Botreactie op inspanning en energiebeperking bij jonge volwassenen

Introductie: Het skeletsysteem dient verschillende doeleinden, zoals het bieden van structurele ondersteuning, voortbeweging, bescherming en meer. Om deze functies te ondersteunen, moet de botsterkte worden gehandhaafd. Het proces van het vervangen van ouder, microbeschadigd bot door nieuwer, gezonder bot staat bekend als botremodellering. Botremodellering omvat de balans/koppeling van botresorptie en botvorming. Mechanische belasting is de mate van stress die op het bot wordt uitgeoefend en die botremodellering stimuleert, wat botmineraaldichtheid (BMD) bepaalt en botgroei bevordert (Olmedillas et al. 2011). Zo is menselijk onderzoek naar de determinanten van botgroei en -kracht gericht op twee gemeenschappelijke factoren, lichaamsbeweging en voeding. Hoewel fietsen, een overwegend aërobe oefening, uitzonderlijk is voor de cardiovasculaire conditie, wordt vaak de vraag gesteld of het voldoende mechanische belasting op het bot veroorzaakt. Tot op heden is de literatuur over fietsen en de impact ervan op botten tegenstrijdig en beperkt. Onvoldoende energie-inname kan ook de BMD beïnvloeden via verlagingen van het botmineraalgehalte. Van energiebeperking is bekend dat het de insuline-achtige groeifactor 1 (IGF-1) vermindert, die een belangrijke rol speelt bij botvorming 5. Er is vastgesteld dat acute energiebeperking via de voeding gepaard gaat met een onevenwichtige botremodellering met verminderde botvorming, wat is vooral gevaarlijk bij aërobe sporten die veel energie verbruiken, zoals fietsen. Veel professionele wielrenners en meesterwielrenners worden geclassificeerd als osteopenisch (Medelli et al. 2000). Specifiek hebben vrouwelijke wielrenners significant lagere BMD-waarden voor het hele lichaam en een lagere botsterkte laten zien dan mannelijke wielrenners (Olmedillas et al. 2011). Daarnaast is bekend dat wielrenners een energietekort hebben (lage calorie-inname), waarbij de gemiddelde energie-inname 85% van de Aanbevolen Dagelijkse Hoeveelheid (ADH) bedraagt. Daarom is het belangrijk om te begrijpen of fietsen een slechte vorm van lichaamsbeweging is voor de gezondheid van de botten of dat de energiebeperking, alleen of in combinatie met fietsen, het echte onderstrepende probleem is.

Doel: Het doel van deze studie is om te onderzoeken of energiebeperking op korte termijn leidt tot veranderingen in markers van ontsteking, oxidatieve stress, botomzetting in rust en als reactie op fietsen bij jonge volwassenen. In het bijzonder zal de studie veranderingen in circulerende botmarkers onderzoeken in rust en na een periode van 45 minuten spinnen (fietsen) met lage impact, zowel voor als na een week van beperkte energie-inname.

Methoden: Vijftien gezonde mannen en vrouwen, in de leeftijd van 20-25 jaar, zullen worden uitgenodigd om deel te nemen aan deze studie, die één controleproef en twee oefenbezoeken met een tussenpoos van een week omvat. Vrouwen zullen monofasische orale anticonceptiva gebruiken. Tijdens de controleproef zullen de deelnemers worden ingelicht over het doel en de procedures, een vragenlijst voor inspanningsscreening invullen en 4 bloedmonsters in rust verstrekken. Een week later doen de deelnemers de eerste oefenproef van een draaisessie van 45 minuten. Na de eerste proef gaan de deelnemers gedurende een week op een vooraf bepaald energiearm dieet (25% van hun gebruikelijke dieet), waarna ze de tweede proef uitvoeren volgens hetzelfde fietsprotocol. Tussen het eerste en het laatste bezoek ontvangen de deelnemers een Fitbit om hun activiteit (stappen, hartslag, deelname aan fysieke activiteit) en voedingsgewoonten bij te houden in een voedsellogboek. Om het dieet consistent en gestandaardiseerd te houden, wordt de deelnemers ook gevraagd om hun gebruikelijke voedselinname tijdens de controleweek vast te leggen met behulp van de "Eat This Much"-app, die een algemeen portieplan en een caloriebeperkingsmaatregel van 25% voor de interventieweek zal bieden. . Het interventiedieet zal dus een afspiegeling zijn van het controledieet in termen van soorten geconsumeerd voedsel, met het verschil in de geconsumeerde hoeveelheid. Er is geen beperking met betrekking tot water, maar drankjes zullen worden beperkt volgens het algehele calorie-innameplan. In beide onderzoeken wordt bloed afgenomen in rust (d.w.z. voor de proef, nuchter) en 3 keer na de proef (5 min. , 1 uur en 24 uur). Het bloed wordt gecentrifugeerd en het serum wordt gescheiden, in porties verdeeld en vervolgens bewaard bij -80 °C tot analyse 8. Het serum wordt geanalyseerd op biochemische markers van botomzetting (bijv. osteocalcine, botspecifieke alkalische fosfatase [BAP]; osteoprotegerine [OPG]) en botresorptie (C-telopeptiden van type I collageen [CTX]; receptoractivator van nucleaire factor κB-ligand [RANKL], sclerostin) om de impact van energiebeperking op bot in rust en als reactie op inspanning te beoordelen. Metabole en oxidatieve stressmarkers, inflammatoire cytokines, adipokines, groeifactoren en hormonen zullen ook worden beoordeeld om mogelijke mediërende effecten te onderzoeken.

Impact: dit innovatieve werk heeft het potentieel om aanzienlijke vooruitgang te boeken bij het begrijpen van de impact van energiebeperking en fietsen op de gezondheid van de botten. De bevindingen van dit werk zullen kunnen worden vertaald naar het begrijpen van weefselgroei en -ontwikkeling bij responsoefeningen en ondervoeding.