Plasmametalliprofiilin luonnehdinta terveiden miesten ja naisten akuuttiin harjoitteluun (METALEXO) (METALEXO)

Lukuisilla hivenainemetalleilla on olennainen rooli energia-aineenvaihdunnassa, mukaan lukien magnesium, sinkki tai mangaani (Heffernan et al., 2019). Korkean energiantarpeen omaavien miesten ja naisten huippu-urheilijoiden on näin ollen kompensoitava ruoalla tai juomalla näiden hivenainemetallien menetys ja/tai kehon väärinjakauma fyysisen harjoittelun aikana. Hivenainemetalleilla ja niiden vuorovaikutuksella aineenvaihduntaprosesseissa voi olla tärkeä rooli fyysisessä suorituskyvyssä. Niiden plasman saatavuuden modulaatio vasteena akuutille rasitukselle on kuitenkin edelleen huonosti ymmärretty (Heffernan et al., 2019). Induktiivisesti kytketty plasmamassaspektrometria (ICP-MS) on tehokas tekniikka kaikkien hivenainemetallien havaitsemiseen ja kvantifiointiin plasmassa ja erytrosyyteissä vastatakseen tähän kysymykseen.

Eri hivenainemetallien joukossa rauta on yksi tutkituimmista viimeisten 30 vuoden aikana. Rauta on todellakin olennainen hemoglobiinin ja myoglobiinin osa, joka mahdollistaa optimaalisen hapen toimituksen elimiin, erityisesti supistumisen alaisena luustolihakseen. Raudalla on myös tärkeä rooli mitokondrioiden hengitysketjussa sekä lukuisten entsyymien toiminnassa. Raudanpuute, erityisesti plasman raudan saatavuus, vaikuttaa haitallisesti urheilusuoritukseen edistämällä raudanpuuteanemiaa. Kestävyysurheilijoilla on usein raudanpuutetta (Sim et al., 2019), mutta jälkimmäinen saattaa vaikuttaa myös ei-urheilevaan väestöön, erityisesti naisiin (Mota et al., 2019). Rautaaineenvaihdunnan häiriöt intensiivisen harjoittelun aikana voivat riippua useista tekijöistä, mukaan lukien hyperhecpidinemia (Roecker et al., 2005). Korkeat plasman hepsidiinipitoisuudet todellakin myötävaikuttavat huippu-urheilijoilla perinteisesti havaittuun plasman raudan saatavuuden vähenemiseen. Lisäksi intravaskulaarinen hemolyysi yhdistettynä virtsan, maha-suolikanavan ja/tai hien raudan menetykseen voitiin havaita myös pitkittyneen intensiivisen harjoituksen aikana (Peeling et al., 2017). Kaiken kaikkiaan nämä tekijät voivat vaikuttaa suoraan toimintakykyyn liikunnan aikana. Mielenkiintoista on, että viimeaikaiset tutkimukset tukevat vahvaa vuorovaikutusta raudan aineenvaihdunnan ja muiden ei-rautapitoisten hivenaineiden, mukaan lukien muun muassa sinkin, kuparin tai koboltin, välillä (Loréal et al., 2014; Cavey et al., 2015). Intensiivisen fyysisen harjoittelun aikana ei-rautametallit voivat siten suoraan tai epäsuorasti vaikuttaa raudan tuonnin, varastoinnin tai viennin modulaatioon erilaisissa soluissa ja siten toiminnallisissa kyvyissä.

Tässä yhteydessä kliinisen pilottitutkimuksen tavoitteena on karakterisoida plasman metallominen profiili vasteena akuutille intensiiviselle harjoitukselle terveillä miehillä ja naisilla. Kaikki vapaaehtoiset (n=40) tekevät 3 käyntiä M2S-laboratoriossa: 1) inkluusiokäynti, joka sisältää antropometriset mittaukset, ruokavalio- ja fyysisen aktiivisuustutkimukset, 2) toinen käynti pyöräilytestin suorittamiseksi, 3) viimeinen käynti suorittaa aineenvaihduntatoimenpiteitä 30 minuutin intensiivisen harjoituksen aikana (esim. 90 % mekaanisesta tehosta anaerobisella kynnyksellä). Verinäytteet otetaan ennen tätä intensiivistä harjoitusta, sen jälkeen ja 3 tunnin toipumisen jälkeen plasman systeemisen raudan aineenvaihdunnan parametrien ja 29 ei-rautametallin pitoisuuksien määrittämiseksi.