Effects of intermittent exogenous ketosis on acute mountain sickness and underlying physiological responses during early high-altitude acclimatization : research data underlying the article

Tominec, Domen (avtor), Stalmans, Myrthe (avtor), Narang, Benjamin J. (avtor), Pialoux, Vincent (avtor), Millet, Grégoire P. (avtor), Poffé, Chiel (avtor), Debevec, Tadej (avtor)

The dataset was collected within the Intermittent Exogenous Ketosis (IEK) at High Altitude project (ClinicalTrials.gov: NCT06097754), which investigated the effects of ketone ester (KE) supplementation during early acclimatization to terrestrial high altitude. Healthy recreationally active adults completed comprehensive physiological assessments at sea level (295 m; Faculty of Sport, University of Ljubljana, Slovenia) and during a four-day sojourn at 3375 m (Refugio Torino, Mont Blanc massif, Italy). Following baseline testing, participants were randomly assigned in a parallel-group, placebo-controlled design to receive either intermittent KE supplementation (IEK group; n = 17) or placebo (PLA group; n = 17). KE or placebo was administered repeatedly before exercise, resting measurements, and consistently before sleep throughout the altitude sojourn. Previous studies demonstrated that KE ingestion can augment physiological responses and attenuate acute mountain sickness (AMS) symptoms during simulated normobaric hypoxia. However, evidence from prolonged terrestrial high-altitude exposure remained limited. The present study therefore examined whether intermittent exogenous ketosis modifies AMS development and integrated ventilatory, cardiovascular, cerebral, muscular, autonomic, erythropoietic, and redox responses during early acclimatization at high-altitude. The protocol included repeated assessments of AMS incidence and severity, cardiorespiratory function, systemic blood oxygenation, gas exchange, cerebral and skeletal muscle oxygenation, cardiac output, acid–base balance, blood gases, and circulating biomarkers. AMS incidence and severity were evaluated using the 2018 Lake Louise Acute Mountain Sickness Score at sea level and multiple time points during altitude sojourn. Morning measurements included heart rate, heart rate variability, pulse oximetry, and blood pressure, while daytime assessments involved ventilatory and cardiovascular measurements during seated rest on a cycle ergometer. Capillary and venous blood samples were analyzed for acid–base status, blood gases, hemoglobin concentration, growth differentiation factor 15 (GDF15), erythropoietin (EPO), advanced oxidation protein products (AOPP), and superoxide dismutase (SOD) activity. KE supplementation consistently elevated circulating β-hydroxybutyrate concentrations, confirming intermittent exogenous ketosis in the IEK group. Although AMS incidence peaked within the first hours of altitude sojourn, no differences in AMS incidence or symptom severity were observed between IEK and PLA groups. KE ingestion induced mild ketoacidosis and enhanced ventilatory responses to hypoxia, while also increasing daytime cardiac output and reducing morning blood pressure. However, KE supplementation did not improve systemic or tissue oxygenation and had no significant effects on autonomic, erythropoietic, or redox responses compared with placebo. Overall, the findings indicate that intermittent KE supplementation during a four-day terrestrial high-altitude sojourn effectively induces exogenous ketosis and modifies selected ventilatory, cardiovascular, and acid–base responses, but does not attenuate AMS development or improve oxygenation during early acclimatization. The results further suggest that physiological effects of KE supplementation may be system- and time-dependent, warranting further investigation during longer and more diverse high-altitude exposures.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: acute mountain sickness, altitude acclimatization, hypoxia, ketones
• Tipologija: 2.20 - Zaključena znanstvena zbirka raziskovalnih podatkov
• Organizacija: FŠ - Fakulteta za šport
• Leto izida: 2026
• PID: 20.500.12556/RUL-182484
• Metode zbir. podat.: Meritve in testi
• Datum objave v RUL: 15.05.2026

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Naslov: Učinki intermitentne eksogene ketoze na akutno višinsko bolezen in z njo povezane fiziološke odzive med zgodnjo aklimatizacijo na visoki nadmorski višini : raziskovalni podatki, obravnavani v članku

Izvleček

Podatkovni niz je bil zbran v okviru raziskovalnega projekta Intermitentna eksogena ketoza (IEK) na visoki nadmorski višini (ClinicalTrials.gov: NCT06097754), ki je preučeval učinke uživanja ketonski estrov (KE) med zgodnjo aklimatizacijo na visoko nadmorsko višino. Zdravi, rekreativno aktivni odrasli so opravili obsežen nabor fizioloških meritev v mirovanju, med spanjem in med vadbo. Izhodiščne meritve so bile izvedene blizu morske gladine (295 m; Fakulteta za šport, Univerza v Ljubljani, Slovenija) brez prehranske intervencije. Približno šest tednov kasneje so preiskovanci izvedli nadaljnja ustrezna testiranja na visoki nadmorski višini med štiridnevnim bivanjem na 3375 m (Refugio Torino, masiv Mont Blanc, Italija), kjer so uživali bodisi KE (IEK skupina; n = 17) ali placebo (PLA skupina; n = 17). Predhodne raziskave so pokazale, da lahko intermitentna eksogena ketoza izboljša fiziološke odzive in zmanjša simptome akutne višinske bolezni (AVB) v pogojih simulirane visoke nadmorske višine. Vendar je večina dokazov omejena na normobarično hipoksijo in kratkotrajno izpostavljenost (≤24 h), zato prenos teh učinkov na dejansko visoko nadmorsko višino in daljšo izpostavljenost ostaja nepojasnjen. Namen raziskave je bil zato oceniti vpliv intermitentne eksogene ketoze na razvoj AVB ter na integrirane odzive ventilatornega, srčno-žilnega, možganskega in mišičnega sistema med zgodnjo fazo aklimatizacijo na visoki višini (3375 m). Raziskava z naslovom Effects of intermittent exogenous ketosis on acute mountain sickness and underlying physiological responses during early high-altitude acclimatization je bila zasnovana kot randomizirana, dvojno-slepa, s placebom kontrolirana raziskava vzporednih skupin. Vključevala je 34 preiskovancev (28 moških, 6 žensk), ki so bili naključno razporejeni v IEK ali PLA skupino. Po zaključenih izhodiščnih meritvah blizu morske gladine so preiskovanci izvedli štiridnevno bivanje na 3375 m, med katerim so prejemali ponavljajoče odmerke KE (skupni odmerek 300 g; 4,32 ± 0,64 g·kg⁻¹ telesne mase; ~2100 kcal v 69 urah) ali placebo (300 g; 4,40 ± 0,60 g·kg⁻¹; 0 kcal). Odmerki so bili zaužiti 30 min pred vadbenimi enotami, pred meritvami v mirovanju in konsistentno pred spanjem. Analiza raziskave je bila osredotočena predvsem na pojavnost in težavnost AVB ter na fiziološke odzive v mirovanju zjutraj ob prebujanju in tekom dnevnih meritev. AVB je bil ocenjen z uporabo prvih štirih komponent lestvice Lake Louise (glavobol, gastrointestinalni simptomi, utrujenost/šibkost, omotica) blizu morske gladine ter na več časovnih točkah na visoki nadmorski višini (8, 16, 32, 40, 56 in 64 ur po prihodu). Jutranji ventilatorni in srčno-žilni parametri (srčna frekvenca, variabilnost srčnega utripa, saturacija periferne krvi, krvni tlak) so bili merjeni blizu morske gladine ter na 1., 2. in 3. jutro na višini. Meritve so bile izvedene v ležečem ali polsedečem položaju v mirovanju. Dnevne meritve so vključevale ocene cerebralne in mišične oksigenacije, izmenjave plinov, minute ventilacije in minutnega volumna srca v mirovanju (pred vadbo na cikloergometru), ob prihodu (~1 h) ter na 1., 2. in 3. popoldan na višini. Pred temi meritvami je bil odvzet vzorec kapilarne krvi za analizo kislinsko-baznega statusa, plinov in koncentracije hemoglobina. Vzorci venske krvi so bili odvzeti blizu morske gladine, ob prihodu na višino in po jutranjih meritvah. Določene so bile koncentracije GDF15 in EPO (ELISA) v serumu, ter markerji oksidativnega stresa (AOPP) in aktivnost antioksidantov (SOD) v plazmi. Uživanje KE je dosledno povečalo koncentracije β-hidroksibutirata v kapilarni krvi in s tem vzbudilo intermitentno ketozo v IEK skupini. Pojavnost AVB je bila najvišja v prvih 8 urah (25–35 %), vendar med IEK in PLA skupinama ni bilo zaznati razlik v pojavnosti ali težavnosti simptomov. Uživanje KE je povzročilo blago ketoacidozo in posledičen povečan ventilatorni odziv na hipoksijo, ter hkrati povečalo minutni volumen srca in znižalo jutranji krvni tlak. Kljub temu ni izboljšalo sistemske ali tkivne oksigenacije in ni vplivalo na avtonomne, eritropoetske ali redoks odzive v primerjavi s placebom. Zdi se, da uživanje KE, kljub učinkovito vzbujeni eksogeni ketozi med štiridnevnim biavnjem na 3375 m, ne zmanjša pojavnosti ali težavnosti AVB v zgodnji fazi aklimatizacije. Čeprav modulira ventilatorne, srčno-žilne in kislinsko-bazne odzive, ne izboljša oksigenacije, kar lahko pojasni nespremenjen potek AVB. Rezultati pa nakazujejo tudi, da so učinki uživanja KE morda specifični za posamezne fiziološke sisteme, zato so potrebne nadaljnje raziskave.

• Ključne besede: akutna višinska bolezen, višinska aklimatizacija, hipoksija, ketoni

Projekti

• Financer: ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
• Številka projekta: N5-0247
• Naslov: Intermitentna eksogena ketoza: Nova strategija izboljšanja hipoksične tolerance in adaptacije