Knoglerespons på motion og energibegrænsning hos unge voksne

Introduktion: Skeletsystemet tjener en række forskellige formål, såsom at give strukturel støtte, bevægelse, beskyttelse og mere. For at opretholde disse funktioner skal knoglestyrken opretholdes. Processen med at erstatte ældre, mikrobeskadiget knogle med nyere, sundere knogler er kendt som knogleremodellering. Knogleombygning involverer balance/kobling af knogleresorption og knogledannelse. Mekanisk belastning er størrelsen af ​​stress påført knoglen, der stimulerer knogleombygning, hvilket bestemmer knoglemineraltæthed (BMD) og fremmer knoglevækst (Olmedillas et al. 2011). Således er menneskelig forskning i determinanter for knoglevækst og styrke fokuseret på to fælles faktorer, motion og ernæring. Selvom cykling, en overvejende aerob træning, er enestående for kardiovaskulær kondition, stilles der ofte spørgsmålstegn ved, om det giver tilstrækkelig mekanisk belastning af knoglerne. Til dato er litteraturen omkring cykling og dens indvirkning på knoglerne modstridende og begrænset. Utilstrækkeligt energiindtag kan også påvirke BMD via reduktioner i knoglemineralindholdet. Energibegrænsning er kendt for at reducere insulin-lignende vækstfaktor 1 (IGF-1), som spiller en vigtig rolle i knogledannelse 5. Akut diætenergibegrænsning har vist sig at være ledsaget af en ubalance i knogleombygning med reduceret knogledannelse, hvilket er især farlig i aerobe sportsgrene, der bruger en stor mængde energi, såsom cykling. Mange professionelle og mestre cykelryttere er klassificeret som osteopeniske (Medelli et al. 2000). Konkret har kvindelige cyklister vist signifikant lavere værdier af helkrops-BMD og en lavere knoglestyrke end mandlige cyklister (Olmedillas et al. 2011). Derudover er kvindelige cyklister kendt for at have energimangel (lavt kalorieindtag), hvor det gennemsnitlige energiindtag er 85 % af den anbefalede kosttilskud (RDA). Derfor er det vigtigt at forstå, om cykling er en dårlig træningsform for knoglesundheden, eller om energibegrænsningen, alene eller i kombination med cykling, er det sande understregningsproblem.

Formål: Formålet med denne undersøgelse er at undersøge, om kortvarig energibegrænsning fører til ændringer i markører for inflammation, oxidativ stress, knogleomsætning i hvile og som reaktion på cykling hos unge voksne. Specifikt vil undersøgelsen undersøge ændringer i cirkulerende knoglemarkører i hvile og efter en omgang 45-minutters spinning (cykling) med lav effekt både før og efter en uges begrænset energiindtag.

Metoder: Femten raske mænd og kvinder i alderen 20-25 år vil blive inviteret til at deltage i denne undersøgelse, som involverer et kontrolforsøg og to træningsforsøg med en uges mellemrum. Kvinder vil være på monofasiske orale præventionsmidler. Under kontrolforsøget vil deltagerne blive orienteret om formålet og procedurerne, vil udfylde et træningsscreeningsspørgeskema og give 4 hvilende blodprøver. En uge senere vil deltagerne udføre den første træningsprøve på en 45 minutters spinsession. Efter det første forsøg vil deltagerne gå på en forudbestemt energimangel diæt (25 % af deres sædvanlige diæt) i en uge, hvorefter de vil udføre det andet forsøg efter den samme cykelprotokol. Mellem første og sidste besøg vil deltagerne modtage en Fitbit for at overvåge deres aktivitet (trin, puls, fysisk aktivitetsdeltagelse) og ernæringsvaner i en madlog. For at holde diæten konsistent og standardiseret, vil deltagerne også blive bedt om at registrere deres sædvanlige madindtag i kontrolugen ved hjælp af "Eat This Much"-appen, som vil give en samlet portionsplan og en 25 % kaloriebegrænsning for interventionsugen . Interventionsdiæten vil således afspejle kontroldiæten med hensyn til typer af indtaget mad, med forskellen i mængden. Der vil ikke være nogen begrænsning med hensyn til vand, men drikkevarer vil være begrænset i henhold til den overordnede kalorieindtagsplan. I begge forsøg vil der blive udtaget blod i hvile (dvs. præ-prøve, fastende) og 3 gange efter forsøg (5 min. 1 time og 24 timer). Blodet vil blive centrifugeret og serummet adskilt, uddelt og derefter opbevaret ved -80 °C indtil analyse 8. Serumet vil blive analyseret for biokemiske markører for knogleomsætning (f.eks. osteocalcin, knoglespecifik alkalisk phosphatase [BAP]; osteoprotegerin [OPG]) og knogleresorption (C-telopeptider af type I kollagen [CTX]; receptoraktivator af nuklear faktor κB ligand [RANKL], sclerostin) for at vurdere virkningen af ​​energibegrænsning på knogle i hvile og som reaktion på træning. Metaboliske og oxidative stressmarkører, inflammatoriske cytokiner, adipokiner, vækstfaktorer og hormoner vil også blive vurderet for at undersøge potentielle medierende effekter.

Effekt: Dette innovative arbejde har potentialet til at gøre betydelige fremskridt med hensyn til at forstå virkningen af ​​energibegrænsning og cykling på knoglesundheden. Resultaterne fra dette arbejde vil kunne oversættes til at forstå vævsvækst og -udvikling i responstræning og underernæring.