Fitnessmål är vanligtvis i framkant av nyårslöften för många amerikaner, och en ny studie från ASU ger ett nytt sätt att förstå kost och träning på ett mer holistiskt sätt, och kan hjälpa oss att nå dessa mål.

Geolog och isotopkemist, Gwyneth Gordon från School of Earth and Space Exploration och Office of Knowledge Enterprise Development, tillsammans med medförfattare och forskare Amrita Rhoads, avslutade nyligen en studie med andedräkt och hår för att bestämma ämnesomsättningen och ökningen av förbrända kalorier under träning. De överraskande resultaten av deras studie har publicerats i tidskriften Isotoper i miljö- och hälsostudier .

Ett tvärvetenskapligt förhållningssätt till metabolismstudier

Gordon, som har en bakgrund inom geologi och isotoper, arbetat med forskare från både ASU Biodesign Institute och ASU School of Human Evolution and Social Change för att utveckla olika metoder för att mäta metabolismhastigheter för denna forskning.

För att genomföra sin studie, Gordon och Rhoads rekryterade kvinnliga deltagare som varierade i ålder, Body mass Index, kulturell tillhörighet, ålder, och träningshistorik. För varje deltagare, forskarna mätte andedräktens kolisotoper före och efter träning för att dokumentera metaboliska ökningar med måttlig träning.

De jämförde sedan andningsisotopmätningar av metabolisk ökning med en smartphone-aktiverad indirekt kalorimeter, kallas Breezing, utvecklad av ASU:s Erica Forzani från Biodesign Institute.

Deltagarna förde också en logg över vad de åt, som forskarna sedan jämförde med analysen av deras hår, tillhandahålla basdata om tidigare matvanor. För håranalysen, Gordon rådfrågade Kelly Knudson, från School of Human Evolution and Social Change, som arbetar med att förstå människans kost genom hårisotoper. "Hårisotoper används vanligtvis för att få en förståelse för livsstilar hos arkeologiska populationer, " förklarar Gordon. "men samma typ av analys kan också användas i moderna befolkningar."

Resultaten

Genom att använda dessa tekniker, forskarna fann att deltagarna brände fett när de vaknade på morgonen, eftersom de hade fastat under sömnen. Sedan, under träning, de började bränna mer kolhydrater. Detta hittades för alla deltagare, oavsett vad de ätit.

"Initialt, Jag hade antagit att folk skulle börja bränna fett under träning, " säger Gordon. "Men, uppgifterna visade motsatsen till vad vi förväntade oss. Träningen vi bad dem att göra var måttlig – väl inom det amerikanska hälsodepartementets riktlinjer för fysisk aktivitet – och det räckte inte för att bränna sig igenom deras kolhydratförråd."

I slutet, varje deltagare fick direkt feedback om hur deras träning påverkar ämnesomsättningen. "Det här är ett sätt att flytta forskning om ämnesomsättning ut från det akademiska laboratoriet till den genomsnittliga personens liv, säger Gordon.

Nästa steg

Det är Gordons och Rhoads förhoppningar att resultaten av denna studie kommer att ge ett nytt sätt att förstå kost och träning på ett mycket mer holistiskt sätt. De har kombinerat tekniker från geologi, antropologi, och banbrytande sensorer så att människor kan förstå effekterna av kost och träning för att hantera vikten.

Människor som använder Breezing-enheten kan förstå sin personliga metaboliska reaktion på träning, och hur det förändras beroende på intensitet, typ av träning, senaste dieten, och över livsloppet.

"Denna studie representerar en vision där människor kan få detaljerad information om hur deras livsstilsval påverkar dem, personligen, på ett objektivt sätt, " säger Gordon. "Detta kan inspirera människor att göra bättre val."

Forskarna föreslår också att analyserna som används i denna studie kan hjälpa till att optimera alla nivåer av atletisk prestation, från en medelålders person som arbetar sig upp till att köra en 5K till en armérekryt som går igenom grundläggande utbildning. "Den här typen av forskning kräver inte ett stort labb med ett löpband, säger Gordon, "bara en smartphone och en enkel enhet."

Medförfattare Rhoads, som för närvarande är biotekniker vid California Institute of Technology i Pasadena, var elev vid Peggy Payne Academy vid McClintock High School i Tempe när forskningen genomfördes, och var involverad i varje aspekt av studien. Hon hjälpte till att skriva bidragsförslaget, genomföra forskningen, analysera data, och skriva forskningsartikeln för publicering.

Gordons nästa steg är att söka framtida finansiering för att bygga vidare på denna forskning. "Jag tror att det är den typen av användningsinspirerad forskning som följer uppdraget och målen för ASU att arbeta i samarbete med deltagarna, att utveckla innovativa globala hälsolösningar, och att arbeta med vårt lokala samhälle."