Réponse osseuse à l'exercice et à la restriction énergétique chez les jeunes adultes

Introduction : Le système squelettique sert à diverses fins telles que fournir un soutien structurel, la locomotion, la protection et plus encore. Afin de maintenir ces fonctions, la solidité osseuse doit être maintenue. Le processus de remplacement d'un os plus ancien et micro-endommagé par un os plus récent et plus sain est connu sous le nom de remodelage osseux. Le remodelage osseux implique l'équilibre/le couplage de la résorption osseuse et de la formation osseuse. La charge mécanique est l'ampleur de la contrainte exercée sur l'os qui stimule le remodelage osseux, qui détermine la densité minérale osseuse (DMO) et favorise la croissance osseuse (Olmedillas et al. 2011). Ainsi, la recherche humaine sur les déterminants de la croissance et de la résistance des os se concentre sur deux facteurs communs, l'exercice et la nutrition. Bien que le cyclisme, un exercice principalement aérobie, soit exceptionnel pour la forme cardiovasculaire, on se demande souvent s'il fournit une contrainte mécanique adéquate sur les os. À ce jour, la littérature entourant le cyclisme et son impact sur les os est contradictoire et limitée. Un apport énergétique inadéquat peut également influencer la DMO via des réductions du contenu minéral osseux. La restriction énergétique est connue pour réduire le facteur de croissance analogue à l'insuline 1 (IGF-1), qui joue un rôle important dans la formation osseuse 5. Une restriction énergétique alimentaire aiguë s'est avérée être accompagnée d'un déséquilibre du remodelage osseux avec une formation osseuse réduite, ce qui est particulièrement dangereux dans les sports aérobies qui dépensent une grande quantité d'énergie, comme le cyclisme. De nombreux cyclistes professionnels et maîtres sont classés comme ostéopéniques (Medelli et al. 2000). Plus précisément, les cyclistes féminines ont montré des valeurs significativement inférieures de DMO pour tout le corps et une résistance osseuse plus faible que les cyclistes masculins (Olmedillas et al. 2011). De plus, les cyclistes féminines sont connues pour être carencées en énergie (faible apport calorique), l'apport énergétique moyen étant de 85 % des apports nutritionnels recommandés (AJR). Par conséquent, il est important de comprendre si le cyclisme est une mauvaise forme d'exercice pour la santé des os ou si la restriction énergétique, seule ou en combinaison avec le cyclisme, est le véritable problème sous-jacent.

Objectif : L'objectif de cette étude est d'examiner si la restriction énergétique à court terme entraîne des changements dans les marqueurs de l'inflammation, du stress oxydatif, du remodelage osseux au repos et en réponse au cyclisme chez les jeunes adultes. Plus précisément, l'étude examinera les changements dans les marqueurs osseux circulants au repos et après un épisode de rotation à faible impact de 45 minutes (cyclisme) avant et après une semaine d'apport énergétique restreint.

Méthodes : Quinze hommes et femmes en bonne santé, âgés de 20 à 25 ans, seront invités à participer à cette étude, qui comprend un essai de contrôle et deux visites d'essai d'exercice prévues à une semaine d'intervalle. Les femmes prendront des contraceptifs oraux monophasiques. Au cours de l'essai de contrôle, les participants seront informés de l'objectif et des procédures, rempliront un questionnaire de dépistage de l'exercice et fourniront 4 échantillons de sang au repos. Une semaine plus tard, les participants effectueront le premier essai d'exercice d'une session de rotation de 45 minutes. Suite au premier essai, les participants suivront un régime hypocalorique prédéterminé (25% de leur alimentation habituelle) pendant une semaine, à l'issue de laquelle ils effectueront le deuxième essai suivant le même protocole de cyclisme. Entre la première et la dernière visite, les participants recevront un Fitbit pour suivre leur activité (pas, fréquence cardiaque, participation à une activité physique) et leurs habitudes alimentaires dans un journal alimentaire. Pour garder le régime cohérent et standardisé, les participants seront également invités à enregistrer leur apport alimentaire habituel pendant la semaine de contrôle à l'aide de l'application "Eat This Much", qui fournira un plan de portion global et une mesure de restriction calorique de 25 % pour la semaine d'intervention. . Ainsi, le régime d'intervention reflétera le régime de contrôle en termes de types d'aliments consommés, la différence étant dans la quantité consommée. Il n'y aura aucune restriction concernant l'eau, mais les boissons seront limitées en fonction du plan global d'apport calorique. Dans les deux essais, le sang sera prélevé au repos (c'est-à-dire avant l'essai, à jeun) et 3 fois après l'essai (5 min , 1h et 24h). Le sang sera centrifugé et le sérum séparé, aliquoté puis stocké à -80 °C jusqu'à l'analyse 8. Le sérum sera analysé pour les marqueurs biochimiques du remodelage osseux (par ex. l'ostéocalcine, la phosphatase alcaline osseuse spécifique [BAP] ; ostéoprotégérine [OPG]) et la résorption osseuse (télopeptides C du collagène de type I [CTX] ; activateur du récepteur du ligand du facteur nucléaire κB [RANKL], sclérostine) pour évaluer l'impact de la restriction énergétique sur l'os au repos et en réponse à l'effort. Les marqueurs de stress métabolique et oxydatif, les cytokines inflammatoires, les adipokines, les facteurs de croissance et les hormones seront également évalués pour examiner les effets médiateurs potentiels.

Impact : Ce travail innovant a le potentiel de faire des progrès significatifs dans la compréhension de l'impact de la restriction énergétique et du cycle sur la santé osseuse. Les résultats de ce travail pourront être traduits pour comprendre la croissance et le développement des tissus en réponse à l'exercice et à la malnutrition.