Resistenssiharjoituksen aiheuttama anabolismi nuorilla ja aikuisilla

Lasten ja nuorten vastustusharjoittelusta (RET) on tullut suosittu tutkimusalue, ja sen käyttöä tukee kasvava määrä näyttöä. Kanta- ja konsensuslausunnot lasten RET:stä osoittavat, että se on turvallinen ja tehokas lisäämään lihasvoimaa, parantamaan urheilusuoritusta ja vähentämään loukkaantumisriskiä. Hermo- ja lihasmekanismit voivat parantaa lihasvoimaa RET:n jälkeen. Neuraalitekijöitä ovat yksilön motoristen yksiköiden parantunut rekrytointi ja ampuminen, ja lihastekijöitä ovat ensisijaisesti lihaksen koon kasvu (hypertrofia).

Lapsilla tiedetään vähän siitä, kuinka nämä mekanismit liittyvät lihasvoimaan. Lapsilla on hyvin vähän todisteita morfologisista muutoksista RET:n jälkeen. Siksi perinteinen viisaus on, että lapset luottavat vain hermostollisiin tekijöihin parantaakseen voimaa RET:n jälkeen, mikä johtuu mahdollisesti heidän verenkierrossa olevien androgeenien alhaisemmista tasoista. Jotkut tutkimukset ovat kuitenkin ehdottaneet RET-indusoitua lihasten hypertrofiaa lapsilla ja nuorilla, mikä osoittaa, että tietyillä harjoitusprotokollikoilla lapset voivat saavuttaa lihaskasvua.

Lihaskuitujen hypertrofiaa ilmenee, kun lihasproteiinisynteesin (MPS) nopeus on suurempi kuin proteiinien hajoamisnopeus, ja se lisääntyy ravinnon aminohappojen nauttimisen myötä. Lapsipopulaatioiden lihasnäytteiden (eli lihasbiopsioiden) ottamiseen liittyvistä eettisistä huolenaiheista johtuen MPS:n määrää ei ole aiemmin arvioitu lasten RET:n jälkeen. Viimeaikaiset edistysaskeleet stabiilien isotooppien metodologiassa mahdollistavat MPS:n arvioinnin ei-invasiivisessa hengitystestissä, joka perustuu välttämättömän aminohapon (eli leusiinin) retentioon, joka metaboloituu ensisijaisesti luurankolihaksissa. Ottaen huomioon, että aminohappoja voidaan "varastoida" vain toiminnallisiin kehon proteiineihin, jolloin ylimäärä muunnetaan energiaksi (eli hapetetaan), tämä ei-invasiivinen tekniikka on ihanteellinen arvioimaan turvallisesti RET:n anabolisen (eli kasvun) potentiaali lapsilla. Itse asiassa samanlaisia ​​tekniikoita, joissa käytetään nautittuja stabiileja isotooppeja, on käytetty turvallisesti ja menestyksekkäästi lapsilla ja nuorilla.

Ehdotetun tutkimuksen tavoitteena on tutkia akuutin RET-kohtauksen vaikutuksia leusiiniretentioon (MPS:n esikuva) lapsilla, nuorilla ja aikuisilla non-invasiivisen hengitystestin avulla. Oletetaan, että RET-jakson jälkeen proteiinin retentio lisääntyy kaikissa ryhmissä verrattuna harjoittamattomaan tilaan. Suuremmasta leusiiniretention perusnopeudesta johtuen (eli kasvuprosesseissa) RET-indusoitu nousu on kuitenkin suhteellisen pienempi lapsilla ja nuorilla.

Suunnittelu: Ehdotetussa tutkimuksessa käytetään poikkileikkaussuunnitelmaa, jossa verrataan leusiinin retentiota levossa sekä lasten, nuorten ja aikuisten vastustusharjoittelun jälkeen.

Toimenpiteet: Osallistujien tulee tehdä kolme käyntiä Brockin yliopiston soveltavan fysiologian laboratoriossa kaikkien toimenpiteiden suorittamiseksi.

Vierailun 1 aikana osallistujille ja heidän huoltajilleen (jos alle 18-vuotiaat) tiedotetaan kaikista testeistä ja toimenpiteistä, jotka suoritetaan tutkimuksen aikana. Osallistujilta ja heidän huoltajaltaan (lasten ja nuorten osalta) hankitaan kirjallinen ja suullinen suostumus ennen lisäkyselyiden jatkamista. Sen jälkeen täytetään kyselytutkimukset lääketieteellisistä syistä, murrosiän vaiheesta, urheiluharjoituksista, kuukautisten ja ehkäisyvälineiden käytöstä (nuorille ja aikuisille naisille), tavanomaisista ruokailutottumuksista ja tavanomaisesta fyysisesta aktiivisuudesta. Tehdään myös antropometrisiä mittauksia (eli pituus, istumakorkeus, kehon rasvakoostumus, ihopoimun paksuus, raajojen pituudet, raajan ympärysmitat, lihasten poikkileikkausala). Kyselylomakkeiden ja antropometristen mittausten jälkeen osallistujat tutustutaan RET-istunnossa suoritettaviin harjoituksiin. Jokaisen osallistujan voimat testataan myös näitä harjoituksia varten.

Käynnit 2 ja 3 toimivat koeistuntoina ja koostuvat RET- ja lepoistunnosta, jotka suoritetaan tasapainoisessa järjestyksessä. Näihin istuntoihin osallistujat saapuvat paastona aamulla, ja heille tarjotaan standardoitu aamiainen ja juoma. Kokeellisten istuntojen alussa osallistujien hengitystä kerätään. Tätä seuraa RET jossakin harjoituksessa tai jatkuva lepo. Annos L-[1-13C]leusiini-isotooppia kulutetaan tämän jälkeen kunkin osallistujan ruumiinmassan perusteella (proteiini- ja hiilihydraattijuoman sisällä) ja jokaisen osallistujan hengityksen keräämistä jatketaan seuraavat 5 tuntia (yhteensä 11 hengitysnäytteet). Jokaiselle osallistujalle annetaan pieni välipala tämän hengityksen keruujakson aikana.

Vastusharjoitus: Voimakoe ja harjoitusprotokolla sisältävät seuraavat harjoitukset, jotka kaikki suoritetaan voimaharjoittelukoneilla. Tällaisten välineiden käyttöä pidetään turvallisempana kuin vapaiden painojen käyttöä, koska raajojen liikkeiden aikana on vähemmän vapausasteita, mikä estää tekniset viat ennen lihasväsymystä. Tehdään seuraavat harjoitukset: istuva jalkapunnerrus, istuva yläpunnerrus, istuva rintapunistus, istuva vaakarivi. Harjoitukset suoritetaan Canadian Society for Exercise Physiology -järjestön (CSEP - PATH, 2021) kuvaamilla tekniikoilla.

RET-protokolla sisältää 3-5 sarjaa jokaista harjoitusta 70-80 % 1RM:stä. Jokainen harjoitus suoritetaan epäonnistumiseen saakka (eli kunnes osallistuja ei voi enää suorittaa liikettä turvallisella tekniikalla), koska tämän on osoitettu olevan optimaalinen stimuloimaan MPS:ää ja aiheuttamaan lihasten hypertrofiaa. Sarjaa kohden odotetaan suoritettavan noin 8-15 toistoa ja sarjojen välillä annetaan ~90 s lepoa. Samankaltaisen akuutin RET-protokollan on aiemmin osoitettu olevan riittävä ärsyke herättämään eroja leusiinin retentiossa lepoon verrattuna (testattu käyttämällä ei-invasiivista hengitystestiä, jota käytetään ehdotetussa tutkimuksessa) aikuisilla.

Ehdotettuun tutkimukseen osallistuvat miehiä ja naisia ​​esipuberteetti-ikäisiä lapsia (n. 7-12 vuotta), nuoria (noin 13-16 vuotta) ja aikuisia (18-35 vuotta).