Respuesta ósea al ejercicio y restricción energética en adultos jóvenes

Introducción: El sistema esquelético sirve para una variedad de propósitos, como proporcionar soporte estructural, locomoción, protección y más. Para mantener estas funciones, se debe mantener la fortaleza de los huesos. El proceso de reemplazar el hueso más viejo y microdañado con hueso más nuevo y saludable se conoce como remodelación ósea. La remodelación ósea implica el equilibrio/acoplamiento de la reabsorción ósea y la formación ósea. La carga mecánica es la magnitud del estrés ejercido sobre el hueso que estimula la remodelación ósea, lo que determina la densidad mineral ósea (DMO) y promueve el crecimiento óseo (Olmedillas et al. 2011). Por lo tanto, la investigación humana sobre los determinantes del crecimiento y la fuerza de los huesos se centra en dos factores comunes, el ejercicio y la nutrición. Aunque el ciclismo, un ejercicio predominantemente aeróbico, es excepcional para la salud cardiovascular, comúnmente se cuestiona si proporciona una tensión mecánica adecuada sobre los huesos. Hasta la fecha, la literatura sobre el ciclismo y su impacto en los huesos es contradictoria y limitada. La ingesta inadecuada de energía también puede influir en la DMO a través de reducciones en el contenido mineral óseo. Se sabe que la restricción energética reduce el factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1), que desempeña un papel importante en la formación ósea 5. Se ha descubierto que la restricción energética dietética aguda va acompañada de un desequilibrio en la remodelación ósea con una formación ósea reducida, lo que es especialmente peligroso en deportes aeróbicos que gastan una gran cantidad de energía, como el ciclismo. Muchos ciclistas profesionales y expertos se clasifican como osteopénicos (Medelli et al. 2000). Específicamente, las ciclistas femeninas han mostrado valores significativamente más bajos de DMO de cuerpo entero y una menor resistencia ósea que los ciclistas masculinos (Olmedillas et al. 2011). Además, se sabe que las ciclistas tienen deficiencia de energía (ingesta baja en calorías) con una ingesta de energía promedio del 85% de la Ingesta Dietética Recomendada (RDA). Por lo tanto, es importante comprender si el ciclismo es una forma de ejercicio deficiente para la salud ósea o si la restricción energética, sola o en combinación con el ciclismo, es el verdadero problema subyacente.

Objetivo: El objetivo de este estudio es examinar si la restricción energética a corto plazo conduce a cambios en los marcadores de inflamación, estrés oxidativo, recambio óseo en reposo y en respuesta al ciclismo en adultos jóvenes. Específicamente, el estudio examinará los cambios en los marcadores óseos circulantes en reposo y después de una sesión de spinning (ciclismo) de 45 minutos de bajo impacto, tanto antes como después de una semana de ingesta de energía restringida.

Métodos: Quince hombres y mujeres sanos, de 20 a 25 años de edad, serán invitados a participar en este estudio, que incluye una prueba de control y dos visitas de prueba de ejercicio programadas con una semana de diferencia. Las mujeres recibirán anticonceptivos orales monofásicos. Durante la prueba de control, se informará a las participantes sobre el propósito y los procedimientos, se completará un cuestionario de evaluación del ejercicio y se proporcionarán 4 muestras de sangre en reposo. Una semana más tarde, los participantes realizarán la primera prueba de ejercicio de una sesión de giro de 45 minutos. Tras la primera prueba, los participantes seguirán una dieta deficiente en energía predeterminada (25% de su dieta habitual) durante una semana, al final de la cual realizarán la segunda prueba siguiendo el mismo protocolo de ciclismo. Entre la primera y la última visita, los participantes recibirán un Fitbit para monitorear su actividad (pasos, frecuencia cardíaca, participación en actividad física) y hábitos nutricionales en un registro de alimentos. Para mantener una dieta constante y estandarizada, también se les pedirá a los participantes que registren su ingesta habitual de alimentos durante la semana de control mediante la aplicación "Eat This Much", que proporcionará un plan general de porciones y una medida de restricción calórica del 25 % para la semana de intervención. . Por lo tanto, la dieta de intervención reflejará la dieta de control en términos de tipos de alimentos consumidos, con la diferencia en la cantidad consumida. No habrá restricciones con respecto al agua, pero las bebidas estarán restringidas de acuerdo con el plan general de ingesta de calorías. En ambas pruebas, se extraerá sangre en reposo (es decir, antes de la prueba, en ayunas) y 3 veces después de la prueba (5 min. , 1h y 24h). La sangre se centrifugará y el suero se separará, se dividirá en alícuotas y luego se almacenará a -80 °C hasta el análisis 8. El suero se analizará en busca de marcadores bioquímicos de recambio óseo (p. osteocalcina, fosfatasa alcalina específica de hueso [BAP]; osteoprotegerina [OPG]) y resorción ósea (telopéptidos C de colágeno tipo I [CTX]; ligando activador del receptor del factor nuclear κB [RANKL], esclerostina) para evaluar el impacto de la restricción energética en el hueso en reposo y en respuesta al ejercicio. También se evaluarán los marcadores de estrés oxidativo y metabólico, las citocinas inflamatorias, las adipocinas, los factores de crecimiento y las hormonas para examinar los posibles efectos mediadores.

Impacto: este trabajo innovador tiene el potencial de lograr avances significativos en la comprensión del impacto de la restricción y el ciclo energético en la salud ósea. Los hallazgos de este trabajo se podrán traducir a la comprensión del crecimiento y desarrollo de tejidos en respuesta al ejercicio y la desnutrición.