状态(至少 9 小时,除了水以外没有任何食物或饮料)在早上 7:00 来实验室四次,并完成 75 次循环时间试验(至少相隔两周) 在四种不同的条件下(随机顺序、交叉):仅水(WAT);卡文迪许香蕉和水 (BAN);迷你香蕉和水 (SPORT-BAN); 6% 碳水化合物饮料 (SUGAR)。
- 上午 7:00:将通过插入手臂静脉的针头(约 35 毫升或 2.5 汤匙)采集血样。 将对大腿肌肉进行超声波扫描,以测量运动前的肌糖原水平。 将通过连接到通用电气 LOGIQ-e 超声机(GE Healthcare,Milwaukee,WI)的光滑探头扫描大腿的一侧。 参与者将仰卧,露出大腿上的皮肤。 在运动测试之前将获得三个基线扫描(每个需要 10 秒),然后在运动后再次扫描该肌肉三次。 将使用一个简单的问卷来指示肌肉酸痛 (DOMS)。 参与者将完成症状日志,其中包括有关消化和心理健康的问题(胃灼热、腹胀、腹泻、恶心、能量水平、注意力集中等)。 参与者将使用 12 点李克特量表表示响应,其中 1 表示“完全没有”,6 表示“中等”,12 表示“非常高”。
- 上午 7:10:单独摄入 5 毫升/千克水(约 1.5 杯),或糖饮料,或水(5 毫升/千克)和 BAN 或 SPORT-BAN(调整体积以提供每千克体重 0.4 克碳水化合物) (约两杯含糖饮料、一根卡文迪什香蕉或 1.5 根迷你香蕉)。
早上7:30:开始75公里自行车计时赛。 参赛者要尽快完成 75 公里的课程。
- 参与者将在 CompuTrainer Pro 型号 8001 训练器(RacerMate,西雅图,华盛顿州)上使用自己的自行车。
- 将使用 CompuTrainer 软件系统使用中等难度的 75 公里山区路线。
- 每 30 分钟记录一次心率和自觉运动等级 (RPE),并使用 CompuTrainer MultiRider 软件系统(3.0 版,RacerMate,西雅图,华盛顿州)持续监测工作负荷(瓦特)。
- 在骑行 16 公里和 55 公里后(通过与基线测试期间类似的面罩),将使用 Cosmed 代谢推车测量耗氧量、二氧化碳产生量和通气量。 在整个 75 公里的自行车计时赛中,将使用最大瓦特的百分比来监控性能,以确保全力以赴。
- 参与者将每 15 分钟消耗 3 毫升/千克水(例如,75 公斤骑自行车的人大约喝一杯)。
- 在 75 公里的计时赛中,参与者将每 15 分钟摄入 0.2 克碳水化合物/公斤体重的 BAN、SPORT-BAN 或 SUGAR 饮料。 对于体重 75 公斤的自行车手,每 15 分钟摄入量大约为 0.5 根卡文迪什香蕉,略低于一根迷你香蕉,或一杯含糖饮料。 香蕉将在适当的成熟阶段(相当于第六阶段)由 Dole Foods 提供。 SUGAR 饮料将由 Dole Foods 制备,每升含 60 克糖,使用与卡文迪什香蕉相同的糖分。
- 自行车计时赛期间不允许使用其他含有能量或营养的饮料或食物。
~10:00-11:30 am:运动后即刻,0.75-h,1.5-h 恢复血样;午餐
- 完成 75 公里计时赛后,将立即从手臂静脉采集血样,然后在运动后 0.75 小时和 1.5 小时采集血样。 参与者将被允许在设施内淋浴和更衣。
- 运动后将立即进行肌糖原水平超声波扫描。
- 运动后,参与者将立即完成症状日志。
- 参与者将在运动后立即和运动后 1.5 小时使用 DOMS 问卷表明肌肉酸痛。
- 除了水(运动后 1.5 小时内 7 毫升/千克或大约两杯)外,参与者不会摄入任何食物或饮料。
- 收集 1.5 小时恢复血样后,参与者将摄入调整为 12 kcal/kg 体重的膳食。 这顿饭将由都乐食品公司准备,包括烤鸡、米饭、玉米、青豆、盐和水。
~11:30 am 至 2:30 pm:3 小时和 4.5 小时恢复
- 额外的血液样本将在运动后 3 小时和 4.5 小时收集。 在此期间,参与者将在实验室安静休息。
- DOMS 问卷将在运动后 4.5 小时进行。
- 除水(每小时 7 毫升/千克)外,参与者不得摄入任何食物或饮料。
- 下午 2:30 左右,参与者将被允许离开实验室,并被指示遵守食物清单要求,并保持运动训练强度适中,每天持续时间不超过 1.5 小时。
- 上午 7:00:21 小时和 45 小时恢复样本(两个早上之后) • 参与者将在接下来的两个早上早上 7:00 左右(约 21 小时和 45 小时)以禁食状态返回实验室完成 75 公里计时赛后)。 血液样本和对 DOMS 问卷的回答将在两次实验室访问时收集。
将分析血液样本的肌肉损伤标志物、炎症和氧化应激指标(使用血液水平和基因表达)以及免疫功能。 存储的样本将使用一种称为代谢组学的特殊方法来测量数百种生化物质的运动后变化,等待额外的赞助商资助。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
-
-
North Carolina
-
Kannapolis、North Carolina、美国、28081
- Human Performance Lab, North Carolina Research Campus
-
-
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:
- 身体健康,没有已知的心血管疾病、糖尿病或癌症。
- 非吸烟者。
- 定期参加公路比赛(1 至 5 类)和/或能够在实验室环境中骑自行车 75 公里(在 CompuTrainer 训练系统上使用自己的自行车)。
- 同意正常训练,保持体重,避免经常使用大剂量维生素和矿物质补充剂、草药和影响炎症和免疫功能的药物(特别是 Advil、Motrin、阿司匹林和类似的抗炎药) 7 至 8 周的研究持续时间。 如有疑问,请与研究经理讨论补充剂/药物的使用。
- 使用美国运动医学学院筛查问卷归类为“低风险”。
排除标准:
- 无法遵守学习要求。
- 主要研究者 (PI) 认为会妨碍参与本研究或干扰依从性的任何其他并发情况。
- 当前诊断为心血管疾病、糖尿病或癌症(非黑色素瘤皮肤癌除外)。
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:治疗
- 分配:随机化
- 介入模型:交叉作业
- 屏蔽:无(打开标签)
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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有源比较器:水
干预,水和无香蕉碳水化合物:在 75 公里骑行期间每 15 分钟消耗 3 ml/kg 水
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只有水没有碳水化合物
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实验性的:迷你香蕉
干预,香蕉碳水化合物:在 75 公里骑行期间,每 15 分钟摄入 0.2 克碳水化合物/公斤体重的迷你香蕉和 3 毫升/公斤水
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摄入含有较高酚类物质和碳水化合物浓度的迷你香蕉
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实验性的:卡文迪什香蕉
干预,香蕉碳水化合物:在 75 公里骑行期间,每 15 分钟从卡文迪什香蕉中摄取 0.2 克碳水化合物/公斤体重和 3 毫升/公斤水
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摄取卡文迪什香蕉(普通香蕉)
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实验性的:6%糖饮料
干预:含糖饮料中的纯香蕉碳水化合物;在 75 公里的骑行过程中,每 15 分钟从含糖量为 6% 的饮料中摄入 0.2 克碳水化合物/公斤体重(每升含 60 克糖,使用与卡文迪什香蕉相同的糖分)
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摄入含有与香蕉相同的葡萄糖和果糖成分的 6% 糖饮料
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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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炎性细胞因子总血浆浓度的变化
大体时间:运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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五种炎性细胞因子[单核细胞趋化蛋白-1 (MCP-1)、肿瘤坏死因子 α (TNFα)、IL-6、IL-8 和 IL-10] 的总血浆浓度将使用基于电化学发光的固相测定三明治免疫测定法(Meso Scale Discovery,Gaithersburg,MD,USA)。
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运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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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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血清肌红蛋白浓度的变化
大体时间:运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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肌肉损伤标记
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运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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肌肉糖原浓度的变化
大体时间:运动前和运动后(0 小时)
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使用超声波改变肌糖原
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运动前和运动后(0 小时)
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从简短的问卷调查中自我报告的胃肠道和精神症状的变化
大体时间:运动前和运动后(0 小时)
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胃肠道和精神症状,1-12 Likert 量表
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运动前和运动后(0 小时)
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血浆中铁还原能力(FRAP)浓度的变化
大体时间:运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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血浆总抗氧化能力
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运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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氧化低密度脂蛋白血浆浓度的变化
大体时间:运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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氧化应激
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运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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血液自然杀伤细胞活性的变化
大体时间:运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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先天免疫措施
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运动前和运动后(0、0.75、1.5、3.0、4.5、21、45 小时)
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:David C. Nieman, DrPH、Appalachian State University, North Carolina Research Campus
出版物和有用的链接
一般刊物
- Nieman DC, Gillitt ND, Sha W, Meaney MP, John C, Pappan KL, Kinchen JM. Metabolomics-Based Analysis of Banana and Pear Ingestion on Exercise Performance and Recovery. J Proteome Res. 2015 Dec 4;14(12):5367-77. doi: 10.1021/acs.jproteome.5b00909. Epub 2015 Nov 23.
- Nieman DC, Gillitt ND, Chen GY, Zhang Q, Sakaguchi CA, Stephan EH. Carbohydrate intake attenuates post-exercise plasma levels of cytochrome P450-generated oxylipins. PLoS One. 2019 Mar 18;14(3):e0213676. doi: 10.1371/journal.pone.0213676. eCollection 2019.
- Nieman DC, Gillitt ND, Sha W, Esposito D, Ramamoorthy S. Metabolic recovery from heavy exertion following banana compared to sugar beverage or water only ingestion: A randomized, crossover trial. PLoS One. 2018 Mar 22;13(3):e0194843. doi: 10.1371/journal.pone.0194843. eCollection 2018.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (估计)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
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