Durée du cyclisme et marqueurs osseux chez les jeunes adultes actifs

Introduction:

Il a été démontré que l'exercice est bénéfique pour la santé des os. Il est bien documenté qu'une poussée aiguë de mise en charge, de charge élevée et de tension dynamique sur le squelette mobilise les marqueurs de la formation osseuse chez les hommes et les femmes de poids normal. Des épisodes aigus d'exercices à faible impact et à haute intensité, tels que le cyclisme, ont également été étudiés pour leurs effets sur la formation et la résorption osseuses, montrant un effet anabolisant global (Mezil et al. 2015). Il existe une étude portant sur un cycle aigu de deux heures de cycles d'intensité modérée, qui a montré des augmentations de l'hormone parathyroïdienne, associées au métabolisme osseux, bien que les effets de ces changements hormonaux transitoires sur les os restent inconnus (Barry & Kohrt, 2007). Un minimum de recherches a étudié les effets d'épisodes aigus de cycles continus d'intensité modérée (70 % de la VO2 max) sur le métabolisme osseux. Contrairement à ces études contrôlées aiguës, au moins deux études ont rapporté que les athlètes qui participent régulièrement à des sports sans mise en charge tels que le cyclisme présentent des taux plus élevés d'ostéopénie dans la région de la colonne lombaire et de la hanche (Rector et al. 2008 ; Sherk et al. 2013). Une autre étude a examiné l'état osseux des cyclistes masculins adolescents, âgés de plus de 17 ans et de moins de 17 ans, par rapport à des témoins en bonne santé appariés selon l'âge. Les cyclistes avaient une DMO plus faible au niveau des jambes, du bassin et de la hanche totale. Chez les cyclistes de plus de 17 ans, la DMO rapportée était de 8,9 % à 24,5 % inférieure pour l'ensemble du corps, du bassin, de la hanche fémorale et des jambes, ce qui suggère que le cyclisme effectué pendant l'adolescence peut affecter négativement la santé des os et la capacité d'atteindre le pic de masse osseuse pendant cette période critique ( Olmedillas et al. 2011). Cependant, une petite étude portant sur 5 coureurs d'élite masculins lors d'une course cycliste sur route de 6 jours, tout en répondant aux besoins énergétiques, a montré une augmentation des marqueurs de formation osseuse et une diminution des marqueurs de résorption osseuse (Hinton et al. 2010). Ainsi, les éléments de preuve fournis ci-dessus semblent contradictoires. D'une part, un épisode aigu de cyclisme à haute intensité a un effet ostéogénique sur l'os, tandis que des études à plus long terme ou des données d'observation, qui tiennent compte du temps nécessaire pour voir les changements de DMO, semblent montrer que le cyclisme sur route peut également avoir un effet effet ostéocatabolique sur l'os (Olmedillas et al. 2012). Cette contradiction soulève des questions intéressantes sur les impacts de plus grandes charges de cyclisme, les apports énergétiques, ainsi que les impacts de plus longues durées de cyclisme sur la santé osseuse.

Il semble y avoir des conditions liées au sport du cyclisme sur route, non spécifiques à la mécanique du cyclisme lui-même, qui peuvent prédisposer un athlète à une faible DMO au fil du temps. Ces conditions restent floues. Les facteurs possibles contribuant à la baisse de la DMO observée chez les cyclistes comprennent une faible disponibilité énergétique et ses implications hormonales et nutritionnelles associées, la disponibilité des glucides, l'omission de charges portantes en raison de longues heures passées à faire du vélo sans poids, la perte de poids, ainsi qu'un excès de calcium. pertes par la sueur et l'urine. Des études récentes ont également fourni des preuves de l'importance de la consommation de glucides pour atténuer les marqueurs de la résorption osseuse et soutenir la santé osseuse pendant l'exercice (Heikura et al. 2019). Il est intéressant de noter que les gymnastes, des athlètes qui s'entraînent souvent dans des conditions de faible disponibilité énergétique, semblent bénéficier d'un effet protecteur de leur sport à fort impact, qui annule la résorption osseuse généralement associée aux déficits caloriques. Les forces mécaniques élevées dans ce sport ont des effets ostéogéniques importants, maintenant la DMO, contrairement à ce qui a été observé chez les cyclistes (Robinson et al. 1995). Cela amène à se demander si c'est la nature non porteuse du cyclisme, certaines conditions entourant le cyclisme ou quelque chose d'inhérent aux aspects mécaniques du cyclisme lui-même, qui ont un impact apparemment négatif sur les os ?

À ce jour, les chercheurs ont étudié les effets d'un épisode aigu de cycles de haute intensité sur les marqueurs de la formation et de la résorption osseuse, ainsi que les cycles d'intensité modérée et leurs effets sur les os. Des études sur le terrain ont été exécutées là où les besoins énergétiques ont été satisfaits et là où il y avait un manque d'énergie. Il existe une lacune dans la recherche en ce qui concerne l'impact de la durée d'un cycle d'intensité modérée sur l'os, dans un état énergétique complet, dans un cadre contrôlé. Combler cette lacune par une approche systématique aiderait à mieux comprendre si et comment la durée impacte la réponse métabolique osseuse.

Il existe une variété de méthodes pour mesurer la réponse de l'os à une charge mécanique aiguë. Étant donné que les modifications de la DMO ne sont pas immédiates et ne se produisent que sur de plus longues périodes, cette mesure n'est pas appropriée pour étudier les modifications du métabolisme osseux après une séance d'exercice intense. Après une séance d'exercice intense, il est courant de mesurer les marqueurs du remodelage osseux circulant. Ces marqueurs sont des produits de la formation ou de la résorption osseuse. Il existe une variété de marqueurs de remodelage osseux, mais certains des plus couramment utilisés sont le procollagène I intact N-terminal (PINP) et les télopeptides réticulants C-terminaux du collagène de type I (CTX), qui sont reconnus par la Fondation internationale contre l'ostéoporose (IOF ) et sont des produits d'activation cellulaire ostéoblastique ou ostéoclastique, respectivement. Plus récemment, le métabolisme osseux a été étudié par des mesures de la glycoprotéine sclérostine, un inhibiteur de la voie Wnt, qui entraîne une diminution de la formation osseuse. Le processus de signalisation Wnt/β-caténine a une influence sur la mobilisation de l'OPG (ostéoprotégérine). L'OPG se lie à l'activateur du récepteur du ligand du facteur nucléaire kappa-β (RANKL), empêchant RANKL de se lier à RANK (un récepteur de surface cellulaire des ostéoclastes), agissant comme un récepteur leurre. La liaison de RANKL à RANK augmenterait autrement la résorption osseuse. Par conséquent, les deux voies, Wnt-B-caténine et OPG/RANKL ont une relation qui peut nous aider à mieux comprendre les processus de résorption et de formation osseuse.

Objectif : Cette étude vise à étudier les différences de marqueurs du métabolisme osseux (CTX, PINP) et des ostéokines (sclérostine, OPG et RANKL) entre trois essais de cyclisme d'intensité modérée et de durée différente (30, 60 et 120 min) dans un environnement énergétique et glucidique rempli. Etat. La question à laquelle les chercheurs visent à répondre est de savoir s'il existe un seuil de temps où un stimulus continu résultant d'une contrainte modérée sur l'os ne parvient pas à susciter une réponse métabolique supplémentaire dans l'os ou même devient ostéocatabolique, lorsque les athlètes sont dans un état de pleine énergie. Des réponses biochimiques supplémentaires à l'exercice seront également examinées, notamment les marqueurs inflammatoires, le glucose, les marqueurs anaboliques/hormonaux et le stress oxydatif.

Méthodes :

Quinze participants masculins actifs de 20 à 30 ans (taille de l'échantillon calculée sur la base de Mezil et al. 2015) arriveront au laboratoire à 5 reprises. La première visite comprendra des mesures anthropométriques et un test VO2max. Les participants rempliront un rappel alimentaire de 24 heures avant la première visite. Les participants effectueront un contrôle et trois essais de cyclisme continus (visites 2, 3, 4 et 5) sur le vélo ergomètre à 60-70 % de leur VO2 max respectif en fonction de leur test de la visite 1. L'ordre des séances d'exercices sera aléatoire.

Les participants suivront un régime alimentaire équilibré la veille des visites 2 à 5, qui sera basé sur le journal alimentaire des participants pour les 24 heures précédant la première visite. Des ajustements seront apportés au journal alimentaire des participants afin de respecter la composition en macronutriments de 65 % CHO, 25 % PRO et 15 % de matières grasses, pour s'assurer qu'ils arrivent au laboratoire dans un état énergétique complet avant les visites 2 à 5. Les participants pourront également recevoir des directives d'hydratation pour les 24 heures avant d'arriver au laboratoire et il sera demandé de s'abstenir de toute activité vigoureuse pendant 24 heures avant toute visite au laboratoire.

Pour les visites 2 à 5, les participants arriveront au laboratoire à jeun pour une prise de sang au repos suivie d'un petit-déjeuner standard. Trente minutes après le petit-déjeuner, une prise de sang après le petit-déjeuner sera effectuée suivie du protocole respectif de la journée (témoin, cycle de 30, 60 ou 120 minutes). Des échantillons de sang supplémentaires seront prélevés comme décrit ci-dessous. Pour maintenir l'hydratation pendant les épreuves cyclistes, les participants recevront de 500 ml (pour l'épreuve de 30 min) à 1L (pour les épreuves de 60 et 120 min) d'eau à boire à volonté. L'intérêt de ces visites est de voir s'il y a un changement du métabolisme osseux dans le temps entre le contrôle et trois protocoles de durée de cycle différents.

Échantillons sanguins : Au cours de la séance de contrôle, un total de 7 échantillons de sang seront prélevés : un à l'arrivée au laboratoire, un après le repas mais avant le début de la séance de contrôle de 2 heures, et cinq pendant la séance de contrôle à 30 min, 60 minutes. min, 120 min, 150 min et 180 min. Au cours de chaque essai cycliste, un total de cinq (5) échantillons de sang de chaque participant seront prélevés : un à l'arrivée au laboratoire, un après le repas mais avant le cyclisme, et 3 après le cyclisme à 5 minutes, 30 minutes et 60 minutes. après avoir terminé le cyclisme.

Les échantillons de sang seront prélevés à l'aide d'un cathéter (IV) effectué par un ambulancier certifié. Le cathétérisme se ferait à l'arrivée du sujet au laboratoire, suggérerait des signes vitaux de base avant et après le placement IV, de préférence avec le sujet en position couchée pendant la durée de l'évaluation et du placement IV. Placement IV à placer préférentiellement dans l'avant-bras gauche ou droit (main postérieure si aucun autre site visible) avec un maximum de deux tentatives IV par visite. L'insertion intraveineuse doit être effectuée en utilisant des procédures aseptiques conformément aux normes de sécurité. La canule IV doit être fixée via du tegaderm, du ruban hypoallergénique et un tissu élastique de style résille conforme pour fournir une protection supplémentaire contre le déplacement lors de fortes transpirations et de mouvements du sujet. La canule serait verrouillée avec un verrou salin et une extension pour l'accès pendant les prélèvements sanguins (voir ci-dessous pour le calendrier). Chaque prélèvement sanguin doit utiliser un vacutainer initial comme prélèvement de déchets en raison de la solution saline dans la serrure IV, le deuxième récipient étant un échantillon veineux pur. Une fois l'échantillonnage terminé, la solution saline est réintroduite à une pression légèrement plus élevée dans le sas de solution saline pour maintenir la perméabilité de la canule pour le prélèvement suivant. Méthodes aseptiques utilisées tout au long de chaque procédure.

Tous les échantillons de sang contiendront 5 à 10 ml de sang à l'aide de tubes de sérum et de plasma. Les marqueurs du remodelage osseux, les marqueurs anaboliques/hormonaux, les marqueurs inflammatoires et le stress oxydatif seront examinés dans chaque échantillon. Pour contrôler le rythme circadien, la séance d'exercice et les prélèvements sanguins associés seront effectués au même moment de la journée entre 9h00 et 13h00.

Mesures anthropométriques : La taille sera évaluée à l'aide d'un stadiomètre à 0,1 cm près sans chaussures. La masse corporelle (kg), la graisse corporelle relative (%) et la masse sans graisse (kg) seront mesurées à l'aide du Bod Pod (méthode de pléthysmographie par déplacement d'air). Tous les participants se familiariseront avec Bod Pod en s'asseyant dans la chambre avant le test pour voir s'ils sont claustrophobes. Les participants auront le choix d'un enquêteur du même sexe pour prendre leurs mensurations anthropométriques.