Abstract

fundal

Aportul alimentar adecvat este important pentru promovarea adaptării și prevenirii leziunilor musculo-scheletice ca răspuns la volume mari de antrenament fizic, cum ar fi instruirea inițială de intrare în armată (IET). Scopul acestui studiu a fost de a evalua volumul de antrenament și aportul alimentar și de a estima echilibrul energetic la soldații IET ai armatei.

Metode

Aportul alimentar a fost evaluat prin colectarea jurnalelor de dietă pentru trei mese în fiecare din cele trei zile non-consecutive în prima săptămână a IET. Volumul de antrenament a fost măsurat pe parcursul a 13 săptămâni de antrenament folosind accelerometre Actigraph wGT3X. Intensitatea antrenamentului a fost clasificată folosind mărimea vectorului Sasaki cu trei puncte tăiate. Estimările cheltuielilor de energie au fost calculate în timpul săptămânilor a doua și a treia de antrenament folosind ecuația Harris-Benedict modificată și prin estimarea cheltuielilor de energie activă utilizând echivalenți metabolici pentru fiecare clasificare a activității fizice. Toate datele sunt prezentate ca medie ± deviație standard.

Rezultate

Un total de 111 soldați bărbați (ht. = ± 173 ± 5,8 cm, vârsta = 19 ± 2 ani, masa = 71,6. ± 12,4 kg) au completat jurnalele de dietă și au fost monitorizați cu Actigraphs. Soldații IET au efectuat în medie 273 ± 62 min scăzut, 107 ± 42 min moderat, 26 ± 22 min viguros și 10 ± 21 min de activitate fizică intensă foarte viguroasă zilnic pe parcursul a 13 săptămâni. Cheltuielile energetice totale zilnice estimate au fost în medie de 3238 ± 457 kcals/zi în săptămânile două și trei din IET. Comparativ cu aportul caloric din prima săptămână, a existat un deficit caloric de 595 ± 896 kcals/zi în medie în săptămânile două și trei din IET. Analiza de regresie a arătat că greutatea corporală a fost un predictor semnificativ pentru echilibrul energetic negativ (adj. R2 = 0,54, p

fundal

Instruirea inițială de intrare (IET) este un program de instruire militară care solicită mental și fizic, conceput pentru a transforma civilii în soldați. Transformarea de la civil la soldat a devenit mai provocatoare pe măsură ce capacitatea soldaților IET de a răspunde și de a se adapta la IET a scăzut în ultimele decenii. Populația americană a devenit mai puțin activă datorită schimbărilor factorilor de stil de viață, cum ar fi creșterea timpului de ecranare în locul activității fizice, reducerea locurilor de muncă active fizice și transportul activ redus (de exemplu, mersul pe jos, mersul pe bicicletă) [1]. În consecință, nivelurile de fitness ale civililor care intră în IET sunt mai scăzute, dovadă fiind creșterea ratelor de eșec la evaluarea inițială a aptitudinii IET [2]. S-a dovedit că o formă fizică mai scăzută este un predictor important al leziunilor musculo-scheletice (MSI) [2,3,4,5,6]. Sănătatea soldaților și pregătirea pentru forță sunt puternic afectate de MSI, doar MSI în timpul IET estimând că va costa SUA aproximativ 384 milioane dolari pe an [2, 7].

Soldații efectuează pregătire de fitness fizic organizat, precum și activitate fizică ocupațională pentru a îmbunătăți capacitatea fizică și a învăța abilități de soldat în timpul IET [8,9,10]. Antrenamentul de fitness fizic organizat este conceput pentru a expune soldații IET la creșterea progresivă a nivelurilor de antrenament fizic pentru a îmbunătăți rezistența și forța [9]. Activitatea fizică ocupațională constă în exerciții tactice și de supraviețuire care vor permite soldaților IET să îndeplinească sarcinile necesare pentru finalizarea misiunilor de succes. Aceste eforturi fizice și cognitive trebuie alimentate în mod adecvat pentru a optimiza performanțele soldaților IET.

Creșterile rapide ale volumului și intensității antrenamentelor au fost legate de rate mai mari ale MSI [11]. Puține investigații au cuantificat volumul general de antrenament, inclusiv activitatea fizică ocupațională. Un studiu [12] a cuantificat pașii și distanța parcursă de soldați în timpul IET și a observat că cei care au mers mai mult în timpul antrenamentului de luptă de bază au avut un risc mai mare de leziuni musculo-scheletice. Până în prezent, doar un singur studiu [13] a investigat intensitatea antrenamentului în IET. Cu toate acestea, monitoarele au fost îndepărtate la cină, subestimând probabil volumul de antrenament.

Aportul alimentar trebuie să corespundă volumului de antrenament pentru a alimenta cerințele fiziologice. Energia inadecvată dăunează sănătății oaselor [14, 15], sănătății imune [16, 17], performanței cognitive [18, 19], precum și performanțelor de efort în populațiile active fizic [20, 21]. Cercetările efectuate cu privire la nevoile dietetice ale indivizilor activi s-au concentrat în primul rând pe populația de antrenament de putere sau rezistență. Soldații IET sunt obligați să completeze forța, puterea, rezistența și antrenamentul funcțional. Acest lucru sugerează că soldații IET au nevoi unice de alimentare datorită varietății mari în intensitatea și durata antrenamentului. Soldații IET necesită probabil necesități mai mari de proteine ​​ale sportivilor de forță și putere, precum și necesități mai ridicate de carbohidrați și grăsimi ale sportivilor de rezistență.

Înțelegerea clară a volumului de antrenament și a consumului de hrană al soldaților IET este esențială pentru asigurarea succesului antrenamentului. Cu toate acestea, puține studii până în prezent au examinat aceste zone în mediul IET și niciunul nu a examinat ambii factori împreună la soldații IET. Astfel, obiectivele principale ale acestui studiu au fost: 1) cuantificarea volumului total de instruire; 2) determina aportul alimentar; și 3) estimarea bilanțului energetic la soldații care participă la IET. Scopurile secundare au fost de a determina modul în care aportul alimentar al soldaților IET se compară cu recomandările nutriționale actuale pentru persoanele active [22] și de a determina dacă dimensiunea corpului este un predictor al echilibrului energetic. Am emis ipoteza că soldații IET ar fi într-un bilanț energetic negativ și ar consuma un aport alimentar inadecvat. De asemenea, am emis ipoteza că soldații IET cu o masă corporală mai mare ar fi expuși unui risc mai mare de echilibru energetic negativ.

Metode

Aprobare etică

Comitetul de revizuire instituțională a Universității Auburn, Comitetul de revizuire instituțională al armatei și directorul Direcției de cercetare și analiză Centrul armatei au aprobat procedurile de studiu. Pentru includere, participanții trebuiau să aibă vârsta de cel puțin 18 ani, sănătoși, fără boală aparentă sau MSI, și să participe la IET. Potențialii participanți interesați dintr-o unitate de instruire au primit o explicație verbală a studiului de la echipa de studiu și au dat acordul scris. O sută unsprezece bărbați soldați IET (medie ± SD: vârstă: 19 ± 2 ani, înălțime: 173 ± 5,8 cm, masă: 72,2 ± 12,5 kg) dintr-o unitate de instruire a soldaților IET la Fort Benning, Georgia s-au oferit voluntari pentru această investigație.

Design de studiu

Acest studiu a durat 14 săptămâni. Analiza dietei și informațiile despre masa corporală au fost colectate în prima săptămână a IET. Datele despre activitatea fizică au fost colectate zilnic începând cu săptămâna a doua și continuând cu sfârșitul săptămânii 14 de formare IET.

Măsurarea masei corporale

Măsurile antropometrice au fost efectuate într-o stare de post înainte de antrenamentul fizic dimineața și micul dejun în dimineața zilei a treia a IET. Greutatea specifică urinei a fost evaluată în dimineața testării cu ajutorul unui refractometru portabil (manual, Atago, Tokyo, Japonia) pentru a se asigura că participanții au fost hidrați corespunzător (USG sub 1,03) [23]. Înălțimea și greutatea au fost înregistrate la soldații IET purtând doar pantaloni scurți, șosete și lenjerie de corp pentru antrenament fizic, folosind o scară profesională Health-O-Meter (Model 500KL, Sunbeam Products, Inc. Boca Raton, FL, SUA).

Jurnale de dietă

Aportul alimentar a fost înregistrat după fiecare masă în trei zile non-consecutive (marți, joi și sâmbătă) în prima săptămână completă a IET. Meniurile cu alimente din localul de luat masa în stil cafenea care servesc soldații IET au fost folosite pentru a crea jurnale alimentare specifice (fișier suplimentar 1) care conțin produse alimentare specifice mesei și dimensiuni de servire pentru fiecare produs alimentar. Personalul studiului a oferit îndrumări privind identificarea alimentelor și cuantificarea porțiilor înainte de prima masă înregistrată. Elementele de pe salate și fructe au fost măsurate în unități legate de mărimea mâinilor, în timp ce articolele enumerate în mod explicit în meniul facilității de luat masa au fost măsurate în mărimi de servire standardizate (de exemplu, lingură de Lasagna). Pentru a ajuta participanții, a fost furnizat un document care conținea reprezentări scrise și vizuale ale relațiilor dintre dimensiunile porțiilor de mâncare în raport cu mâna. Soldații IET au fost rugați să înconjoare produsul alimentar și porția pe care au consumat-o. Un membru al echipei de cercetare sa întâlnit cu participanții la cazarma companiei imediat după fiecare masă pentru a administra și a obține jurnalele de dietă.

Analiza jurnalului de dietă

Evaluarea activității fizice

Am estimat cheltuielile de energie de repaus (REE) folosind ecuația Harris-Benedict modificată [40]:

Cheltuielile totale de energie au reprezentat suma REE și AEE. Bilanțul energetic a fost estimat prin scăderea aportului caloric al fiecărui participant din cheltuielile totale estimate de energie; valorile negative sau pozitive indică respectiv un deficit caloric sau un surplus.

Prezentarea datelor și analiza statistică

Având în vedere că acest studiu a fost în mare parte observațional, datele privind consumul de alimente, activitatea fizică și bilanțul energetic au fost prezentate ca valori medii ± deviație standard și nu au fost efectuate teste statistice pentru aceste valori. Aportul alimentar în timpul meselor a fost evaluat folosind măsuri repetate ANOVA. Testele t probe perechi au fost utilizate pentru a evalua efectul principal simplu al timpului și testele t probe independente pentru a evalua efectul principal simplu al grupului atunci când s-au găsit interacțiuni semnificative de grup după timp. Normalitatea reziduurilor a fost testată folosind testul Shapiro-Wilks și Komolgorov-Smirnov. Sfericitatea a fost evaluată folosind testul lui Maulchy. În timpul testelor pentru normalitatea reziduurilor pentru aportul alimentar, o masă a fost stabilită ca fiind un valoric atestat și a fost eliminată din analiză, deoarece aportul de calorii al participantului a fost de aproximativ 3500 cal pentru o masă, care a fost de 2,5 ori mai mare decât următoarea sa cea mai apropiată masă (1427 cal ). Regresia liniară a fost utilizată pentru a determina dacă greutatea corporală a fost un predictor semnificativ al echilibrului energetic negativ. Greutatea corporală a fost centrată în medie (greutatea corporală a participanților - media (greutatea corporală)) a fost utilizată ca predictor pentru echilibrul mediu al energiei în timpul săptămânilor două și trei ale IET. Pentru testarea probabilității, semnificația statistică a fost stabilită la p

Rezultate

Date despre activitatea fizică

Datele despre activitatea fizică sunt prezentate în Fig. 1. În medie, soldații IET au petrecut aproximativ 273 ± 62 min în lumină, 107 ± 42 min în mod moderat, 26 ± 22 min în intensă și 10 ± 21 min în activitate fizică cu intensitate foarte viguroasă pe zi în săptămânile 2-14 ale IET. Volumul de antrenament în timpul fazei roșii a fost în medie de 284 ± 54 min în lumină, 114 ± 34 min în moderat, 28 ± 21 min în activ și 12 ± 17 min în activitatea fizică foarte viguroasă. Software-ul Actilife a estimat că monitoarele de activitate nu au fost purtate (timp fără uzură) în medie 322 min pe zi. Acest timp fără uzură a fost corelat invers cu timpul petrecut în intensitatea luminii (corelație moderată: - 0,51) și intensitatea moderată (corelație mică: - 0,33). Prin urmare, în săptămânile în care timpul de uzură a fost mai mic, nivelurile de activitate fizică pot fi subestimate. Soldații IET au avut o medie de 13 569 ± 5197 pași pe zi în timpul IET.

antrenament

Rezumatul volumului de instruire în IET. Activitatea fizică totală (suma timpului petrecut în: intensitate ușoară, moderată, viguroasă și foarte viguroasă) este reprezentată de coloane și timpul petrecut în fiecare clasificare a activității fizice este reprezentat de linii. Datele sunt prezentate în minute în medie în fiecare săptămână de antrenament

Aport alimentar

Aportul mediu de macronutrienți este prezentat în Fig. 2. Soldații IET au consumat în medie 2644 ± 639 cal pe zi în prima săptămână. Aportul a variat între 1211 și 4228 cal pe zi. Atunci când se compară aportul de energie între mese, comparația statistică utilizând măsuri repetate ANOVA a relevat un efect principal semnificativ al mesei cu aport caloric cel mai mare la micul dejun cu un aport mediu de 1013 ± 273 cal, urmat de cină 813 ± 225 cal și prânz 769 ± 201 cal (F = 69,1, p FIG. 2

Rezumatul aportului alimentar la soldații IET. Aportul caloric (calorii pe zi), indivizii care nu au respectat recomandarea au fost cei care se aflau într-un bilanț energetic negativ; Proteine, recomandare ≥1,5 g/kg greutate corporală; Carbohidrați, recomandare ≥6 g/kg greutate corporală; Consumul total de grăsimi ≥25% kcal, reprezintă aportul de macronutrienți al soldaților IET în comparație cu aportul recomandat pentru persoanele active [22]

Aproximativ 49/111 de participanți au consumat mai puțin de 1,5 g/kg de greutate corporală pe zi, iar 78/111 au consumat mai puțin decât 6 g/kg de carbohidrați pe zi. Aproximativ 103/111 au atins limita inferioară a aportului de grăsimi din dietă (care reprezintă 25% din aportul total de calorii din grăsimi).

Bilanțul energetic

Cheltuielile cu energia au fost estimate folosind cea mai conservatoare valoare MET asociată cu fiecare clasificare a activității fizice (lumină = 2 MET, moderată = 3 MET, viguroasă = 6 MET, foarte viguroasă = 9 MET). Figura 3 rezumă echilibrul energetic în timpul fazei roșii a IET când valorile cele mai scăzute ale MET, media MET (ușoară = 2,5 MET, moderată = 4,5 MET, viguroasă = 7,5 MET, foarte viguroasă = 9 MET) și MET ridicată (ușoară: 2,99 MET, moderată = 5,99, Vigorous = 8,99, Foarte Vigorous = 9) valori asociate cu fiecare clasificare a activității fizice. Cheltuielile totale energetice totale au fost estimate la 3238 ± 457 în timpul fazei roșii (săptămâna a doua: 3107 ± 415, săptămâna a treia: 3371 ± 461). Cheltuielile de energie de repaus au fost estimate la 1777 ± 185, iar cheltuielile de energie activă au fost de 1461 ± 286 (săptămâna a doua: 1329 ± 231, săptămâna a treia: 1593 ± 276) kcal kcal/zi în medie în faza roșie a IET. În medie, 71% din IET (săptămâna a doua: 66%, săptămâna a treia: 77%), soldații au fost clasificați ca fiind în bilanț negativ de energie net în timpul fazei roșii. Bilanțul energetic mediu a fost - 595 ± 896 kcal/zi în timpul fazei roșii a IET pe baza aportului alimentar din prima săptămână. Analiza de regresie a arătat că greutatea corporală a fost un predictor semnificativ pentru echilibrul energetic negativ (adj. R 2 = 0,54, p FIG. 3

Estimarea bilanțului energetic în timpul fazei roșii a IET. Bilanțul energetic este prezentat folosind trei valori MET diferite legate de fiecare clasificare a activității fizice. Scăzut, (ușor = 2, moderat = 3, viguros = 6). Mijlocie, (ușoară = 2,5, moderată = 4,5, viguroasă = 7,5); Mare, (ușoară = 2,99, moderată = 5,99, viguroasă = 8,99) Foarte viguroasă a fost de 9 MET în toate estimările

Discuţie

Aportul de proteine ​​este crucial pentru furnizarea de grupuri de aminoacizi care să susțină adaptările celulare ale mușchilor scheletici, cum ar fi hipertrofia [54], schimbarea proteinelor mitocondriale [55, 56], repararea leziunilor musculare cauzate de antrenament [57, 58], sănătatea oaselor, 60.61] și performanțe îmbunătățite [22]. În medie, soldații IET au consumat mai mult decât limita inferioară de 1,2 g/kg pentru proteine. Cu toate acestea, aproximativ 44% dintre soldații IET au consumat mai puțin de 1,5 g/kg de aport recomandat de proteine ​​pe zi, ceea ce se crede că este o estimare mai precisă a necesităților de proteine ​​pentru antrenamentul de rezistență și rezistență [22, 62, 63]. În plus, necesarul de proteine ​​pentru persoanele active poate crește la 2-3 g/kg de greutate corporală pe zi atunci când se antrenează în timpul restricționării energiei [64]. Acest lucru sugerează că, deși soldații IET au consumat peste limita inferioară pentru aportul zilnic de proteine, aceștia consumă probabil cantități inadecvate de proteine ​​din cauza cerințelor de instruire și a restricțiilor de energie cu care se confruntă soldații în timpul IET.

Dietele bogate în carbohidrați sunt asociate cu o creștere a puterii [65, 66], un timp prelungit până la epuizare [67] și creșteri generale ale performanței la efort [66]. Raportăm că aproximativ 50% dintre soldații IET nu au consumat mai mult de 5 g/kg și 70% nu au îndeplinit limita inferioară (6 g/kg) a recomandărilor pentru carbohidrați pentru persoanele care participă la niveluri ridicate de activitate fizică [22] . În schimb, 93% dintre soldații IET au îndeplinit recomandarea inferioară de 25% din aportul total de calorii din grăsimi. Aceste descoperiri sugerează că aportul de carbohidrați poate fi inadecvat pentru a satisface cerințele de formare și, prin urmare, poate limita performanța soldaților IET. Acest lucru este important deoarece aplicăm rezultatele cercetărilor clinic pentru a elabora recomandări de alimentare pentru populația IET. În prezent, toți soldații IET primesc aceeași dimensiune de servire și cantitate la restaurant. Trebuie luate în considerare compoziția individuală a corpului soldatului, nivelul de fitness și activitatea, pe măsură ce lucrăm spre optimizarea sănătății și performanței.

Această investigație este un prim pas în evaluarea echilibrului energetic în mediul IET și reprezintă o singură companie de instruire într-o singură locație. O limitare la acest studiu este presupunerea noastră că valorile aportului alimentar la nivel de intrare au reflectat obiceiurile alimentare pe parcursul celor 14 săptămâni. În plus, nu am estimat cheltuielile de energie în aceeași săptămână în care au fost colectate datele dietetice. Cu toate acestea, programul de antrenament și cantitatea de timp pentru a mânca sunt similare în faza roșie (săptămânile 1-3) și, prin urmare, aportul alimentar a fost probabil similar în săptămânile a doua și a treia, comparativ cu ceea ce a fost găsit în prima săptămână. În plus, cheltuielile cu energia au fost estimate pe baza activității fizice medii efectuate de întreaga companie a soldaților IET. În timp ce multe dintre activitățile desfășurate la IET se află în cadrul grupului, în mod ideal, investigațiile ar trebui să atribuie fiecărui soldat IET un monitor pe care să îl poarte zilnic pe parcursul antrenamentului pentru a urmări cheltuielile individuale de energie și sarcina de antrenament. În cele din urmă, utilizarea unor metode seriale și mai precise pentru a urmări aportul alimentar ar îmbunătăți rezultatele. Există erori inerente cunoscute atunci când se utilizează jurnale alimentare, cum ar fi eroarea de estimare a porțiunilor, prin urmare metodologiile în care cercetătorii instruiți evaluează aportul alimentar pot îmbunătăți acuratețea [68].

Concluzie

Rezultatele noastre sugerează că, pe baza evaluării dietei din prima săptămână, soldații IET din acest studiu nu au consumat nutriție adecvată pentru a satisface cerințele fiziologice ale antrenamentului. Acest lucru poate afecta fiecare răspuns al antrenamentului soldaților și poate crește ratele de leziuni asociate cu recuperarea și oboseala. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a dezvolta strategii de optimizare a nutriției soldaților pentru a îmbunătăți performanța și recuperarea.