Nutrition, hormonal and metabolic status, and physical performance in different military contexts

Abstract

The overall purpose of the thesis is to investigate how nutrition is related to hormonal and metabolic status, and physical performance of soldiers in a crisis management operation in Lebanon, and in winter survival training in Lapland. During a six-month crisis management operation, dietary intake, body composition, cardiovascular risk factors, and physical activity of soldiers were measured at baseline, mid-phase, and the end of the operation. In a ten-day winter survival training, energy intake, energy expenditure, body composition, hormones, and other biomarkers, and physical fitness were assessed four times during the survival training in conscripts. Among crisis management soldiers, carbohydrate intake was below and saturated fatty acid intake above recommendations. Low fiber intake and increased body fat mass were associated with elevated total and LDL cholesterol values. Total physical activity was low. During the first two days of survival training, severe energy deficit, as a result of increased energy expenditure and restricted energy intake, and changes in body mass, body fat mass, leptin, testosterone-cortisol ratio, free fatty acids, and urea were observed. These outcomes returned towards baseline in later measurements, especially when recovery was emphasized. Energy intake, expenditure, and balance were not associated with physical fitness levels. Consuming more fiber-rich carbohydrates and less saturated fatty acids could improve quality of diet and cardiometabolic health among soldiers during garrison-like environments. Survival training with severe energy deprivation caused remarkable changes in energy metabolism. By recognizing nutritional and physiological responses to different military conditions, military performance can be optimized.

Väitöskirjan tarkoituksena oli tutkia sotilaiden ravinnonsaantia ja siihen liittyviä fysiologisia vasteita kriisinhallintaoperaatiossa Libanonissa ja selviytymisharjoituksessa Sodankylässä. Kriisinhallintaoperaatiossa sotilaiden ravinnonsaantia, kehon koostumusta, sydän- ja verisuonitautien riskitekijöitä ja fyysistä aktiivisuutta seurattiin kuuden kuukauden operaation alussa, puolivälissä ja lopussa. Selviytymisharjoituksessa varusmiesten energiansaantia- ja kulutusta, kehon koostumusta, hormoneja ja aineenvaihduntaan liittyviä biomarkkereita ja fyysisen kunnon osatekijöitä mitattiin neljä kertaa kymmenen päivän aikana. Kriisinhallintaoperaatiossa sotilaat saivat ravinnostaan liian vähän hiilihydraatteja ja liikaa tyydyttynyttä rasvaa verrattuna kansallisiin suosituksiin. Vähäinen kuidun saanti ja suurempi kehon rasvan määrä olivat yhteydessä kohonneisiin kokonais- ja LDL-kolesteroliarvoihin. Fyysisen aktiivisuuden taso oli alhainen. Selviytymisharjoituksen ensimmäisinä päivinä havaittiin merkittävä energiavaje suurentuneen energiankulutuksen ja rajoitetun energiansaannin takia. Samalla kehon paino ja rasvan määrä vähenivät sekä leptiinin, vapaiden rasvahappojen ja urean pitoisuuksissa sekä testosteroni-kortisoli -suhteessa havaittiin selviä muutoksia. Muutokset tasaantuivat harjoituksen edetessä, erityisesti kun palautumista tehostettiin. Energian saanti, -kulutus tai tasapaino eivät olleet yhteydessä kuntomuutoksiin. Kriisinhallintasotilailla kuitupitoisten hiilihydraattien lisääminen sekä tyydyttyneen rasvan vähentäminen parantaisi perusruokavalion laatua ja sotilastehtävissä suoriutumista sekä edistäisi sydänterveyttä. Selviytymisharjoitus aiheutti merkittävän energiavajeen ja muutoksia kehon energia-aineenvaihdunnassa ja hormonitasoissa. Eri sotilastehtävien ja -ympäristöjen aiheuttamien fysiologisten vasteiden tunnistaminen ja ravitsemuksen huomioiminen on tärkeää sotilaiden suorituskyvyn ylläpitämiseksi vaihtuvissa olosuhteissa.