艾米丽·E·霍华德（Emily E. Howard）| 希尔德·K·泰恩（Hilde K. Teien）| 阿德里安娜·哈奇-麦克切斯尼（Adrienne Hatch-McChesney）| 吉莉安·T·罗比拉德（Jillian T. Robillard）| 南希·E·墨菲（Nancy E. Murphy）| 克里斯托弗·T·卡里根（Christopher T. Carrigan）| 丽塔·坦索（Rita Tansø）| 艾丽莎·N·瓦拉诺斯克（Alyssa N. Varanoske）| 斯韦因·马蒂尼（Svein Martini）| 保罗·H·斯滕贝格（Pål H. Stenberg）| J·菲利普·卡尔（J. Philip Karl）| 杰斯·A·格温（Jess A. Gwin）| 李·M·马戈利斯（Lee M. Margolis）| 阿尼·A·费兰多（Arny A. Ferrando）| 斯蒂芬·M·帕西亚科斯（Stefan M. Pasiakos）
美国陆军环境医学研究所军事营养部门，马萨诸塞州纳蒂克市
摘要
背景
在艰苦的军事训练中，能量赤字的严重程度和膳食蛋白质摄入量是导致全身蛋白质平衡负平衡的主要因素。
目的
本研究旨在探讨通过提供低体积但高能量密度的食物来减轻能量赤字（这些食物可能促进能量摄入），或者通过摄入富含必需氨基酸（EAA）的食物来促进合成代谢状态，从而在严寒天气下的艰苦军事训练中保持全身蛋白质平衡。
方法
这项随机对照试验招募了参与为期8天的北极训练演习的挪威士兵。参与者被随机分为三组：一组每天摄入三种标准口粮加上四块富含EAA的补充棒（EAA-Dense组，n=27人）；一组每天摄入三种标准口粮加上四块高能量密度的补充棒（EN-Dense组，n=22人）；另一组每天摄入三种标准口粮加上四块高碳水化合物的补充棒（CON组，n=19人）。每天测量能量消耗（使用双标记水）和膳食摄入量。使用
15 N-丙氨酸技术，在训练前（PRE）和训练后（POST）测量全身蛋白质的流动、合成（PS）、分解（PB）以及净平衡（NB=PS–PB）。
结果
各组之间的能量消耗（5341 ± 674 kcal·d
-1 ）、能量摄入（4045 ± 738 kcal·d
-1 ）和能量赤字（-1257 ± 599 kcal·d
-1 0.05）。所有组的蛋白质摄入量均超过1.6 g·kg-1 ·d-1 。从训练前到训练后，蛋白质流动（1.21 ± 0.23 vs. 1.34 ± 0.36 g·kg-1 ·d-1 ）、蛋白质合成（3.46 ± 2.06 vs. 5.43 ± 2.86 g·kg-1 ·d-1 ）、蛋白质分解（6.26 ± 1.35 vs. 6.95 ± 2.12 g·kg-1 ·d-1 ）以及净平衡（-2.80 ± 1.61 vs. -1.51 ± 1.60 g·kg-1 ）均有所增加（P < 0.05），且这种变化与所摄入的补充食品类型无关。
结论
在严寒天气的训练中，当士兵每天摄入三种标准口粮和四块补充棒时，他们能够维持较高的蛋白质摄入量并保持适度的能量赤字。在这种情况下，补充棒的能量密度或EAA含量并未影响全身蛋白质平衡，这表明在高蛋白质摄入量和中等能量赤字的军事训练情境下，蛋白质的利用情况与补充棒中的宏量营养素组成无关。该试验已在clinicaltrials.gov上注册（NCT05210205）。
临床试验注册编号
该试验在www.clinicaltrials.gov上的注册号为NCT05210205。https://clinicaltrials.gov/study/NCT05210205
引言
短期（≤ 28天）的能量赤字（占总能量需求的43%至70%）会在模拟和实际的军事行动中破坏全身蛋白质平衡以及瘦体重。虽然短期内的能量负平衡和全身蛋白质平衡对肌肉质量和功能的影响可能较小，但长期或反复出现的中度或严重能量赤字可能会显著损害肌肉质量和功能。因此，开发有效的营养对策以缓解能量赤字及其相关后果仍然十分重要。
在艰苦的军事训练中，增加食物供应量并未有效减少能量赤字的幅度。在一项研究中，士兵在4天的严寒天气训练中摄入了85%的补充营养，但他们通过减少其他口粮的摄入量来弥补这部分额外能量。在另一项为期3天、距离54公里的滑雪行军中，尽管每日能量消耗较高，士兵们仍然选择不摄入所提供的总能量的三分之一。这些结果表明，士兵愿意或能够摄入的食物量可能是影响能量摄入和相关能量赤字的限制因素。克服食物量限制的一种方法可能是提高所提供食物的能量密度（kcal/g），这已被证明可以改变不同人群的短期能量摄入量。通过提供体积更小但能量密度更高的口粮产品，可以简单地增加能量摄入量，并减少艰苦军事训练中的能量赤字及其后果。
提高口粮中蛋白质来源的必需氨基酸（EAA）含量，从而提高EAA密度（EAA g/total kcal），可能是另一种在能量摄入较低且无法避免能量赤字的情况下保持全身蛋白质平衡的策略。在一项比较不同EAA密度等氮产品的研究中，结合了游离形式EAA的乳清蛋白（13.9 g EAA/100 kcal）比单独使用乳清蛋白（12.4 g EAA/100 kcal）或混合宏量营养素餐中的蛋白质（2.0 g EAA/100 kcal）更能促进能量赤字期间的全身蛋白质平衡。后续研究还表明，结合更多游离形式EAA的乳清蛋白比结合碳水化合物的乳清蛋白更能改善运动后的全身蛋白质平衡和肌肉蛋白质合成。这些发现表明，与我们之前仅提供基于乳清蛋白的补充棒（2）的情况不同，具有更高EAA密度的口粮产品可能以更高效的方式提供更大的合成代谢刺激，从而在无法避免的能量赤字情况下改善全身蛋白质平衡。
本研究的主要目的是确定在艰苦的军事训练中，与高碳水化合物对照棒相比，补充高能量密度或EAA密度的补充棒是否能够增加能量和蛋白质摄入量，并促进全身蛋白质平衡。我们假设摄入高能量密度的补充棒可以通过增加能量摄入量和减少能量赤字来限制全身蛋白质的损失。我们预计摄入EAA密度补充棒的士兵与摄入对照棒的士兵的能量赤字程度相似，但我们认为EAA密度补充棒具有节省蛋白质的作用，从而减轻全身蛋白质的损失。
参与者
参与这项随机对照试验的士兵是在挪威基尔克尼斯（Kirkenes）的Sør-Varanger驻军参加为期8天的北极训练演习的挪威新兵（详见补充图1中的参与者流程图）。所有挪威武装部队的新兵都需接受包括体能和心理评估在内的强制性选拔流程。在演习之前，这些新兵已经完成了大约6-8周的基础训练。
能量摄入与能量消耗
在训练期间，每天从补充棒（1167 ± 303 kcal·d-1 ）和北极野战口粮（2878 ± 576 kcal·d-1 ）中摄入的热量在各组之间没有显著差异（P > 0.05）。每日宏量营养素的摄入量在CON组、EN-Dense组和EAA-Dense组之间存在差异（P < 0.05）。CON组的每日碳水化合物摄入量最高（P < 0.001），EN-Dense组的脂肪摄入量最高（P < 0.005），而EAA-Dense组的蛋白质摄入量最高（P < 0.001）。
讨论
本研究的目的是探讨通过摄入低体积但高能量密度的食物来促进能量摄入，或摄入富含EAA的食物来促进全身蛋白质的合成代谢状态，是否能在严寒天气下的艰苦军事训练中保持全身蛋白质平衡，相比低能量密度、高碳水化合物的对照干预措施效果更好。结果表明，尽管高强度的训练导致每日能量消耗较高，但各组的膳食摄入量仍然足够。
数据可用性：
数据可应要求提供，但需等待法律和伦理审批。
利益冲突声明：
本文中的观点或陈述仅代表作者个人观点，不应被视为陆军或国防部的官方立场。报告中提到的商业组织和商标名称并不代表陆军或国防部的官方认可或批准。作者没有需要披露的信息。
资助：
本研究基于国防健康 计划联合委员会的支持，以及由橡树岭科学与教育研究所 管理的美国陆军环境医学研究所 的奖学金资助，该研究所由美国能源部 和美国医学研究与发展司令部 通过机构间协议共同资助。研究的设计、数据收集等方面均未受到资助方的影响。
致谢
作者感谢参与研究的志愿者，同时感谢Marques Wilson、Anthony Karis、David Zeppetelli、Patrick Radcliffe、Barry Spiering博士、Jacqueline LeBlanc、Mariya Stephenson、Ida Vaa Johnsen、Allison Contillo博士和Øyvind Voie博士对项目的重大贡献。
作者的职责如下：EEH、HKT、SM、PHS、JPK、JAG、LMM、AAF和SMP负责研究设计；EEH、HKT、AHM、JTA、NEM、CTC参与了研究的具体工作。
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