Effects of a nutritional supplement of fish protein, ω3 fatty acids, and vitamin D on physical performance, body composition, and the hematologic and biochemical profile of persons following high-intensity functional training

Abstract

AIM: High-intensity functional training (HIFT) is a training modality that involves functional movement patterns combining endurance and resistance exercise. While HIFT is known to improve physical performance and body composition, there is a knowledge gap regarding the role of supplementation in enhancing these adaptations. The aim of the present study was to investigate the effects of supplementation with a nutritional multi-ingredient supplement, containing fish protein, ω3 fatty acids, and vitamin D, during HIFT on physical performance, body composition, and hematologic and biochemical variables in recreationally trained persons. MATERIAL AND METHOD: Twenty-five recreationally trained participants (14 females, 11 males) underwent 6 weeks of HIFT (3 times/week) while taking each of three supplements, separated by 2-week washout periods in a researcher-blinded, randomized, triple-crossover, and counterbalanced fashion. The supplements and daily doses were (a) experimental: 0.6 g fish protein/kg body mass, 1.8 g ω3 fatty acids, and 21 μg vitamin D; (b) positive comparator: 0.6 g/kg whey protein; and (c) placebo: 0.6 g/kg maltodextrin. Participants followed isoenergetic diets providing 1.0 g protein/kg body mass, 1.1 g ω3 fatty acids, and 30 μg vitamin D daily. Training variables were assessed during the 1st and 6th weeks of each intervention period, whereas performance evaluation, body composition assessment through multifrequency bioelectrical impedance analysis (BIA) and full-scan dual-energy X-ray absorptiometry (DXA), and hematologic and biochemical analyses of fasting venous blood samples were performed before and after each intervention period. Data were analyzed by 2-way ANOVA (supplement × training) with repeated measures on both factors. Common BIA and DXA variables (that is, whole-body fat and lean mass) were compared through paired Student’s t test or Wilcoxon’s signed-rank test and subjected to Pearson’s or Spearman’s correlation analysis, depending on data distribution. The level of statistical significance was set at α = 0.05.RESULTS: HIFT augmented workout duration per training session (p = 0.007). Furthermore, it improved upper-body strength and core endurance (p < 0.001), while lower-body peak torque declined slightly (p = 0.048). Total lean mass increased from the beginning to the end of each intervention period, as assessed by DXA and BIA (p = 0.040 and 0.029, respectively). Moreover, HIFT increased leg bone mineral content (p = 0.030), as assessed by DXA, while an interaction was found in leg bone mineral density (p = 0.017), which increased during multi-ingredient supplementation and decreased during whey protein and maltodextrin supplementation. DXA and BIA variables were significantly correlated (r = 0.858 in fat mass and ρ = 0.907 in lean mass) but differed between methods (p < 0.001), with BIA underestimating fat mass and overestimating lean mass. Regarding the hematologic variables, HIFT decreased hematocrit (p = 0.045) and increased platelet count (p = 0.008). Moreover, an interaction was found in plasma cortisol (p = 0.013), which increased during multi-ingredient and whey protein supplementation, and decreased during maltodextrin supplementation. The plasma amino acid profile was unaffected by supplementation or HIFT, with the exception of glutamate, which increased following HIFT (p = 0.024). Multiple interactions were observed in the blood fatty acid profile. Four of the eight ω6 fatty acids detected and the ω6/ω3 ratio decreased during multi-ingredient supplementation, increased during maltodextrin supplementation, and either increased or did not change significantly during whey protein supplementation. In contrast, three of the five ω3 fatty acids and the sum of ω3 fatty acids increased during multi-ingredient supplementation, decreased during maltodextrin supplementation, and either increased or decreased during whey protein supplementation. Finally, an interaction was observed in the plasma vitamin D concentration, which increased during multi-ingredient supplementation and decreased during whey protein and maltodextrin supplementation.CONCLUSION: Supplementation with a nutritional multi-ingredient supplement containing fish protein, ω3 fatty acids and vitamin D induced some favorable changes in the blood fatty acid profile and plasma vitamin D concentration during HIFT in recreationally trained persons. However, neither multi-ingredient nor whey protein supplementation had an impact on performance, body composition, or plasma amino acid profile. In contrast, six weeks of HIFT improved performance-related outcomes and total lean mass. Thus, supplementation primarily influenced biochemical variables, whereas training emerged as a more potent modulator of performance and body composition. These findings highlight the physiological robustness of HIFT and suggest that protein or multi-ingredient supplementation does not meaningfully impact performance or body composition. Future research should investigate varying intervention durations, alternative dietary protocols, different populations, and individualized supplementation strategies to optimize HIFT outcomes.

ΣΚΟΠΟΣ: Η υψηλής έντασης λειτουργική προπόνηση (High-Intensity Functional Training, HIFT) αποτελεί μία μορφή άσκησης που βασίζεται σε λειτουργικά μοτίβα κίνησης και συνδυάζει ασκήσεις αντοχής και αντιστάσεων. Παρότι είναι γνωστό ότι η HIFT βελτιώνει τη φυσική απόδοση και τη σύσταση σώματος, παραμένει περιορισμένη η γνώση σχετικά με τον ρόλο των διατροφικών συμπληρωμάτων στην ενίσχυση αυτών των προσαρμογών. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνήσει τις επιδράσεις της χορήγησης ενός πολυσυστατικού διατροφικού συμπληρώματος, το οποίο περιείχε πρωτεΐνη ψαριού, ω3 λιπαρά οξέα και βιταμίνη D, κατά τη διάρκεια προγράμματος HIFT, στη φυσική απόδοση, τη σύσταση σώματος, καθώς και σε αιματολογικές και βιοχημικές μεταβλητές σε άτομα που γυμνάζονται συστηματικά σε ψυχαγωγικό επίπεδο. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ: Είκοσι πέντε ασκούμενοι (14 γυναίκες και 11 άνδρες) συμμετείχαν σε πρόγραμμα HIFT διάρκειας 6 εβδομάδων (3 προπονήσεις/εβδομάδα), ενώ λάμβαναν διαδοχικά τρία διαφορετικά συμπληρώματα, με διαστήματα αποχής διάρκειας 2 εβδομάδων, στο πλαίσιο τυχαιοποιημένης, τριπλής διασταυρούμενης, αντισταθμισμένης και τυφλής ως προς τους ερευνητές μελέτης. Τα συμπληρώματα και οι ημερήσιες δόσεις ήταν: (α) πειραματικό συμπλήρωμα: 0,6 g πρωτεΐνης ψαριού/kg σωματικής μάζας, 1,8 g ω3 λιπαρών οξέων και 21 μg βιταμίνης D, (β) θετικός συγκριτικός παράγοντας: 0,6 g/kg πρωτεΐνης ορού γάλακτος και (γ) εικονικό συμπλήρωμα: 0,6 g/kg μαλτοδεξτρίνης. Οι συμμετέχοντες ακολούθησαν ισοθερμιδική δίαιτα, η οποία παρείχε ημερησίως 1,0 g πρωτεΐνης/kg σωματικής μάζας, 1,1 g ω3 λιπαρών οξέων και 30 μg βιταμίνης D. Οι προπονητικές μεταβλητές αξιολογήθηκαν κατά την 1η και 6η εβδομάδα κάθε περιόδου παρέμβασης, ενώ η αξιολόγηση της φυσικής απόδοσης, της σύστασης σώματος μέσω βιοηλεκτρικής εμπέδησης (BIA) και απορροφησιομετρίας διπλής ενέργειας ακτίνων Χ (DXA), καθώς και οι αιματολογικές και βιοχημικές αναλύσεις δειγμάτων φλεβικού αίματος νηστείας πραγματοποιήθηκαν πριν και μετά από κάθε περίοδο παρέμβασης. Τα δεδομένα αναλύθηκαν με ανάλυση διακύμανσης δύο παραγόντων (2-way ANOVA) με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις και στους δύο παράγοντες (συμπλήρωμα × προπόνηση). Οι κοινές μεταβλητές της BIA και της DXA (ολική λιπώδης και άλιπη μάζα σώματος) συγκρίθηκαν με t-test ή με Wilcoxon, ανάλογα με την κατανομή των δεδομένων, και εξετάστηκαν με συσχέτιση Pearson ή Spearman. Το επίπεδο στατιστικής σημαντικότητας ορίστηκε στο α = 0,05. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η HIFT αύξησε τη διάρκεια των προπονήσεων ανά συνεδρία (p = 0,007). Επιπλέον, βελτίωσε τη δύναμη του άνω μέρους του σώματος και την αντοχή των μυών του κορμού (p < 0,001), ενώ η μέγιστη ροπή των μυών των κάτω άκρων παρουσίασε μικρή μείωση (p = 0,048). Η συνολική άλιπη μάζα σώματος αυξήθηκε από την αρχή έως το τέλος κάθε περιόδου παρέμβασης, όπως αξιολογήθηκε τόσο με DXA όσο και με BIA (p = 0,040 και p = 0,029, αντίστοιχα). Επιπλέον, η HIFT αύξησε την οστική μεταλλική περιεκτικότητα (Bone Mineral Content, BMC) στα κάτω άκρα (p = 0,030), όπως εκτιμήθηκε με DXA. Παράλληλα, παρατηρήθηκε αλληλεπίδραση στην οστική μεταλλική πυκνότητα (Bone Mineral Density, BMD) των κάτω άκρων (p = 0,017), η οποία αυξήθηκε κατά τη λήψη του πολυσυστατικού συμπληρώματος, ενώ μειώθηκε κατά τη λήψη πρωτεΐνης ορού γάλακτος και μαλτοδεξτρίνης. Οι μεταβλητές της DXA και της BIA εμφάνισαν ισχυρή συσχέτιση (r = 0,858 για τη λιπώδη μάζα και ρ = 0,907 για την άλιπη μάζα), ωστόσο διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους (p < 0,001), με τη BIA να υποεκτιμά τη λιπώδη μάζα και να υπερεκτιμά την άλιπη μάζα. Όσον αφορά τις αιματολογικές μεταβλητές, η HIFT μείωσε τον αιματοκρίτη (p = 0,045) και αύξησε τον αριθμό των αιμοπεταλίων (p = 0,008). Επιπλέον, παρατηρήθηκε αλληλεπίδραση στα επίπεδα κορτιζόλης του πλάσματος (p = 0,013), τα οποία αυξήθηκαν κατά τη λήψη του πολυσυστατικού συμπληρώματος και της πρωτεΐνης ορού γάλακτος, ενώ μειώθηκαν κατά τη λήψη της μαλτοδεξτρίνης. Το προφίλ των αμινοξέων του πλάσματος δεν επηρεάστηκε ούτε από την χορήγηση συμπληρωμάτων ούτε από την HIFT, με εξαίρεση το γλουταμινικό οξύ, το οποίο αυξήθηκε μετά την προπόνηση (p = 0,024). Επιπλέον, παρατηρήθηκαν πολλαπλές αλληλεπιδράσεις στο προφίλ των λιπαρών οξέων του αίματος. Τέσσερα από τα οκτώ ω6 λιπαρά οξέα που ανιχνεύθηκαν, καθώς και ο λόγος ω6/ω3, μειώθηκαν κατά τη λήψη του πολυσυστατικού συμπληρώματος, αυξήθηκαν με τη μαλτοδεξτρίνη και είτε αυξήθηκαν είτε δεν μεταβλήθηκαν σημαντικά με την λήψη πρωτεΐνης ορού γάλακτος. Αντίθετα, τρία από τα πέντε ω3 λιπαρά οξέα που ανιχνεύθηκαν, καθώς και το συνολικό άθροισμα των ω3 λιπαρών οξέων, αυξήθηκαν με το πολυσυστατικό συμπλήρωμα, μειώθηκαν με τη μαλτοδεξτρίνη και είτε αυξήθηκαν είτε μειώθηκαν με την πρωτεΐνη ορού γάλακτος. Τέλος, παρατηρήθηκε αλληλεπίδραση στη συγκέντρωση της βιταμίνης D στο πλάσμα, η οποία αυξήθηκε κατά τη λήψη του πολυσυστατικού συμπληρώματος και μειώθηκε κατά τη λήψη πρωτεΐνης ορού γάλακτος και μαλτοδεξτρίνης. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Η χορήγηση ενός πολυσυστατικού διατροφικού συμπληρώματος που περιείχε πρωτεΐνη ψαριού, ω3 λιπαρά οξέα και βιταμίνη D προκάλεσε ορισμένες ευνοϊκές μεταβολές στο προφίλ των λιπαρών οξέων του αίματος και στη συγκέντρωση της βιταμίνης D στο πλάσμα κατά τη διάρκεια της HIFT σε άτομα που ασκούνταν συστηματικά σε ψυχαγωγικό επίπεδο. Ωστόσο, ούτε το πολυσυστατικό συμπλήρωμα ούτε η πρωτεΐνη ορού γάλακτος επηρέασαν τη φυσική απόδοση, τη σύσταση σώματος ή το προφίλ των αμινοξέων του πλάσματος. Αντίθετα, οι έξι εβδομάδες HIFT βελτίωσαν δείκτες της φυσική απόδοση και αύξησαν τη συνολική άλιπη μάζα σώματος. Συνεπώς, η χορήγηση συμπληρωμάτων επηρέασε κυρίως βιοχημικές μεταβλητές, ενώ η ίδια η προπόνηση αναδείχθηκε ως ο σημαντικότερος παράγοντας βελτίωσης της φυσικής απόδοσης και της σύστασης σώματος. Τα ευρήματα αυτά υπογραμμίζουν τη υψηλή αποτελεσματικότητα της HIFT και υποδηλώνουν ότι η χορήγηση πρωτεΐνης ή πολυσυστατικών συμπληρωμάτων δεν επηρεάζει ουσιαστικά τη φυσική απόδοση ή τη σύσταση σώματος. Μελλοντικές μελέτες θα πρέπει να διερευνήσουν διαφορετικές διάρκειες παρέμβασης, εναλλακτικά διατροφικά πρωτόκολλα, διαφορετικούς πληθυσμούς και εξατομικευμένες στρατηγικές χορήγησης συμπληρωμάτων, με στόχο τη βελτιστοποίηση των προσαρμογών στην HIFT.