Vplyv ketogennej diéty a vysoko intenzívneho intervalového tréningu na exekutívne funkcie

Bc. Tomáš SCHINDLER

Master's thesis

Effect of ketogenic diet and high intensity interval training on executive function

Abstract:

Introduction: Lifestyle is an important determinant of health. Ketogenic diet and high-intensity interval training represent a certain change in people's lifestyle and these changes could manifest on cognitive functions. Executive functions are the basic variable which determining cognitive health and healthy cognitive aging. They are mental processes and abilities, such as: the ability to adapt to new stimuli, the ability to plan, solving a problem, etc. and their performance naturally decreases with age. Purpose: The aim of diploma thesis was to monitor effect of ketogenic diet and high-intensity interval training or a combination of both on executive functions. Methods: The data were collected within the intervention study of the project "Vliv nízko sacharidové diety na zdraví, sportovní výkon a s tím související psychologické ukazatele kvality života", supported by the Grant Agency of the Czech Republic (reg. Number 18-08358S), on Faculty of Education of University of Ostrava. In the study participated 40 people, but for several reasons only 25 participants were used for statistical analyze, of these number were four men 21 women with a median age of 41 years which were randomized to individual groups (keto group n = 9; HIIT group n = 6; Keto + HIIT group n = 7; Control group n = 3). For the experimental measurement of executive functions was used "Flanker test" and "Set-shifting test", which evaluate attention, response inhibition and cognitive flexibility. The first measurement was before intervention, and the last measurement was after end of the intervention (control group didn´t undergo any intervention). For statistical evaluation we used non-parametrical test and effect size. Results: Within each intervention group we observed no statistically significant changes in the results of both executive function tests after 2-3 months, in the Set-Shifting test, we observed deterioration in the keto group (p= 0.301, ES = 0.36) after 2-3 months and rather improvement in the HIIT group (p = 0.563, ES = 0.26), and also we observed improvement in keto+HIIT group in Flanker test (0.469, ES = 0.29), with a medium to large effect size. In other groups are change insignificant (Flanker test: Keto group: p = 0.9102, ES = 0.039; HIIT group: p = 0.844, ES = 0.086; control group: p = 0.469, ES = 0.287), (Set-Shifting test: Keto + HIIT group: p = 0.813, ES = 0.095; control group: p = 0.813, ES = 0.095). In the groups which underwent intervention, are changes of score before and after intervention in both of test statistically insignificant with low or negligible effect size (Flanker test: Keto group p = 1,000, ES = 0; HIIT group p = 0.905, ES = 0.043; Keto group + HIIT p = 0.833, ES = 0.072), (Set-Shifting test: Keto group p = 0.864, ES = 0.053 ; HIIT group p = 0.714, ES = 0.13; keto group + HIIT p = 1,000, ES = 0.00). But in sensitivity analysis of 15 individuals which were measured only before the stress test we observed in test of cognitive flexibility improvement in HIIT group and deterioration in keto group with medium to large effect size compared to control group, but based on Mann Whitney test, differences of change weren´t statistically significant (HIIT group: p = 0.400, ES = 0.39; keto group: p = 0.381, ES = 0.30). Conclusions: Results of intervention study suggest that ketogenic diet and high-intensity interval training (HIIT) or combination of both have no statistically significant effect on executive function, however, based on sensitivity analysis and effect size is possible that the ketogenic diet worsen and HIIT improves the results of cognitive flexibility and in Flanker test, the results worsened in the group which combined a ketogenic diet and HIIT. The results cannot be interpreted for the general population. Further research is needed focused on these problematics to confirm the impact of the intervention.

Abstract:

Úvod: Životný štýl je významný determinant zdravia. Ketogénna diéta a vysokointenzívny intervalový tréning predstavujú tak určitú zmenu v životnom štýle ľudí a tieto zmeny by sa mohli prejaviť aj na kognitívnych funkciách. Exekutívne funkcie sú základnou premennou určujúce kognitívne zdravia aj zdravé kognitívne starnutie. Sú to psychické procesy a schopnosti, ako napr.: schopnosť adaptácie na nové podnety, schopnosť plánovania, riešenia problému atď. a ich výkon človeku prirodzene klesá vekom. Cieľ: Cieľom diplomovej práce bolo sledovať vplyv ketogénnej diéty a vysokointenzívneho intervalového tréningu alebo kombináciou obidvoch na exekutívne funkcie. Metodika: Dáta boli zbierané v rámci intervenčnej štúdie projektu "Vliv nízko sacharidové diety na zdraví, sportovní výkon a s tím související psychologické ukazatele kvality života" podporený Grantovou agentúrou Českej republiky (reg-číslo 18-08358S), na Pedagogickej fakulte Ostravskej univerzity. Celkom sa štúdie zúčastnilo 40 ľudí, ale z niekoľkých dôvodov sa pre štatistické analýzy použilo 25 participantov, z tohto počtu boli 4 muži a 21 žien s mediánom veku 41 rokov, ktorý boli randomizovaní do jednotlivých skupín (ketoskupina n= 9; skupina HIIT n= 6; skupina Keto+HIIT n= 7; Kontrolná skupina n= 3). Pre experimentálne meranie exekutívnych funkcií bol použitý "Flanker test" a "Set-Shifting test", ktoré hodnotia pozornosť, inhibíciu odpovede a kognitívnu flexibilitu. Prvé meranie prebehlo pred intervenciou, a posledné meranie po ukončení intervencie (kontrolná skupina nepodstúpila žiadnu intervenciu). K štatistickému vyhodnoteniu sme použili neparametrické testy a veľkosť vplyv (effect size). Výsledky: V rámci každej intervenčne skupiny sa po 2-3 mesiacoch neukázali žiadne štatisticky významné zmeny vo výsledkoch v oboch testoch na exekutívne funkcie, u testu Set-Shifting sme po 2-3 mesiacoch sledovali u ketoskupiny skôr zhoršenie (p= 0,301, ES= 0,36) a u HIIT skupiny skôr k zlepšeniu (p= 0,563, ES= 0,26), a tak isto došlo k zlepšeniu u skupiny Keto+HIIT u Flanker testu (0,469, ES= 0,29), so strednou až veľkou veľkosťou vplyvu. U ostatných skupín sú zmeny 2-3 mesiacoch v testoch na exekutívne funkcie zanedbateľné (Flanker test: Ketoskupina: p= 0,9102, ES= 0,039; Skupina HIIT: p= 0,844, ES= 0,086; kontrolná skupina: p= 0,469, ES= 0,287), (Set-Shifting test: Skupina keto+HIIT: p= 0,813, ES= 0,095; kontrolná skupina: p= 0.813, ES= 0,095). U skupín, ktoré podstúpili intervenciu, sú rozdiely v zmene skóre pred a po intervencií u obidvoch testoch štatisticky nevýznamné oproti kontrolnej skupine s malou alebo zanedbateľnou veľkosťou vplyvu (Flanker test: Ketoskupina p= 1,000, ES= 0; Skupina HIIT p= 0,905, ES= 0,043; Skupina Keto+HIIT p= 0,833, ES=0,072), (Set-Shifting test: Ketoskupina p= 0,864, ES= 0,053; Skupina HIIT p= 0,714, ES= 0,13; Skupina keto+HIIT p= 1,000, ES= 0,00). Ale v citlivostnej analýze na 15 jedincov meraných výhradne pred záťažovým testom sme oproti kontrolnej skupine pozorovali v testu na kognitívnu flexibilitu u skupiny HIIT zlepšenie a u ketoskupiny zhoršenie so stredným až veľkým vplyvom intervencie, avšak na základe Mann Whitney testu neboli rozdiely v zmene štatisticky významné (skupina HIIT: p= 0,400, ES= 0,39; ketoskupina: p= 0,381, ES=0,30). Záver: Výsledky intervenčnej štúdie naznačujú, že ketogénna diéta a vysokointenzívny intervalový tréning (HIIT) nemajú ani v jej kombinácií štatisticky významný vplyv na exekutívne funkcie, avšak na základe citlivostnej analýze a hodnôt effect size je možné, že ketogénna diéta skôr zhoršuje a HIIT zlepšuje výsledky kognitívnej flexibility a u Flanker testu došlo skôr k zhoršeniu výsledkov u skupiny, ktorá kombinovala ketogénnu diétu a HIIT. Výsledky sa nedajú interpretovať na všeobecnú populáciu

Abstract:

, sú potrebné ďalšie výskumy zamerané na túto problematiku, ktoré by potvrdili vplyv intervencie.

Keywords

Ketogénna diéta, vysokointenzívny intervalový tréning, exekutívne funkcie

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 5. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Vera Kristýna Jandačková, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Medicine

Master programme / field:
Public Health Care / Public Health Protection