Raudan toiminnallisen roolin määrittäminen aerobisessa harjoittelussa ja fyysisessä suorituskyvyssä

Tausta: Huolimatta Kiinan väestön aliravitsemuksen yleisestä paranemisesta, raudanpuute (ID) ja raudanpuuteanemia (matala rauta ja matala hemoglobiini, IDA) ovat edelleen laajalti yleisiä Kiinassa. Tuoreiden tutkimusten mukaan anemian esiintyvyys kiinalaisilla hedelmällisessä iässä olevilla naisilla on 20 prosenttia ja maaseudulla jopa 30 prosenttia, ja 85 prosenttia anemiatapauksista johtuu ID:stä. Diabetes, sydänsairaudet ja liikalihavuus ovat myös erittäin yleisiä Kiinassa – vaikka Kiinan hallitus ryhtyykin toimiin näitä epidemioita vastaan, usein fyysistä aktiivisuutta edistävin toimin. Raudanpuute ilman anemiaa (IDNA) voi heikentää aikuisten fyysistä suorituskykyä ja vähentää vapaaehtoiseen fyysiseen toimintaan käytettyä aikaa. IDNA:n lievittämiseen tarkoitettu raudan lisäys voi kuitenkin olla vähemmän tehokasta fyysisesti aktiivisilla, mikä viittaa monimutkaiseen, mutta tällä hetkellä määrittelemättömään suhteeseen rautatilan, harjoituksen ja fyysisen suorituskyvyn välillä. Yhdistetty analyysi kiinalaisten naisten raudan tilasta, harjoittelusta ja fyysisestä suorituskyvystä voisi valaista näiden tekijöiden välistä vuorovaikutusta ja niiden roolia diabeteksen ja liikalihavuuden vähentämisessä.

Yksi yleinen hoito raudanpuutteen oireisiin on perinteinen kiinalainen yrttihoito, Ba-Zhen-Ke-Li (BZKL). Vaikka tutkimukset ovat osoittaneet, että BZKL vaikuttaa joidenkin rautaan liittyvien proteiinien ilmentymiseen ja lisää kestävyyttä rotilla, ei tutkimuksissa ole tutkittu BZKL:n tehokkuutta rautamerkkiaineiden tai fyysisen suorituskyvyn parantamisessa ihmisillä. Tässä tutkimuksessa verrataan BZKL:n tehokkuutta raudan tilan ja fyysisen suorituskyvyn parantamisessa rautasulfaattilisäyksen tehoon.

Merkitys ja erityistavoitteet:

Ehdotetun tutkimuksen tavoitteena on selvittää rautatilan, fyysisen suorituskyvyn ja aerobisen harjoittelun välistä suhdetta. Suorittamalla rautainterventiotutkimuksen yhdessä harjoitusohjelman kanssa tutkijat voivat tutkia rautastatuksen muokkaavaa vaikutusta fyysisen suorituskyvyn muutoksiin aerobisesta harjoittelusta sekä aerobiseen harjoitteluun osallistumisen muokkaavaa vaikutusta rautastatuksen ylläpitoon. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi tehdään satunnaistettu kaksoissokkoutettu, lumekontrolloitu koe kiinalaisilla kollegiaalisilla naisilla.

Ehdotettu työ organisoidaan kolmen erityistavoitteen mukaisesti:

Tavoite I: Selvittää, miten rautastatuksen muutokset yksinään tai yhdessä harjoittelun kanssa vaikuttavat fyysiseen suorituskykyyn. Hypoteesi: Koehenkilöt, jotka sekä parantavat rautastatusta että saavat harjoittelua, osoittavat parannuksia fyysisessä suorituskyvyssä enemmän kuin lisäparannukset, jotka johtuvat jommastakummasta hoidosta yksin. Tämä tulos viittaa siihen, että rautaiset ihmiset hyötyvät harjoittelusta enemmän kuin ne, joilla on raudanpuute.

Tavoite II: Selvittää kuinka aerobinen harjoittelu vaikuttaa raudan homeostaasin ylläpitämiseen. Hypoteesi: Liikuntaharjoitteluun osallistuvien koehenkilöiden raudat parantuvat vähemmän rautalisän ansiosta kuin istuvat henkilöt, jotka saavat samaa rautalisää. Tämä viittaa siihen, että säännöllinen harjoittelu vaikuttaa negatiivisesti raudan imeytymiseen, raudan erittymiseen ja/tai raudan homeostaasiin.

Tavoite III: Selvittää, voidaanko BZKL:ää käyttää raudan lisäravinteena raudan tilan tai fyysisen suorituskyvyn parantamiseen raudanpuutteellisilla naisilla, joilla ei ole anemiaa. Hypoteesi: BZKL:ää saavien naisten rautastatus ja fyysinen suorituskyky paranevat enemmän kuin lumelääkettä saaneiden naisten.

Ehdotettu tutkimus tavoitteissa 1 ja 2 on tärkeä, koska IDNA:ssa raudan, harjoittelun ja fyysisen suorituskyvyn välisille havaituille yhteyksille ei ole tiedossa olevaa selitystä. Tämä tutkimus auttaa selventämään rautatilan roolia harjoittelun fyysiseen suorituskykyyn vaikuttavien vaikutusten muuttamisessa sekä sitä, vaikuttaako harjoitteluun osallistuminen rautalisän tehokkuuteen rautatilan parantamisessa.

Tämän tutkimuksen pitkän aikavälin merkitys on, että näiden suhteiden luominen edistää nykyistä ymmärrystä siitä, miten rautastatus vaikuttaa aerobiseen harjoitteluun ja fyysiseen suorituskykyyn ja vaikuttaa niihin. Tämä tieto voisi johtaa parannettuihin fyysisen aktiivisuuden interventioihin, jotka auttavat vähentämään kroonisia sairauksia, kuten liikalihavuutta ja diabetesta väestössä, joissa ID:n esiintyvyys on suuri, kuten Yhdysvalloissa ja Kiinassa. Se auttaa myös tiedottamaan rautainterventioista, joiden tarkoituksena on lievittää ID:tä fyysisesti aktiivisissa väestöryhmissä, kuten maaseudun kiinalaistyöläiset ja kehittyneiden maiden naiset, jotka osallistuvat aerobiseen harjoitteluun parantaakseen kuntoa.

Tutkimussuunnittelu ja menetelmät:

Osallistujat ovat 18–26-vuotiaita naisia, joilla on alhainen rautataso, mutta normaali hemoglobiini (Hb) (ferritiini <20 μg/l ja Hb > 120 g/L), jotka ovat muuten terveitä.

Tutkimus on satunnaistettu kaksoissokkoutettu, lumekontrolloitu tutkimus, jossa on 3x2-malli. Teholaskelmat perustuivat tutkijoiden Shanghaissa vuonna 2013 suorittamaan pilottitutkimukseen sekä Brownlien et al. Otoskoon laskettiin vaativan 24 naista ryhmää kohden, mikä laajennettiin 29 koehenkilöön ryhmää kohden näytteen keskeyttämisen mahdollistamiseksi. Koehenkilöt satunnaistetaan saamaan joko 50 mg rautasulfaattikapselia kahdesti päivässä (20 mg alkuainerautaa/päivä), 6 mg BaZhen KeLi:a tai identtisiä lumekapseleita 8 viikon ajan. Puolet jokaisesta lisäosaryhmästä jaetaan myös satunnaisesti saamaan 8 viikon aerobista harjoittelua (5 päivää/viikko, 25 minuuttia/päivä) tai ei harjoittelua.

Viikoilla 0, 4 ja 8 koehenkilöt suorittavat seuraavat:

1. Antropometriset mitat (pituus, paino, ihopoimun paksuus)
2. Fyysinen aktiivisuus ja 4 päivän ravinnonsaantikyselylomakkeet
3. Lepolaskimoverenotto raudan tilan arviointia varten
4. Harjoitustesti (VO2max-testi ja energiatehokkuustesti)

Tavoitteiden 1 ja 2 saavuttamiseksi tutkijat vertaavat energiatehokkuutta, maksimaalista kykyä käyttää happea, hengityskynnystä ja veren laktaattipitoisuuksia lähtötilanteessa, lisäravinteen (tai lumelääkkeen) jälkeen ja harjoittelun jälkeen (tai ilman harjoittelua). 3x2-tutkimuksen suunnittelu mahdollistaa sen määrittämisen, hyötyvätkö rautaa saavat koehenkilöt enemmän harjoittelusta. Tutkijat selvittävät myös, vaikuttaako harjoitteluharjoitteluun osallistuminen raudan homeostaasiin tai alentaako rautaa.