활동적인 젊은 성인의 주기 및 뼈 표지자

소개:

운동은 뼈 건강에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 극심한 체중부하, 높은 부하 및 골격에 대한 동적 변형이 정상 체중의 남성과 여성의 뼈 형성 마커를 동원한다는 것은 잘 문서화되어 있습니다. 자전거 타기와 같은 저강도 고강도 운동의 급성 발작도 뼈 형성 및 재흡수에 미치는 영향에 대해 조사되었으며, 전반적인 단백 동화 효과를 나타냅니다(Mezil et al. 2015). 뼈에 대한 이러한 일시적인 호르몬 변화의 영향은 알려지지 않았지만(Barry & Kohrt, 2007), 뼈 대사와 관련된 부갑상선 호르몬의 증가를 보여주는 중간 강도 주기의 급성 2시간 발작을 조사하는 연구가 존재합니다. 중간 강도의 연속 순환(VO2 max의 70%)의 급성 발작이 뼈 대사에 미치는 영향을 조사한 최소한의 연구입니다. 이러한 급성 통제 연구와 대조적으로 적어도 두 개의 연구에서 자전거 타기와 같은 비체중 부하 스포츠에 정기적으로 참여하는 운동선수가 요추 및 고관절 부위의 골감소증 발생률이 더 높다고 보고했습니다(Rector et al. 2008; Sherk et al. 2013). 또 다른 연구에서는 17세 이상 17세 미만의 청소년 남성 자전거 타는 사람의 뼈 상태를 건강한 연령 일치 대조군과 비교하여 조사했습니다. 자전거 타는 사람은 다리, 골반, 전체 고관절에서 BMD가 낮았습니다. 17세 이상 자전거 타는 사람의 경우, 보고된 BMD는 전신, 골반, 대퇴골 고관절 및 다리에서 8.9% ~ 24.5% 더 낮았으며, 이는 청소년기에 자전거를 타는 것이 뼈 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 이 중요한 시기에 최대 골량에 도달하는 능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다. Olmedillas 외 2011). 그러나 6일간의 로드 사이클링 스테이지 레이스 동안 남성 엘리트 레이서 5명을 조사한 작은 연구에서는 에너지 요구를 충족하면서 뼈 형성 마커가 증가하고 뼈 흡수 마커가 감소하는 것으로 나타났습니다(Hinton et al. 2010). 따라서 위에 제공된 증거는 모순되는 것처럼 보입니다. 한편으로, 고강도 사이클링의 급성 시합은 뼈에 골 형성 효과가 있는 반면, BMD의 변화를 확인하는 데 필요한 시간을 허용하는 장기 연구 또는 관찰 데이터는 로드 사이클링도 골 형성에 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 것으로 보입니다. 뼈에 대한 골이화 효과(Olmedillas et al. 2012). 이 모순은 더 많은 사이클링 부하, 에너지 섭취, 더 긴 사이클링 시간이 뼈 건강에 미치는 영향에 대한 흥미로운 질문을 제기합니다.

시간이 지남에 따라 운동 선수가 낮은 BMD에 걸리기 쉽게 할 수 있는 사이클링 자체의 역학에 국한되지 않고 로드 사이클링 스포츠와 관련된 조건이 있는 것으로 보입니다. 이러한 조건은 불분명합니다. 자전거 타는 사람에게서 발견되는 낮은 BMD에 기여할 수 있는 요인에는 낮은 에너지 가용성 및 관련 호르몬 및 영양 영향, 탄수화물 가용성, 비체중 순환을 수행하는 데 오랜 시간을 소비하여 체중 부하의 생략, 체중 감소 및 과도한 칼슘이 포함됩니다. 땀과 소변을 통한 손실. 최근 연구에서는 또한 운동 중 표지자 뼈 재흡수를 약화시키고 뼈 건강을 지원하는 데 있어 탄수화물 섭취의 중요성에 대한 증거를 제공했습니다(Heikura et al. 2019). 흥미로운 사실은 에너지 가용성이 낮은 조건에서 종종 훈련하는 운동선수인 체조 선수가 일반적으로 칼로리 부족과 관련된 뼈 흡수를 무시하는 고충격 스포츠로부터 보호 효과를 얻는 것으로 보인다는 사실입니다. 이 스포츠의 높은 기계적 힘은 사이클리스트에서 관찰된 것과는 달리 BMD를 유지하면서 큰 골 형성 효과를 나타냅니다(Robinson et al. 1995). 이것은 뼈에 부정적인 영향을 미치는 것이 자전거의 무게를 지탱하지 않는 특성인지, 자전거를 둘러싼 특정 조건 또는 자전거 자체의 기계적 측면에 내재된 어떤 것인지에 대해 한 가지 의문을 제기합니다.

지금까지 연구원들은 뼈 형성 및 재흡수의 지표에 대한 고강도 순환의 급성 시합의 영향과 중간 강도 순환 및 뼈에 미치는 영향을 조사했습니다. 현장 연구는 에너지 수요가 충족되고 에너지 부족이 존재하는 곳에서 실행되었습니다. 통제된 환경에서 에너지가 충만한 상태에서 중간 강도의 순환 기간이 뼈에 미치는 영향에 대한 연구에는 공백이 있습니다. 체계적인 접근을 통해 이 격차를 메우면 기간이 신진대사 뼈 반응에 영향을 미치는지 여부와 영향을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

급성 기계적 하중에 대한 뼈의 반응을 측정하는 다양한 방법이 있습니다. BMD의 변화는 즉각적이지 않고 장기간에 걸쳐만 발생하기 때문에 이 측정은 한 번의 급성 운동 후 뼈 대사의 변화를 조사하는 데 사용하기에 적합하지 않습니다. 급격한 운동 후에는 순환하는 뼈 교체 마커를 측정하는 것이 일반적입니다. 이 마커는 뼈 형성 또는 흡수의 산물입니다. 다양한 뼈 전환 마커가 있지만 더 일반적으로 사용되는 일부는 국제 골다공증 재단(IOF)에서 인정하는 프로콜라겐 I 온전한 N-말단(PINP) 및 유형 I 콜라겐(CTX)의 C-말단 가교 텔로펩티드입니다. ) 및 각각 osteoblastic 또는 osteoclastic 세포 활성화의 제품입니다. 보다 최근에는 골 형성을 감소시키는 Wnt 경로의 억제제인 ​​당단백질 스클레로스틴의 측정을 통해 골 대사가 조사되었습니다. Wnt/β-catenin 신호 전달 과정은 OPG(Osteoprotegerin)의 동원에 영향을 미칩니다. OPG는 RANKL(nuclear factor kappa-β ligand) 수용체 활성화제에 결합하여 RANKL이 RANK(파골 세포 표면 수용체)에 결합하는 것을 방지하여 미끼 수용체로 작용합니다. 그렇지 않으면 RANK가 RANK에 결합하면 뼈 흡수가 증가합니다. 따라서 Wnt-B-catenin과 OPG/RANKL의 두 경로는 골 흡수 및 형성 과정을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 관계를 가지고 있습니다.

목적: 이 연구는 에너지와 탄수화물이 풍부한 상태에서 지속 시간(30분, 60분, 120분)을 달리한 3가지 중강도 순환 실험 간의 골 대사 지표(CTX, PINP)와 오스테오킨(sclerostin, OPG, RANKL)의 차이를 조사하는 것을 목표로 합니다. 상태. 연구자들이 대답하고자 하는 질문은 운동선수가 에너지가 충만한 상태일 때 뼈에 적당한 긴장으로 인한 지속적인 자극이 뼈에서 추가적인 대사 반응을 유도하지 못하거나 심지어 골이화작용이 되는 시간 임계값이 있는지 여부입니다. 운동에 대한 추가적인 생화학적 반응은 염증 표지자, 포도당, 단백동화/호르몬 표지자 및 산화 스트레스를 포함하여 검사될 것입니다.

행동 양식:

15명의 20-30세 남성 참가자(Mezil et al. 2015를 기반으로 계산된 샘플 크기)가 5번의 개별적인 경우에 실험실에 도착합니다. 방문 1에는 인체측정학적 측정과 VO2max 테스트가 포함됩니다. 참가자는 방문하기 전에 24시간 식품 리콜을 작성합니다. 참가자는 방문 1의 테스트를 기반으로 각각의 VO2 최대값의 60-70%에서 사이클 에르고미터에서 1개의 제어 및 3개의 연속 사이클링 시도(2, 3, 4 및 5 방문)를 완료합니다. 운동 세션의 순서는 무작위로 결정됩니다.

참가자는 방문 1일 전 24시간 동안의 참가자 음식 일지를 기반으로 하는 방문 2~5일 전날 균형 잡힌 식단을 따를 것입니다. 65% CHO, 25% PRO 및 15% 지방의 다량 영양소 구성을 충족하기 위해 참가자의 음식 기록을 조정하여 2~5회 방문 전에 에너지가 충만한 상태로 실험실에 도착하도록 합니다. 참가자는 또한 실험실 도착 전 24시간 동안 수분 섭취 지침을 제공받고 모든 실험실 방문 전 24시간 동안 격렬한 활동을 자제하도록 요청받을 것입니다.

2~5회 방문의 경우 참가자는 휴식을 취하기 위해 금식한 상태로 실험실에 도착한 후 표준 아침 식사를 합니다. 아침 식사 후 30분, 아침 식사 후 채혈 후 그날의 각 프로토콜(대조군, 30분, 60분 또는 120분 순환)에 따라 채혈합니다. 추가 혈액 샘플은 아래에 설명된 대로 채취됩니다. 사이클링 트라이얼 동안 수분을 유지하기 위해 참가자는 500ml(30분 트라이얼)에서 1L(60분 및 120분 트라이얼)의 물을 자유롭게 마실 수 있도록 제공됩니다. 이러한 방문의 가치는 대조군과 세 가지 다른 순환 기간 프로토콜 사이에 시간 경과에 따른 뼈 대사의 변화가 있는지 확인하는 것입니다.

혈액 샘플: 제어 세션 동안 총 7개의 혈액 샘플을 채취합니다: 실험실 도착 시 1개, 식후 2시간 제어 세션 시작 전 1개, 제어 세션 30분, 60분에 5개 분, 120분, 150분, 180분. 각 사이클링 시도 동안 각 참가자로부터 총 5개의 혈액 샘플을 수집합니다: 실험실에 도착할 때 1개, 식사 후 그러나 사이클링 전 1개, 5분, 30분 및 60분에 3개의 사이클링 후 혈액 샘플이 수집됩니다. 사이클링 완료 후.

인증된 구급대원이 수행하는 카테터(IV)를 사용하여 혈액 샘플을 채취합니다. 카테터삽입은 피험자가 실험실에 도착하면 IV 배치 전후의 기본 활력 징후를 제안하며, 바람직하게는 피험자가 평가 및 IV 배치 기간 동안 누운 자세로 있는 것입니다. IV 배치는 방문당 최대 2회의 IV 시도로 왼쪽 또는 오른쪽 전완(다른 부위가 보이지 않는 경우 손 뒤쪽)에 우선적으로 배치됩니다. 안전 기준에 따라 무균 절차를 사용하여 IV 삽입을 완료합니다. tegaderm, 저자극성 테이프 및 피험자의 과도한 땀과 움직임 동안 변위로부터 추가적인 보호를 제공하는 순응하는 그물망 스타일의 탄성 직물을 통해 고정되는 IV 캐뉼라. 캐뉼라는 채혈 중에 접근할 수 있도록 식염수 잠금 장치와 확장 장치로 잠겨 있습니다(일정은 아래 참조). 각 혈액 채취는 IV 잠금의 식염수로 인해 폐기물 채취로 초기 vacutainer 하나를 사용해야 하며 두 번째 용기는 순수한 정맥 샘플이어야 합니다. 샘플링이 완료되면 식염수를 약간 더 높은 압력으로 식염수 잠금 장치로 다시 주입하여 다음 채취를 위해 캐뉼라의 개방성을 유지합니다. 각 절차 전반에 걸쳐 사용되는 무균 방법.

모든 혈액 샘플에는 혈청 및 혈장 튜브를 사용하여 5-10ml의 혈액이 포함됩니다. 뼈 전환 마커, 단백동화/호르몬 마커, 염증 마커 및 산화 스트레스를 각 샘플에서 검사합니다. 일주기 리듬을 제어하기 위해 운동 세션 및 관련 혈액 샘플은 오전 9시에서 오후 1시 사이에 같은 시간에 수행됩니다.

인체 측정: 신장은 신발을 신지 않은 상태에서 신장계를 사용하여 가장 가까운 0.1cm까지 평가합니다. 체질량(kg), 상대 체지방(%) 및 제지방량(kg)은 Bod Pod(기류 변위 혈량 측정법)를 사용하여 측정됩니다. 모든 참가자는 밀실 공포증이 있는지 확인하기 위해 테스트 전에 챔버에 앉아 Bod Pod에 익숙해집니다. 참가자는 인체 측정을 ​​위해 동성 조사자를 선택할 수 있습니다.