Duración del ciclo y marcadores óseos en adultos jóvenes activos

Introducción:

Se ha demostrado que el ejercicio beneficia positivamente la salud ósea. Está bien documentado que un episodio agudo de soporte de peso, alta carga y tensión dinámica en el esqueleto moviliza marcadores de formación ósea en hombres y mujeres de peso normal. Los episodios agudos de ejercicio de alta intensidad y bajo impacto, como el ciclismo, también se han investigado por sus efectos sobre la formación y resorción ósea, mostrando un efecto anabólico general (Mezil et al. 2015). Existe un estudio que investigó una serie aguda de dos horas de ciclismo de intensidad moderada, que mostró aumentos en la hormona paratiroidea, asociados con el metabolismo óseo, aunque los efectos de estos cambios hormonales transitorios en el hueso aún se desconocen (Barry & Kohrt, 2007). La investigación mínima ha investigado los efectos de episodios agudos de ciclismo continuo de intensidad moderada (70% del VO2 máx.) en el metabolismo óseo. En contraste con estos estudios agudos controlados, al menos dos estudios informaron que los atletas que participan regularmente en deportes que no soportan peso, como el ciclismo, presentan tasas más altas de osteopenia en la columna lumbar y la región de la cadera (Rector et al. 2008; Sherk et al. otros 2013). Otro estudio investigó el estado óseo de ciclistas varones adolescentes, mayores de 17 años y menores de 17 años, en comparación con controles sanos de la misma edad. Los ciclistas tenían una DMO más baja en las piernas, la pelvis y la cadera total. En ciclistas mayores de 17 años, la DMO reportada fue de 8,9 % a 24,5 % más baja para todo el cuerpo, la pelvis, la cadera femoral y las piernas, lo que sugiere que el ciclismo realizado durante la adolescencia puede afectar negativamente la salud ósea y la capacidad de alcanzar la masa ósea máxima durante este período crítico ( Olmedillas et al. 2011). Sin embargo, un pequeño estudio que investigó a 5 corredores de élite masculinos durante una carrera por etapas de ciclismo de ruta de 6 días, mientras satisfacía las necesidades energéticas, mostró un aumento de los marcadores de formación ósea y una disminución de los marcadores de resorción ósea (Hinton et al. 2010). Por lo tanto, las pruebas proporcionadas anteriormente parecen contradictorias. Por un lado, una sesión aguda de ciclismo de alta intensidad tiene un efecto osteogénico sobre el hueso, mientras que los estudios a más largo plazo o los datos de observación, que dan cuenta del tiempo necesario para ver los cambios en la DMO, parecen mostrar que el ciclismo de ruta también puede tener un efecto osteocatabólico sobre el hueso (Olmedillas et al. 2012). Esta contradicción plantea preguntas interesantes sobre los impactos de mayores cargas de ciclismo, la ingesta de energía, así como los impactos de una mayor duración del ciclismo en la salud ósea.

Parece haber condiciones relacionadas con el deporte del ciclismo de ruta, no específicas de la mecánica del ciclismo en sí, que pueden predisponer a un atleta a una DMO baja con el tiempo. Estas condiciones siguen sin estar claras. Los posibles factores que contribuyen a la DMO más baja que se encuentra en los ciclistas incluyen la baja disponibilidad de energía y sus implicaciones hormonales y nutricionales asociadas, la disponibilidad de carbohidratos, la omisión de cargas con soporte de peso debido a las largas horas dedicadas a realizar ciclismo sin pesas, la pérdida de peso y el exceso de calcio. pérdidas a través del sudor y la orina. Estudios recientes también han proporcionado evidencia de la importancia de consumir carbohidratos para atenuar los marcadores de reabsorción ósea y apoyar la salud ósea durante el ejercicio (Heikura et al. 2019). Es de interés el hecho de que las gimnastas, atletas que a menudo también entrenan en condiciones de baja disponibilidad de energía, parecen obtener un efecto protector de su deporte de alto impacto, que anula la reabsorción ósea típicamente asociada con los déficits calóricos. Las altas fuerzas mecánicas en este deporte tienen grandes efectos osteogénicos, manteniendo la DMO, a diferencia de lo observado en ciclistas (Robinson et al. 1995). Esto hace que uno se pregunte si es la naturaleza del ciclismo sin carga de peso, ciertas condiciones que rodean al ciclismo o algo inherente a los aspectos mecánicos del ciclismo en sí, lo que aparentemente tiene un impacto negativo en el hueso.

Hasta la fecha, los investigadores han investigado los efectos de un episodio agudo de ciclos de alta intensidad en los marcadores de formación y reabsorción ósea, así como los ciclos de intensidad moderada y sus efectos sobre los huesos. Se han realizado estudios de campo donde se han cubierto las necesidades energéticas y donde se presentó deficiencia energética. Existe un vacío en la investigación en cuanto al impacto de la duración del ciclismo de intensidad moderada en el hueso, en un estado de reposición de energía, en un entorno controlado. Llenar este vacío a través de un enfoque sistemático ayudaría a comprender mejor si la duración afecta la respuesta ósea metabólica y cómo lo hace.

Hay una variedad de métodos para medir la respuesta del hueso a la carga mecánica aguda. Dado que los cambios en la BMD no son inmediatos y solo ocurren durante períodos de tiempo más prolongados, esta medición no es adecuada para investigar los cambios en el metabolismo óseo después de una sesión aguda de ejercicio. Después de una sesión aguda de ejercicio, es común medir los marcadores de recambio óseo circulante. Estos marcadores son productos de la formación o reabsorción ósea. Hay una variedad de marcadores de recambio óseo, sin embargo, algunos de los más comúnmente utilizados son los telopéptidos de reticulación N-terminal intacto (PINP) y C-terminal del procolágeno I del colágeno tipo I (CTX), que son reconocidos por la Fundación Internacional de Osteoporosis (IOF). ) y son productos de la activación de células osteoblásticas u osteoclásticas, respectivamente. Más recientemente, el metabolismo óseo se ha investigado a través de medidas de la glicoproteína esclerostina, un inhibidor de la vía Wnt, que conduce a una disminución de la formación ósea. El proceso de señalización de Wnt/β-catenina influye en la movilización de OPG (osteoprotegerina). La OPG se une al activador del receptor del ligando del factor nuclear kappa-β (RANKL), evitando que RANKL se una a RANK (un receptor de superficie celular de osteoclastos), actuando como un receptor señuelo. De lo contrario, la unión de RANKL a RANK aumentaría la resorción ósea. Por tanto, las dos vías, Wnt-B-catenina y OPG/RANKL tienen una relación que puede ayudarnos a comprender mejor los procesos de resorción y formación ósea.

Propósito: Este estudio tiene como objetivo investigar las diferencias en los marcadores del metabolismo óseo (CTX, PINP) y osteoquinas (esclerostina, OPG y RANKL) entre tres pruebas de ciclismo de intensidad moderada de diferente duración (30, 60 y 120 min) en un ambiente repleto de energía y carbohidratos. Expresar. La pregunta que los investigadores pretenden responder es si existe un umbral de tiempo en el que el estímulo continuo de una tensión moderada en el hueso no logra provocar una respuesta metabólica adicional en el hueso o incluso se vuelve osteocatabólico, cuando los atletas se encuentran en un estado repleto de energía. También se examinarán respuestas bioquímicas adicionales al ejercicio, incluidos marcadores inflamatorios, glucosa, marcadores anabólicos/hormonales y estrés oxidativo.

Métodos:

Quince participantes masculinos activos de 20 a 30 años (tamaño de la muestra calculado en base a Mezil et al. 2015) llegarán al laboratorio en 5 ocasiones distintas. La visita uno incluirá medidas antropométricas y una prueba de VO2max. Los participantes completarán un retiro de alimentos de 24 horas antes de la visita. Los participantes completarán un control y tres pruebas de ciclismo continuas (visitas 2, 3, 4 y 5) en el cicloergómetro al 60-70 % de su VO2 máx. respectivo en función de su prueba de la visita 1. El orden de las sesiones de ejercicio será aleatorio.

Los participantes seguirán una dieta equilibrada el día anterior a las visitas 2 a 5, que se basará en el registro de alimentos de los participantes durante las 24 horas anteriores a la visita uno. Se realizarán ajustes en el registro de alimentos de los participantes para cumplir con la composición de macronutrientes de 65 % CHO, 25 % PRO y 15 % grasa, para asegurar que lleguen al laboratorio en un estado repleto de energía antes de las visitas 2 a 5. Los participantes también recibirá pautas de hidratación durante las 24 horas previas a su llegada al laboratorio y se le pedirá que se abstenga de cualquier actividad vigorosa durante las 24 horas anteriores a todas las visitas al laboratorio.

Para las visitas 2 a 5, los participantes llegarán al laboratorio en ayunas para una extracción de sangre en reposo seguida de un desayuno estándar. Treinta minutos después del desayuno se procederá a la extracción de sangre post-desayuno seguida del respectivo protocolo del día (control, 30, 60 o 120 min de ciclismo). Se tomarán muestras de sangre adicionales como se describe a continuación. Para mantener la hidratación durante las pruebas de ciclismo, los participantes recibirán de 500 ml (para la prueba de 30 min) a 1 L (para las pruebas de 60 y 120 min) de agua para beber a voluntad. El valor de estas visitas es ver si hay un cambio en el metabolismo óseo a lo largo del tiempo entre el control y tres protocolos de duración de ciclos diferentes.

Muestras de sangre: Durante la sesión de control se tomarán un total de 7 muestras de sangre: una al llegar al laboratorio, una después de las comidas pero antes de que comience la sesión de control de 2 horas, y cinco durante la sesión de control a los 30 min, 60 min, 120 min, 150 min y 180 min. Durante cada prueba de ciclismo, se recolectarán un total de cinco (5) muestras de sangre de cada participante: una al llegar al laboratorio, una después de las comidas pero antes de la bicicleta y 3 después de la bicicleta a los 5 minutos, 30 minutos y 60 minutos. después de completar el ciclismo.

Las muestras de sangre se extraerán utilizando un catéter (IV) realizado por un paramédico certificado. El cateterismo se realizará cuando el sujeto llegue al laboratorio, sugiera signos vitales de línea de base antes y después de la colocación de la vía intravenosa, preferiblemente con el sujeto en posición recostada durante la evaluación y la colocación de la vía intravenosa. La colocación de IV se colocará preferentemente en el antebrazo izquierdo o derecho (mano posterior si no hay otros sitios visibles) con un máximo de dos intentos de IV por visita. La inserción IV debe completarse utilizando procedimientos asépticos según las normas de seguridad. La cánula IV se asegura mediante tegaderm, cinta hipoalergénica y un tejido elástico estilo red de pesca compatible para brindar protección adicional contra el desplazamiento durante la transpiración intensa y el movimiento del sujeto. La cánula se bloquearía con un candado de solución salina y una extensión para tener acceso durante las extracciones de sangre (consulte el cronograma a continuación). En cada extracción de sangre se debe utilizar un vacutainer inicial como extracción de desecho debido a la solución salina en la cámara IV y el segundo recipiente es una muestra venosa pura. Una vez que se completa el muestreo, la solución salina se vuelve a introducir a una presión ligeramente más alta en el bloqueo de solución salina para mantener la permeabilidad de la cánula para la próxima extracción. Métodos asépticos utilizados en cada procedimiento.

Todas las muestras de sangre contendrán de 5 a 10 ml de sangre utilizando tubos de suero y plasma. En cada muestra se examinarán los marcadores de recambio óseo, los marcadores anabólicos/hormonales, los marcadores inflamatorios y el estrés oxidativo. Para controlar el ritmo circadiano, la sesión de ejercicio y las muestras de sangre relacionadas se realizarán a la misma hora del día entre las 9:00 am y la 1:00 pm.

Medidas antropométricas: La altura se evaluará utilizando un estadiómetro al 0,1 cm más cercano sin zapatos. La masa corporal (kg), la grasa corporal relativa (%) y la masa libre de grasa (kg) se medirán mediante Bod Pod (método de pletismografía por desplazamiento de aire). Todos los participantes se familiarizarán con Bod Pod sentándose en la cámara antes de la prueba para ver si tienen claustrofobia. Los participantes tendrán la opción de un investigador del mismo sexo para tomar sus medidas antropométricas.