La quantità e la densità mitocondriale sono associate a un maggiore metabolismo ossidativo. È stato dimostrato che una dieta ipocalorica ad alto contenuto di grassi/basso contenuto di carboidrati (HF/LC) può up-regolare i marcatori trascrizionali della biogenesi mitocondriale; questo doveva ancora essere esplorato in vivo dopo una dieta ad alto contenuto di proteine/basso contenuto di carboidrati (HP/LC). Così gli obiettivi dello studio erano di esplorare tali diete su marcatori trascrizionali o biogenesi mitocondriale, composizione corporea e tasso metabolico a riposo (RMR). Quarantacinque partecipanti maschi sani sono stati assegnati in modo casuale una delle quattro diete di intervento: eucalorico alta proteina basso carboidrato (PRO-EM), ipocalorico alta proteina basso carboidrato (PRO-ER), eucalorico alto carboidrato (CHO-EM) o ipocalorico alto carboidrato (CHO-ER). Il rapporto di macronutrienti della dieta ad alto contenuto proteico e delle diete ad alto contenuto di carboidrati era rispettivamente 40:30:30% e 10:60:30% (PRO:CHO:FAT). L’apporto energetico per le diete ipocaloriche è stato calcolato in modo da corrispondere al tasso metabolico a riposo. I partecipanti hanno visitato il laboratorio in 3 occasioni separate da 7 giorni ciascuna. Ad ogni visita sono stati raccolti la composizione corporea, il tasso metabolico a riposo e una biopsia muscolare dal vasto laterale. Prima della visita 1 e 2 è stata consumata la dieta abituale che è stata utilizzata come controllo, tra la visita 2 e 3 la dieta di intervento è stata consumata continuamente per 7 giorni. Non è stato osservato alcun effetto gruppo × tempo, tuttavia nel gruppo PRO-ER è stato osservato un aumento significativo dell’espressione dell’mRNA di AMPK, PGC-1α, SIRT1 e SIRT3 dopo la dieta dei gruppi di intervento (p < 0,05). Nessun cambiamento è stato osservato in nessuno dei marcatori trascrizionali negli altri 3 gruppi. Nonostante la riduzione del ∼30% dell’apporto calorico, non è stata osservata alcuna differenza nella perdita di massa magra (LM) tra i gruppi PRO-ER e CHO-EM. I risultati di questo studio suggeriscono che una dieta ipocalorica di 7 giorni ad alto contenuto proteico e basso contenuto di carboidrati ha aumentato l’espressione dell’mRNA di AMPK, SIRT1 e PGC-1 α a riposo, e suggeriscono anche che l’aumento delle proteine alimentari può attenuare la perdita di massa LM in uno stato ipocalorico.