Identifizieren von Phasen hoher Trainingsbelastung unter Berücksichtigung der Menstruationszyklusphasen bei Elite- und Nicht-Elite-Sportlerinnen

Der Zweck der aktuellen Untersuchung ist dreifach:

1. Um die Prävalenz der Menstruation und menstruationsbedingter Probleme bei Elite- und Nicht-Elitesportlerinnen zu bewerten.
2. Um physische und Biomarker zu identifizieren, die Informationen über die Trainingsbelastung bei Elite- und Nicht-Elitesportlerinnen liefern, werden Leistungsmessungen, hormonelle Reaktionen, Metaboliten im Blut und das Darmmikrobiom verwendet
3. Verfolgung und Charakterisierung des Zusammenhangs zwischen Trainingsbelastung und einer Vielzahl von Leistungen (z. B. Kraft, Flexibilität, Ausdauer usw.) und anthropometrischen Maßen, sportlichen Emotionen und Affekten, der Rate der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) und der Verletzungsprävalenz bei Frauen mit unterschiedlichem Trainingsstatus (Elite und Nicht-Elite).

Methoden: Die Teilnehmer werden zu drei verschiedenen Zeitpunkten getestet, die die unterschiedlichen Trainingsbelastungen (niedrig, mittel, hoch) während eines Follow-up-Jahres widerspiegeln.

Elite-Athleten werden getestet in: 1. Phase mit geringer Belastung (Grundlinie); 2. Mäßig (Trainingsphase vor dem Wettkampf); 3. Hoch (nach Trainingslagern oder während Wettkämpfen).

Die Tests für jede Phase werden für mindestens zwei Wochen nach Beginn der Phase und/oder wenn mindestens 50 % der Phasendauer abgeschlossen sind, geplant. Dadurch soll eine Akkumulation der Trainingsbelastung und Phasenermüdung oder Erholung ermöglicht werden.

Da Nicht-Spitzensportler in der Regel kein periodisches Trainingsprogramm absolvieren, werden sie zu drei Zeitpunkten im Jahr getestet. Die Forscher werden in ähnlicher Weise darauf abzielen, dass diese Zeitpunkte unterschiedliche Trainingsbelastungen (niedrig, mittel und hoch) widerspiegeln.

Studienbeschreibung: Elitesportler werden über Trainer und Gewerkschaften von Elitesportlern rekrutiert und über Flyer und soziale Medien beworben. Nicht-Elitesportler werden über Anzeigen beim Wingate Institute und in sozialen Medien rekrutiert.

Sie werden gebeten, zu einem Treffen im Wingate-Institut zu erscheinen, bei dem sie vom autorisierten Arzt eine Erklärung zur Studie erhalten und eine Einverständniserklärung unterzeichnen.

Nach der Einschreibung trifft sich jeder Athlet der Elitegruppe (und des Trainers im Falle eines Athleten, der Teil eines Teams ist) und der Nicht-Elitegruppe mit einem der Ermittler, um seinen jährlichen Trainingsplan zu besprechen und das vergangene und aktuelle Training zu charakterisieren Historie zu erfassen, Trainingsphasen zu etablieren und individuelle Testsitzungen zu planen.

Der Menstruationsstatus jedes Athleten wird bei der Erstellung des Testplans berücksichtigt (siehe Bluttests unten).

Während jedes der drei Beurteilungszeiträume (niedrig, mittel, hoch) führen die Athleten die folgenden in den Studienabläufen genannten Tests durch. Die Studienverfahren werden zusätzlich zur routinemäßigen Nachsorge jedes Athleten durchgeführt.

Studienverfahren Fragebögen

Die Teilnehmer werden gebeten, die folgenden Fragebögen auszufüllen:

Fragebogen 1 – Krankengeschichte, Frauengesundheit und körperliche Aktivität. Fragebogen 2 – Fragebogen zur Häufigkeit von Nahrungsmitteln (FFQ). Fragebogen 3 – Psychologische Aspekte des Wettbewerbs. Fragebogen 4 – Ein Wellness-Fragebogen, der bei jeder Trainingsbelastungsquantifizierung ausgefüllt werden muss.

Jeder Fragebogen wird dreimal jährlich zu jedem der festgelegten drei Zeiträume ausgefüllt. Die Fragebögen werden über eine spezielle Online-App für Forschungszwecke ausgefüllt.

Menstruationsaufzeichnungen Während des 12-Monats-Zeitraums werden die Probanden angewiesen, mithilfe einer speziellen Smartphone-Anwendung einen Menstruationskalender zu führen, um die Länge des Zyklus abzuschätzen. Sie werden gebeten, das Datum der Menstruation, die Länge der Menstruation, den Schweregrad des Blutflusses und etwaige Beschwerden aufzuzeichnen.

Blutuntersuchungen werden von autorisiertem und geschultem Studienpersonal zwischen 8:00 und 10:00 Uhr nach 8-stündigem Fasten, 3-stündigem Aufwachen und ohne morgendliches Training an diesem Tag durchgeführt. Die Teilnehmer werden gebeten, am Morgen der Tests keine Medikamente einzunehmen und drei Tage vor den Tests keine Nahrungsergänzungsmittel einzunehmen.

Folgende Blutparameter werden ausgewertet: 25OHD, Albumin, Cortisol, Insulin, Glukose, TSH, FT4, FT3, Gesamttestosteron, testosteronfrei, SHBG, GH, IGF1. Darüber hinaus werden zwei Serumaliquots für zukünftige potenzielle Analysen eingefroren. Für die Analyse der Serummetaboliten im Elinav-Labor wird ein zusätzliches Chemieröhrchen entnommen (siehe unten).

Die Röhrchen werden zentrifugiert und Serum/Plasma wird bis zur weiteren Analyse in einem zertifizierten Labor und im Elinav-Labor bei -20 Grad eingefroren.

Der folgende Zeitplan für Blutuntersuchungen wird angewendet:

Bei Sportlern, die über regelmäßige Zyklen berichten: Blutuntersuchungen werden während der Follikelphase an den Tagen 3–5 des Zyklus und erneut während der Lutealphase an den Tagen 21–22 durchgeführt. Diese Zeitpunkte wurden ausgewählt, da sie zwei Zeitpunkte darstellen, an denen die Hormonkontraste am stärksten ausgeprägt sind. Die Teilnehmer benachrichtigen die Forscher am ersten Tag der Blutung und dann findet die erste Testsitzung innerhalb von 3 bis 5 Tagen statt.

Bei Sportlern, die über Menstruationsintervalle von mehr als 35 Tagen oder weniger als neun Menstruationszyklen pro Jahr berichten, oder wenn die Daten nicht bekannt sind, werden während der verschiedenen Trainingsphasen dreimal im Jahr Blutuntersuchungen durchgeführt.

Ebenso werden in regelmäßigen Abständen Blutuntersuchungen bei Sportlern durchgeführt, die orale Kontrazeptiva anwenden.

Gezielte und ungezielte Serummetabolomik Eine ungezielte Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie wird verwendet, um das Profil kleiner Moleküle in Stuhl-/Plasmaproben (d. h. Metabolomik). Diese Methode identifiziert verschiedene kleine Moleküle in einem homogenisierten Gewebelysat durch gleichzeitige Bestimmung ihres Molekulargewichts und ihrer elektrischen Ladung. Kurz gesagt, ein Gewebeextrakt wird in fünf Fraktionen aufgeteilt: Eine wird als Backup gespeichert und der Rest wird in vier Protokollen analysiert, um polare, semipolare, Lipid- und flüchtige Metaboliten zu identifizieren. Signale werden einer bekannten Stoffwechseldatenbank zugeordnet, gefiltert, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu optimieren, und normalisiert. Anschließend erfolgt eine Analyse der Clusterbildung und der unterschiedlichen Häufigkeit, um mögliche Schlüsselmetaboliten zu identifizieren, die möglicherweise mit der Krankheit/dem Zustand korrelieren.

Stuhlmikrobiom: Die Teilnehmer erhalten Kits, um zu Hause Stuhlproben zu sammeln und diese in ihren heimischen Gefrierschränken aufzubewahren, bis sie an das Elinav-Labor am Weizmann-Institut geliefert werden, wo sie verschlüsselt bei -80 °C ohne identifizierende Informationen gelagert werden und später untersucht.

Zur Charakterisierung des Mikrobioms werden die Forscher eine Shotgun-Metagenomik-Sequenzierung des gesamten Genoms durchführen, eine Technik, die die Probenahme aller Gene in allen in jeder Probe vorhandenen Organismen ermöglicht, einschließlich unbekannter, nicht kultivierbarer Bakterien. Genetisches Material wird aus einer menschlichen Mikrobiomprobe gereinigt und in kurze Fragmente zerlegt, die parallel in großem Maßstab sequenziert werden können. Durch den Vergleich dieser Sequenzen mit Datenbanken bekannter mikrobieller Genome können die Forscher die mikrobielle Vielfalt der Probe charakterisieren (welche Bakterien vorhanden sind und wie häufig sie vorkommen, einschließlich der hochauflösenden Identifizierung verschiedener Bakterienstämme). Mithilfe der Genhäufigkeit können die Forscher Stoffwechselwege rekonstruieren und die funktionellen Kapazitäten der mikrobiellen Gemeinschaft beschreiben, die möglicherweise zum interessierenden Phänotyp beitragen.

Leistungstestverfahren Zu den Leistungsmessungen, die ein breites Spektrum allgemeiner körperlicher Fähigkeiten abdecken, gehören die folgenden Tests: maximale aerobe Kapazität – VO2max-Test; Sprengkraft – Gegenbewegungssprung (CMJ); Flexibilität – Bewegungsfreiheit beim Sitzen und Greifen sowie Dorsalflexion des Knöchels; Kraft – maximaler freiwilliger isometrischer Handgrifftest (IGT) und isokinetische Kraft während der Kniestreckung (KE) und -beugung (KF); und kinematische Analyse des Frontalebenenprojektionswinkels (FPPA) als Maß für den Knievalgus.

Verletzungsüberwachung Die Forscher werden die Prävalenz der während der Studie erlittenen Verletzungen aufzeichnen. Verletzungen werden gemäß den Konsensrichtlinien des Internationalen Olympischen Komitees dokumentiert. Verletzungen werden nach Beginn, Schweregrad, Verletzungsmechanismus, verletztem Körperbereich und Verletzungsdiagnose klassifiziert. Im Rahmen der routinemäßigen Nachsorge der Athleten wird von der zuständigen medizinischen Fachkraft, die mit den Athleten arbeitet, ein Fragebogen zur Verletzungsüberwachung ausgefüllt.

Quantifizierung der Trainingsbelastung und Wohlbefinden Die Athleten werden angewiesen, alle ihre Trainingseinheiten und Wettkämpfe während der Dauer der Studie zu melden. Ausdauersportlern wird empfohlen, eine Garmin-Uhr und eine Online-Trainingsüberwachungsschnittstelle, TrainingPeaks oder Garmin Connect, zu verwenden. Die akute Trainingsbelastung (ATL) wird als Belastung während der 7 Tage vor jedem Bewertungstermin berechnet, sowohl als akkumulierte als auch als durchschnittliche Trainingsstunden, Intensitätsniveaus (% der Zeit in verschiedenen Trainingszonen) und möglicherweise basierend auf der Gesamt- und Durchschnittsleistung oder der zurückgelegten Distanz auf die individuelle Sportart des Sportlers. Die chronische Trainingsbelastung (CTL) wird als die akkumulierte Belastung für die 4 Wochen vor jedem Bewertungstermin definiert.

In Sportarten, in denen keine objektiv messbaren Daten vorliegen (z. B. Mannschaftssportarten, Kampfsportarten etc.), wird die interne Belastung anhand des Sitzungs-RPE (sRPE) quantifiziert und der Athlet wird gebeten, ein Trainingstagebuch zu führen und über sein Training zu berichten Sitzungen. Am Ende jeder Trainingseinheit werden die Athleten gebeten, die Intensität der gesamten Trainingseinheit anhand der Kategorie-Borg-Skala (CR-10) subjektiv zu bewerten. Der RPE-Wert wird dann mit der Gesamtdauer (Minuten) der Trainingseinheit multipliziert. In der Nicht-Elite-Gruppe werden die Athleten dazu angehalten, ein Trainingstagebuch zu führen und ihre Trainingsdauer, Distanz, Art des Trainings zu protokollieren und die Intensität der Trainingseinheit anhand der Borg-Skala zu bewerten.

Die Teilnehmer werden gebeten, mithilfe eines subjektiven Wellness-Fragebogens einen Wellness-Status auszufüllen. Der Fragebogen besteht aus 6 Fragen, die Müdigkeit, Stress, Schlafqualität, Muskelkater, Krankheit und Trainingswille des Sportlers auf einer 7-Punkte-Skala bewerten (1: sehr, sehr schlecht; 7: sehr, sehr gut). Die Teilnehmer werden gebeten, den Fragebogen täglich zwei bis drei Wochen vor jedem Bewertungstermin auszufüllen.

Anthropometrische Messungen werden zu jedem der festgelegten Zeiträume durchgeführt: Größe (cm) und Körpermasse (kg) werden mit einem Stadiometer bzw. einer Digitalwaage gemessen und auf 0,1 cm bzw. 0,1 kg genau aufgezeichnet. Die Körperzusammensetzung [% Körperfett und fettfreie Körpermasse (kg)] wird mithilfe der Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DEXA) bewertet.

Ernährungstagebuch – Energieverfügbarkeit Zusätzlich zum FFQ erhalten Sportler von den Ermittlern eine detaillierte Erklärung, wie sie ein tägliches Ernährungstagebuch führen. „Energieverfügbarkeit“ wird als die Menge an Nahrungsenergie definiert, die nach dem Training für andere Körperfunktionen übrig bleibt. Die Nahrungsenergie wird in jedem Probanden aus einem voraussichtlichen dreitägigen Ernährungstagebuch vor jeder Bewertungssitzung mithilfe eines Nährstoffanalyseprogramms berechnet. Alle Probanden treffen sich mit demselben registrierten Ernährungsberater und es werden Erklärungen zum Abschluss der Einnahme gegeben (z. B. Portionsgrößen und verbrauchte Unzen Flüssigkeit). Die Probanden werden aufgefordert, die Portionsgrößen abzuwiegen. Der „Energieverbrauch“ wird aus der Dauer der sportlichen Betätigung, der Trainingsintensität, dem Gewicht, dem Alter und dem Geschlecht aus dem Ainsworth-Kompendium für körperliche Aktivität berechnet. Die Energieverfügbarkeit wird als kcal/kg fettfreie Körpermasse ausgedrückt. Die Energiebilanz wird bei gesunden jungen Frauen als > 45 kcal·kg-1 FFM·d-1 angesehen, und eine niedrige Energieverfügbarkeit wird als Energieverfügbarkeit <45 kcal/LBM definiert. Wenn der Ernährungsberater feststellt, dass das vom Teilnehmer ausgefüllte Ernährungstagebuch nicht zuverlässig ist oder Daten fehlen, wird ein 24-Stunden-Ernährungs- und Flüssigkeitsrückruf durchgeführt.

Psychologische Parameter: Emotionen und Affekte. Die Teilnehmer werden gebeten, einen Fragebogen auszufüllen, der ihren allgemeinen Affekt und ihre spezifischen Emotionen im Zusammenhang mit einem bestimmten Ereignis und vorwettbewerblichen Emotionen misst. Zwei primäre allgemeine Stimmungsdimensionen, positiver und negativer Affekt, werden mithilfe der Positiv-Affekt-Negativ-Affekt-Skala gemessen, und der Sport-Emotions-Fragebogen ist ein sportspezifisches Maß für vorwettkampfbezogene Emotionen, das auf der Erfahrung von Sportlern basiert und Folgendes bewertet: Wut, Angst, Niedergeschlagenheit, Aufregung und Glück.