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女性の骨(再)モデリングのマーカーに対する低エネルギー可用性と高衝撃ジャンプの影響

2023年2月13日 更新者:Katherine Brooke-Wavell、Loughborough University

若い女性の骨形成と骨吸収のマーカーに対する短期間の低エネルギー可用性と低反復高衝撃ジャンプの影響

骨粗鬆症は、骨の健康状態の悪さによって分類される世界的な健康問題であり、主に骨ミネラル密度の低下によって診断され、医療システムに毎年数十億ドルの費用がかかります。 身体活動に大量のエネルギーを消費したり、体重を減らすために食事を制限したりするアスリートやエクササイズをしている人々は、エネルギーの利用可能性が低下するリスクがあります。 これは、最適な生理機能を維持するために、個人が運動エネルギー需要を適切な食事摂取量と一致させることができない場合です。これは、骨密度の低下、人生の初期および後期の両方での骨粗鬆症、および怪我のリスクの増加につながる可能性があります. ランナーは、繰り返しの地面への衝撃によるエネルギーの利用可能性の低下に反応して、疲労骨折を特に起こしやすくなります。 研究によると、わずか 5 日間エネルギーが不足すると、身体的に活動的な女性の骨形成が大幅に減少し、骨吸収が大幅に増加します。 理想的な解決策は、エネルギーの可用性を回復することです。ただし、これは、激しいトレーニングや減量の目標との競合の期間中は非常に難しいことがよくあります. したがって、骨の健康を保護するための代替ツールを開発する必要があります。 以前の研究では、これが骨の損失を防ぐのではなく加速させることが示されているため、運動の介入によってエネルギーの利用可能性がさらに低下しないことが重要です。 低反復高衝撃ジャンプ運動は、骨の健康に非常に有益であり、エネルギーが十分にある状態での長期介入として使用すると、骨構造を改善することが示されています. 完了までにかかる時間は非常に短く、消費するエネルギーもごくわずかです。 しかし、これまでのところ、エネルギーの利用可能性が低い場合のそのような介入の影響を調べた研究はありません。 現在の研究では、低反復の高衝撃ジャンプが、5 日間の低エネルギー可用性の間に経験した骨形成の減少と骨吸収の増加を防止または軽減するかどうかを調査し、調査結果は、骨の健康を保護するためのアスレチックおよびレクリエーション トレーニングの推奨事項に影響を与えます。 .

調査の概要

詳細な説明

参加者は、2 つの別々の月経周期の最初の 7 日以内に 2 つの 4 日間の実験条件を完了します。 これらには、4 日間のベースライン評価期間が先行します。 合計で 3 つの実験条件があります: コントロール (CON)、低エネルギー可用性 (LEA)、低エネルギー可用性および高衝撃ジャンプ (LEA+J)。 参加者は、コントロール条件と LEA または LEA+J 条件のいずれかを完了するためにランダムに割り当てられます。 2 つの条件が満たされる順序はランダム化され、相殺されます。 合計で、参加者ごとに 15 回の研究室訪問が必要になります。

ベースライン評価 (4 日間と 1 回の訪問):

訪問 1:

参加者は、参加者情報シートを検討するために少なくとも 24 時間が経過したら、1 日目にインフォームド コンセント手順を完了するために研究室に来ます。 インフォームド コンセントが与えられた場合、参加者は 3 つのアンケート (健康診断、女性の低エネルギー利用アンケート、および国際身体活動アンケート) に記入します。これには、病歴および負傷歴、食習慣、月経周期および身体活動習慣に関する質問が含まれます。 その後、身長と体重を測定します。 応答と測定により、参加者が包含基準と除外基準を満たしていることが確認された場合、彼らは安静時代謝率評価の習熟を受け、薄暗い部屋で仰臥位になり、マウスピースを介して呼気ガスが収集されます。 慣れている間、研究者は過呼吸の兆候をチェックします。 それに続いて、参加者が実験条件の間にこのルーチンを実行するグ​​ループにランダム化されている場合、参加者はジャンプ運動ルーチンに慣れます。 最後に、参加者はトレッドミルで自発的な疲労まで漸進的な運動テストを完了するように求められますが、代謝カートを使用して呼気ガスが収集および分析され、心拍数と知覚された運動の評価が有酸素フィットネスの尺度として取得されます。

次の 3 日間 (2、3、および 4)、参加者は、提供された体重計のセットと、研究者が目を通して読む日記自体の指示に従って食事日記を使用して、体重測定されたエネルギー摂取量を自己報告するように指示されます。参加者。 彼らは通常の食生活に従って食事をし、4日目の終わりまたはその後の訪問中に電子的に返却するよう求められます. また、参加者には 3 軸加速度計 (Actigraph GT3X+) デバイスが提供され、2、3、または 4 日目 (入浴と洗濯時を除く) の間、腰の周りに着用するように指示されます。 2 日目、3 日目、または 4 日目に研究室を訪問する必要はありません。

実験条件 (条件ごとに 4 日間と 4 回の訪問):

以下は、参加者がLEA + J条件に続いてCON条件を完了していると仮定した実験プロトコルの概要を説明し、LEA + Jとは対照的に、LEA条件を完了するためにランダムに割り当てられた場合にプロトコルがどのように異なるかの説明で終わります、 状態。 参加者は、すべての実験条件全体の研究の一部ではない運動を控える必要があります。

LEA+J 条件:

参加者は、次の月経の開始時に研究チームに通知する必要があり、翌日、または参加者が次の日に必要なことを実行できない場合は、その翌日に実験条件を開始します。 各条件の初日から最終日まで、参加者は入浴と洗濯時以外は常にアクティグラフ デバイスを着用する必要があります。 参加者は、ベースライン状態の 2、3、4 日目に行ったように、1 日目に食事を記録するように指示されます。後続の各実験条件の前に複製します。 カフェインやアルコールを飲むことは許可されません。

訪問 1:

参加者は、実験室から 1 日目に最後の食事を収集する必要があり、正確に 20:00 に食べるように指示されます。 彼らは、ピッツバーグの睡眠の質指数 (PSQI; 先月の睡眠習慣と質に関するアンケート) に記入します。 また、夜の残りの時間は、水以外の飲食物を控えるように指示されます。 参加者には、自己申告の水分摂取記録シートと水ボトルが提供され、そこから飲むことができ、2 日目の開始から状態の終了までの毎日の水分摂取量を報告するように指示されます。 また、翌朝の起床時に尿サンプルを採取するのに適した小さな容器も提供されます。 参加者は、サンプルを実験室に持ち込むように指示され、そこで分析され、すぐに廃棄されます。

訪問 2:

最初の条件の 2 日目に、参加者は、少なくとも 18 時間前に朝食を食べたり、カフェインを摂取したりせずに、06:00 ~ 09:00 の間に研究室に到着する必要があります。 参加者は、車または公共交通機関で移動し、可能な限り歩行距離を制限するよう求められます。 体重と体組成は、体重計と生体電気インピーダンスを使用して、ショーツと下着で測定されます。 その後、研究者は安静時代謝率の評価と、圧力カフ、眼圧測定、心電図を使用した一連の心臓血管測定を行います。 静脈血サンプルは、標準的な静脈穿刺法を使用して、採血の訓練を受けた研究者によって腕から血漿と血清分離バキュテナーに分割されます。 参加者はその後、研究者によるデモンストレーションと最適なフォームを維持するための継続的なフィードバックを使用して、キスラー フォース プラットフォームで簡単な高衝撃ジャンプ運動ルーチンを完了するように指示されます。 ジャンプはすべて裸足で行います。 研究者は、マルチビタミン、マルチミネラルの錠剤と一緒に、実験室で消費する朝食を提供します。 参加者が残りの日に食べる必要がある食べ物は、持ち帰るためにクールボックスに詰められ、参加者は「カロリーフリー」以外のクールボックス内に提供されていないものを消費することは許可されません.飲み物(ブラックコーヒー、紅茶、緑茶など)。 参加者は、朝のジャンプ ルーチンの少なくとも 8 時間後に、自宅で同様のジャンプ ルーチンを実行するように指示されます。 ジャンプはすべて裸足で行います。

訪問 3 および 4:

3 日目と 4 日目には、参加者は朝食を食べずに 06:00 ~ 09:00 の間に研究室に到着する必要があります。 参加者は、前日の食べ残しを返却し、提供されたクール ボックスの一部ではなかった消費物 (「カロリーなし」の飲み物を除く) を報告します。 参加者は朝のジャンプルーチンを完了し、ラボでマルチビタミンとマルチミネラルの錠剤を含む所定の朝食をとり、その日の残りの食品をクールボックスに詰めて出発します. 参加者は、「カロリーゼロ」の飲み物以外、クールボックス内に提供されていないものを消費することはできません. 参加者は、2 日目と同様に、夕方のジャンプ ルーチンを完了するように指示されます。

4 日目は、参加者は水のみを飲むことが許可され、20:00 に最後の食事を消費し、残りの夜は水以外の飲食物を控えるように指示されます。 6日目の終わりに、参加者には翌朝の起床時に尿サンプルを採取するのに適した小さな容器も提供されます。 参加者は、サンプルを実験室に持ち込むように指示され、そこで分析され、すぐに廃棄されます。

訪問 5:

5 日目に、参加者は 2 日目と同じプロセスを繰り返しますが、06:00 から 09:00 の間ではなく、まったく同じ時間に研究室に到着する必要があり、朝または夕方のジャンプを完了しません。ルーチン、PSQI、または朝食、マルチビタミン、マルチミネラルのタブレット、持ち帰り用の食品を与えられます。

参加者には、排卵検査キットが提供され、月経周期の途中で最大 8 日間、1 日 1 回 (妊娠検査に従ってスティックで排尿) 取り出して使用します。 陽性検査が観察されたら、参加者はこれを研究チームに報告し、8日以内に陽性が報告されない場合、これも研究チームに報告されます.

条件:

訪問 1 ~ 5:

参加者は、次の月経 (LEA + J 条件の終了後) の開始時に研究チームに通知する必要があり、翌日、または参加者ができない場合はその翌日に CON 条件を開始します。翌日、彼らに求められていることを行います。 LEA + J 条件と同じ手順が繰り返されますが、1 日目に食事を記録するのではなく、参加者は以前に記録されたものを繰り返すように指示されます。 また、LEA + J条件で提供される食品の総エネルギー摂取量は、CON条件で提供されるものの3分の1になり、参加者はマルチビタミンマルチミネラルタブレットを服用したり、朝または夕方のジャンプルーチンを実行する必要はありません.

LEA条件を完了した参加者のプロトコルはどのように異なりますか?

LEA 条件の手順は LEA+J 条件と同じですが、参加者は朝または夕方のジャンプ ルーチンを実行する必要はありません。

研究の種類

介入

入学 (実際)

19

段階

  • 適用できない

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究場所

    • Leicestershire
      • Loughborough、Leicestershire、イギリス、LE11 3TU
        • Mark Hutson

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

18年~35年 (アダルト)

健康ボランティアの受け入れ

はい

受講資格のある性別

女性

説明

この研究に参加するには、次の選択基準を満たす必要があります。

  • 少なくとも前の 3 周期で 21 ~ 35 日の長さの月経周期
  • 少なくとも前の 3 周期について、月経周期の長さが規則的 (周期間の差が 6 日未満)
  • 18.5 ~ 30 kg.m 2 のボディマス指数
  • 過去 3 か月間体重が安定しており、現在ダイエット中ではない

次の除外基準のいずれかが満たされている場合、参加者はこの研究に参加できません。

  • 喫煙者
  • 妊娠中
  • ビーガン
  • -過去3か月以内のいずれかの時点でホルモン避妊薬を使用した
  • 週に 3 回以上の激しい運動、または 5 回以上の適度な運動を定期的に行う
  • 全国レベルまたはそれ以上の高または多方向インパクトスポーツで定期的に競争する
  • 過去12か月以内に骨損傷を負ったことがある
  • 過去 6 か月以内に、運動能力を制限するような怪我をしたことがある
  • -過去3か月間の任意の時点でホルモン補充療法(HRT)を服用した
  • 以前に摂食障害と診断されたことがある
  • 過去 3 か月以内に骨代謝に影響を与えることが知られている薬 (ビタミンやミネラルのサプリメント以外) を服用したことがある (例: グルココルチコイド、抗けいれん薬または同化ステロイド)
  • 骨の健康に影響を与えることが知られている病状と以前に診断されたことがある(例: 甲状腺機能低下症、甲状腺機能亢進症、真性糖尿病、コルチゾール亢進症および腎臓または胃腸疾患)
  • 以前に月経機能に影響を与えることが知られている病状と診断されたことがある (例: 原発性卵巣機能不全、高プロラクチン血症、甲状腺機能障害、多嚢胞性卵巣症候群、およびアンドロゲン過剰のその他の状態)

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか?

デザインの詳細

  • 主な目的:防止
  • 割り当て:ランダム化
  • 介入モデル:クロスオーバー
  • マスキング:なし

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
実験的:低エネルギー可用性
介入には、1 日あたり無脂肪量 1 キログラムあたり 15 キロカロリーを提供する 3 つの食事エネルギー制限が含まれます。
参加者には毎日食事が提供され、他のカロリーを含む食品や飲料を摂取することは許可されません。 提供された食品に含まれるこのエネルギー量は、対照条件で提供された食品に含まれるエネルギー量の 3 分の 1 であり (1 日あたりの除脂肪体重 1 キログラムあたり 45 キロカロリー)、炭水化物について参加者間および参加者内で標準化されます。タンパク質と脂肪の組成。
他の名前:
  • エネルギー制限
実験的:低エネルギーの利用可能性と高衝撃のジャンプ
介入には、3 日間の食事エネルギー制限が含まれ、1 日あたり無脂肪体重 1 キログラムあたり 15 キロカロリーが提供され、朝と夕方に毎日行われる短時間の高衝撃ジャンプ運動が含まれます。
参加者には毎日食事が提供され、他のカロリーを含む食品や飲料を摂取することは許可されません。 提供された食品に含まれるこのエネルギー量は、対照条件で提供された食品に含まれるエネルギー量の 3 分の 1 であり (1 日あたりの除脂肪体重 1 キログラムあたり 45 キロカロリー)、炭水化物について参加者間および参加者内で標準化されます。タンパク質と脂肪の組成。
他の名前:
  • エネルギー制限
参加者は、毎朝、ハイインパクト ジャンプの短いセッション (10 回の最大努力垂直カウンター ムーブメント ジャンプ、および 5 回の最大努力ラテラル ドロップ ジャンプ) を毎晩実行します (最大 20 回の最大努力垂直カウンター ムーブメント ジャンプ)。動きがジャンプします)。

この研究は何を測定していますか?

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
1型コラーゲンの血中プロペプチド(P1NP)濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
P1NPは骨吸収のマーカーであり、空腹時に測定されます
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
1型コラーゲンの血中β-カルボキシル末端架橋テロペプチド(β-CTx)濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
β-CTxは骨形成のマーカーであり、絶食状態で測定されます
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
血中17β-エストラジオール濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
17β-エストラジオールは、月経周期中に変動する生殖ホルモンであり、骨吸収の調節に関与しています
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
血中トリヨードサイロニン(T3)濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
T3 は甲状腺ホルモンであり、低エネルギー利用可能性に応じて減少することが以前に示されています。低エネルギー利用可能性の有用なマーカーとして提案されています。
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
血中β-ヒドロキシ酪酸(β-OHB)濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
β-OHB は、エネルギーおよび/または炭水化物の制限期間中に生成されるケトン体です。
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
血中カルシウム濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
カルシウムは、骨の (再) モデリングの調節に関与する微量栄養素であり、利用可能なエネルギーの低下に応じて変化する可能性があります
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
血中マグネシウム濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
マグネシウムは、骨の (再) モデリングの調節に関与する微量栄養素であり、利用可能なエネルギーの低下に応じて変化する可能性があります
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
血中リン濃度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
リンは、骨の (再) モデリングの調節に関与する微量栄養素であり、利用可能なエネルギーが少ない場合に変化する可能性があります
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
安静時代謝率(RMR)の変化
時間枠:給餌初日の朝から給餌最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
これは、安静時に体が使用するエネルギー量であり、以前に検証された方程式を使用して予測された RMR と比較して、間接熱量測定によって測定されます。 <0.9 の比率は、エネルギー不足の代理マーカーとして使用できることが提案されています。
給餌初日の朝から給餌最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
測定値と予測値の比率の変化 (RMR)
時間枠:給餌初日の朝から給餌最終日(5日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
これは、以前に検証された方程式を使用して予測された RMR と比較した、間接熱量測定によって測定された RMR の比率です。 <0.9 の比率は、エネルギー不足の代理マーカーとして使用できることが提案されています。
給餌初日の朝から給餌最終日(5日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
血漿量の変化(ヘモグロビン濃度とヘマトクリットから推定)
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
血漿量は、血漿で構成されている血液の割合の尺度です。 低エネルギー利用可能性に応じて変化することが示されており、低エネルギー利用可能性自体とは無関係に、主要な対策の濃度に影響を与える可能性があります。
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
心拍変動の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
利用可能なエネルギーが少ないと心血管機能が損なわれ、心拍変動は各心拍間の時間の変動の尺度であることが提案されています
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
低周波数帯域と高周波数帯域における心拍変動のスペクトル密度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
利用可能なエネルギーが少ないと心血管機能が損なわれることが提案されており、心拍数変動のスペクトル分析は、心拍数の交感神経および副交感神経調節の機能に関する情報を提供します。
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
大動脈硬化の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
利用可能なエネルギーが少ないと心血管機能が損なわれ、大動脈硬化は手首での動脈硬化の測定によって推定されることが提案されています。
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
前腕静止血流の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
利用可能なエネルギーが少ないと心血管機能が損なわれることが提案されており、前腕の血流はプレチスモグラフィーを使用して測定できる心血管機能のマーカーです。
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
前腕ピーク血流の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
低エネルギー可用性は心血管機能を損なうことが提案されており、前腕血流のピークは、プレチスモグラフィーを使用して測定できる心血管機能のマーカーです。
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
体重の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
体重は、カロリー制限に反応して減少すると予想されるため、測定され、食事提供の順守を示すために使用できます
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
除脂肪量の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
無脂肪量は、カロリー制限に応じて減少すると予想されるため、測定され、食事提供の順守を示すために使用できます
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
圧反射感度の変化
時間枠:食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において
低エネルギー利用可能性は心血管機能を損ない、圧反射感度は心臓制御と血圧間のクロストークシステムの機能のマーカーであることが提案されています
食事提供最終日(3日後)の翌朝同時刻まで、各条件において

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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捜査官

  • 主任研究者:Richard C Blagrove, PhD、Loughborough University
  • スタディディレクター:Emma O'Donnell, PhD、Loughborough University
  • スタディディレクター:Katherine SF Brooke-Wavell, PhD、Loughborough University

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (実際)

2020年11月1日

一次修了 (実際)

2022年6月30日

研究の完了 (実際)

2022年6月30日

試験登録日

最初に提出

2020年10月2日

QC基準を満たした最初の提出物

2021年3月8日

最初の投稿 (実際)

2021年3月10日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (見積もり)

2023年2月14日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2023年2月13日

最終確認日

2023年2月1日

詳しくは

本研究に関する用語

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

いいえ

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。

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