Door weerstandsoefeningen geïnduceerd anabolisme bij jongeren en volwassenen

Weerstandsoefeningstraining (RET) bij kinderen en adolescenten is een populair onderzoeksgebied geworden, met een groeiende hoeveelheid bewijsmateriaal dat het gebruik ervan ondersteunt. Standpunten en consensusverklaringen over RET voor kinderen geven aan dat het veilig en effectief is in het vergroten van de spierkracht, het verbeteren van de sportprestaties en het verminderen van het risico op blessures. Neurale en spiermechanismen kunnen de spierkracht na RET verbeteren. Neurale factoren omvatten verbeterde rekrutering en afvuuring van de motorische eenheden van een individu, en spierfactoren omvatten voornamelijk een toename van de spiergrootte (hypertrofie).

Bij kinderen is er weinig bekend over hoe deze mechanismen zich verhouden tot spierkracht. Er is zeer weinig bewijs voor morfologische veranderingen na RET bij kinderen. Daarom is de conventionele wijsheid dat kinderen alleen afhankelijk zijn van neurale factoren om hun kracht te verbeteren na RET, mogelijk als gevolg van hun lagere niveaus van circulerende androgenen. Niettemin hebben sommige onderzoeken gesuggereerd dat door RET geïnduceerde spierhypertrofie bij kinderen en adolescenten optreedt, wat erop wijst dat kinderen met bepaalde trainingsprotocollen spiergroei kunnen bereiken.

Hypertrofie van spiervezels treedt op wanneer de snelheid van spiereiwitsynthese (MPS) groter is dan de snelheid van eiwitafbraak, en wordt versterkt door de inname van aminozuren uit de voeding. Vanwege ethische bezwaren bij het verkrijgen van spiermonsters (d.w.z. uit spierbiopten) bij pediatrische populaties zijn de MPS-percentages niet eerder beoordeeld na RET bij kinderen. Recente ontwikkelingen in de stabiele-isotoopmethodologie maken de schatting van MPS mogelijk in een niet-invasieve ademtest, die is gebaseerd op het vasthouden van een essentieel aminozuur (dwz leucine) dat bij voorkeur wordt gemetaboliseerd in de skeletspieren. Gegeven dat aminozuren alleen kunnen worden 'opgeslagen' in functionele lichaamseiwitten, waarbij het overschot wordt omgezet in energie (dat wil zeggen geoxideerd), is deze niet-invasieve techniek ideaal om veilig het anabole (dat wil zeggen groei) potentieel van RET bij kinderen in te schatten. Soortgelijke technieken waarbij gebruik wordt gemaakt van ingenomen stabiele isotopen zijn veilig en met succes toegepast bij kinderen en adolescenten.

Het doel van het voorgestelde onderzoek is om de effecten van een acute aanval van RET op de retentie van leucine (een proxy voor MPS) bij kinderen, adolescenten en volwassenen te onderzoeken met behulp van een niet-invasieve ademtest. Er wordt verondersteld dat na een periode van RET de eiwitretentie in alle groepen zal toenemen in vergelijking met een niet-geoefende aandoening. Echter, als gevolg van een grotere basale snelheid van leucineretentie (d.w.z. voor groeiprocessen), zal de door RET geïnduceerde toename relatief lager zijn bij kinderen en adolescenten.

Opzet: Het voorgestelde onderzoek zal gebruik maken van een cross-sectioneel ontwerp dat de retentie van leucine in rust zal vergelijken, evenals na een periode van weerstandsoefeningen bij kinderen, adolescenten en volwassenen.

Procedures: Deelnemers moeten drie bezoeken afleggen aan het Applied Physiology Laboratory van Brock University om alle procedures te voltooien.

Tijdens bezoek 1 worden de deelnemers en hun voogd(en) (indien jonger dan 18 jaar) geïnformeerd over alle tests en procedures die tijdens de duur van het onderzoek zullen plaatsvinden. Er zal schriftelijke en mondelinge toestemming worden verkregen van de deelnemers en hun voogden (in het geval van kinderen en adolescenten) voordat verder wordt gegaan met verdere vragenlijsten. Vragenlijsten die screenen op medische problemen, puberteit, atletische trainingspraktijken, gebruik van menarche en orale anticonceptiva (voor adolescente en volwassen vrouwen), gebruikelijke eetgewoonten en gebruikelijke fysieke activiteit zullen dan worden voltooid. Er zullen ook antropometrische metingen worden uitgevoerd (d.w.z. lengte, zithoogte, lichaamsvetsamenstelling, dikte van de huidplooi, lengte van de ledematen, omtrek van de ledematen, dwarsdoorsnede van de spieren). Aan de hand van vragenlijsten en antropometrische metingen worden de deelnemers vertrouwd gemaakt met de oefeningen die tijdens hun RET-sessie moeten worden uitgevoerd. Ook bij deze oefeningen wordt de kracht van iedere deelnemer getest.

Bezoeken 2 en 3 zullen dienen als experimentele sessies en zullen bestaan ​​uit een RET- en een rustsessie, uitgevoerd in een evenwichtige volgorde. Voor deze sessies komen de deelnemers 's ochtends nuchter aan en krijgen ze een gestandaardiseerd ontbijt en drankje. Aan het begin van de experimentele sessies wordt de adem van de deelnemers verzameld. Dit wordt gevolgd door RET in een van de sessies, of voortgezette rust. Vervolgens wordt een dosis L-[1-13C]leucine-isotoop geconsumeerd op basis van de lichaamsmassa van elke deelnemer (in een eiwit- en koolhydraatdrankje) en de adem van elke deelnemer wordt de komende 5 uur (in totaal 11 uur) gemeten. ademmonsters). Tijdens deze ademverzamelingsperiode krijgt elke deelnemer een klein tussendoortje.

Weerstandsoefening: Krachttesten en het trainingsprotocol omvatten de volgende oefeningen die allemaal worden uitgevoerd met behulp van krachttrainingsmachines. Het gebruik van dergelijke apparatuur wordt als veiliger beschouwd dan het gebruik van vrije gewichten, omdat er minder vrijheidsgraden zijn tijdens bewegingen van de ledematen, waardoor technisch falen voorafgaand aan spiervermoeidheid wordt voorkomen. De volgende oefeningen worden uitgevoerd: zittende beenpress, zittende overheadpress, zittende borstpress, zittende horizontale rij. Oefeningen zullen worden uitgevoerd met technieken die zijn beschreven door de Canadian Society for Exercise Physiology (CSEP - PATH, 2021).

Het RET-protocol zal bestaan ​​uit 3-5 sets van elke oefening op 70-80% van 1RM. Elke oefening zal worden uitgevoerd totdat het mislukt (d.w.z. totdat de deelnemer de beweging niet langer met een veilige techniek kan voltooien), omdat is aangetoond dat dit optimaal is voor het stimuleren van MPS en het opwekken van spierhypertrofie. Er wordt verwacht dat er ongeveer 8-15 herhalingen per set worden voltooid en tussen de sets wordt ongeveer 90 seconden rust gegeven. Eerder is aangetoond dat een vergelijkbaar acuut RET-protocol een voldoende stimulans is om verschillen in leucineretentie teweeg te brengen in vergelijking met rust (getest met behulp van de niet-invasieve ademtest die in het voorgestelde onderzoek zal worden gebruikt) bij volwassenen.

De deelnemers aan het voorgestelde onderzoek zullen mannelijke en vrouwelijke prepuberale kinderen (~7-12 jaar), adolescenten (~13-16 jaar) en volwassenen (18-35 jaar) zijn.