Modstandsøvelses-induceret anabolisme hos unge og voksne

Modstandstræning (RET) hos børn og unge er blevet et populært forskningsområde, med en voksende mængde af beviser, der understøtter dets brug. Holdnings- og konsensusudsagn om RET for børn indikerer, at det er sikkert og effektivt til at øge muskelstyrken, forbedre sportspræstationer og mindske risikoen for skader. Neurale og muskulære mekanismer kan forbedre muskelstyrken efter RET. Neurale faktorer omfatter forbedret rekruttering og affyring af en persons motoriske enheder, og muskulære faktorer omfatter primært en forøgelse af musklens størrelse (hypertrofi).

Hos børn ved man ikke meget om, hvordan disse mekanismer relaterer sig til muskelstyrke. Der er meget lidt tegn på morfologiske ændringer efter RET hos børn. Derfor er konventionel visdom, at børn kun er afhængige af neurale faktorer for at forbedre styrken efter RET, muligvis på grund af deres lavere niveauer af cirkulerende androgener. Ikke desto mindre har nogle undersøgelser foreslået RET-induceret muskelhypertrofi hos børn og unge, hvilket indikerer, at børn med visse træningsprotokoller kan opnå muskelvækst.

Hypertrofi af muskelfibre opstår, når hastigheden af ​​muskelproteinsyntese (MPS) er større end hastigheden af ​​proteinnedbrydning, og forstærkes med indtagelse af diætaminosyrer. På grund af etiske bekymringer med at få muskelprøver (dvs. fra muskelbiopsier) i pædiatriske populationer, er MPS-rater ikke tidligere blevet vurderet efter RET hos børn. Nylige fremskridt inden for stabil-isotopmetodologi giver mulighed for estimering af MPS i en ikke-invasiv udåndingstest, som er baseret på tilbageholdelsen af ​​en essentiel aminosyre (dvs. leucin), der fortrinsvis metaboliseres i skeletmuskulaturen. I betragtning af, at aminosyrer kun kan 'opbevares' i funktionelle kropsproteiner, hvor overskud omdannes til energi (dvs. oxideret), er denne ikke-invasive teknik ideel til sikkert at vurdere det anabolske (dvs. vækst) potentiale af RET hos børn. Faktisk er lignende teknikker, der anvender indtagede stabile isotoper, blevet sikkert og med succes brugt hos børn og unge.

Formålet med den foreslåede forskning er at undersøge virkningerne af et akut anfald af RET på leucinretention (en proxy for MPS) hos børn, unge og voksne ved hjælp af en ikke-invasiv udåndingstest. Det er en hypotese, at efter et anfald af RET, vil proteinretentionen blive forøget i alle grupper sammenlignet med en ikke-udøvet tilstand. Men på grund af en større basal hastighed af leucinretention (dvs. til vækstprocesser), vil den RET-inducerede stigning være relativt lavere hos børn og unge.

Design: Den foreslåede undersøgelse vil bruge et tværsnitsdesign, der vil sammenligne leucinretention i hvile, såvel som efter et anfald af modstandsøvelser hos børn, unge og voksne.

Procedurer: Deltagerne skal aflægge tre besøg på Applied Physiology Laboratory på Brock University for at gennemføre alle procedurer.

Under besøg 1 vil deltagerne og deres værge (hvis under 18 år) blive informeret om alle tests og procedurer, der vil finde sted i løbet af undersøgelsen. Der vil blive indhentet skriftligt og mundtligt samtykke fra deltagerne og deres værger (i tilfælde af børn og unge), før der fortsættes med yderligere spørgeskemaer. Spørgeskemascreening for medicinske bekymringer, pubertetsstadiet, atletisk træningspraksis, menarche og brug af orale præventionsmidler (for unge og voksne kvinder), sædvanlige spisevaner og sædvanlig fysisk aktivitet vil derefter blive afsluttet. Antropometriske målinger vil også blive udført (dvs. højde, siddehøjde, kropsfedtsammensætning, hudfoldtykkelse, lemmerlængder, lemmeromkredse, muskeltværsnitsareal). Efter spørgeskemaer og antropometriske målinger vil deltagerne blive bekendt med de øvelser, der skal udføres i deres RET-session. Hver deltagers styrke vil også blive testet til disse øvelser.

Besøg 2 og 3 vil fungere som de eksperimentelle sessioner og vil bestå af en RET og en hvilesession, udført i en afbalanceret rækkefølge. Til disse sessioner vil deltagerne ankomme fastende om morgenen og vil blive forsynet med en standardiseret morgenmad og drikkevare. I begyndelsen af ​​de eksperimentelle sessioner vil deltagerne få samlet deres ånde. Dette vil blive efterfulgt af RET i en af ​​sessionerne, eller fortsat hvile. En dosis L-[1-13C]leucinisotop vil derefter blive indtaget baseret på hver deltagers kropsmasse (indenfor en protein- og kulhydratdrik), og hver deltagers ånde vil fortsætte med at blive opsamlet i de næste 5 timer (i alt 11 timer). udåndingsprøver). En lille snack vil blive givet til hver deltager i denne indsamlingsperiode.

Modstandsøvelse: Styrketest og træningsprotokollen vil involvere følgende øvelser, som alle udføres med styrketræningsmaskiner. Brugen af ​​sådant udstyr anses for at være mere sikkert end brugen af ​​frie vægte, da der er mindre frihedsgrader under lemmerbevægelser, hvilket forhindrer teknisk fejl før muskeltræthed. Følgende øvelser udføres: siddende benpres, siddende overheadpress, siddende brystpress, siddende vandret række. Øvelser vil blive udført med teknikker beskrevet af Canadian Society for Exercise Physiology (CSEP - PATH, 2021).

RET-protokollen vil bestå af 3-5 sæt af hver øvelse ved 70-80% af 1RM. Hver øvelse vil blive udført indtil fejl (dvs. indtil deltageren ikke længere kan gennemføre bevægelsen med sikker teknik), da dette har vist sig at være optimalt til at stimulere MPS og fremkalde muskelhypertrofi. Cirka 8-15 gentagelser forventes at blive gennemført pr. sæt, og der vil blive givet ~90s hvile mellem sættene. En lignende akut RET-protokol har tidligere vist sig at være en tilstrækkelig stimulus til at fremkalde forskelle i leucinretention sammenlignet med hvile (testet ved hjælp af den ikke-invasive åndedrætstest, der vil blive brugt i den foreslåede undersøgelse) hos voksne.

Deltagerne i den foreslåede undersøgelse vil være mandlige og kvindelige præpubertale børn (~7-12 år), unge (~13-16 år) og voksne (18-35 år).