Definere den funksjonelle rollen til jern i aerob trening og fysisk ytelse

Bakgrunn: Til tross for de generelle forbedringene i underernæring i den kinesiske befolkningen, er jernmangel (ID) og jernmangelanemi (lavt jern og lavt hemoglobin, IDA) fortsatt utbredt i Kina. I følge nyere studier er forekomsten av anemi hos kinesiske kvinner i fertil alder 20 % og kan være så høy som 30 % i landlige områder, med 85 % av anemitilfellene som følge av ID. Diabetes, hjertesykdom og fedme er også svært utbredt i Kina - selv om den kinesiske regjeringen iverksetter tiltak mot disse epidemiene, ofte via intervensjoner som fremmer fysisk aktivitet. Jernmangel uten anemi (IDNA) kan svekke voksnes fysiske ytelse og reduserer tiden brukt på frivillige fysiske aktiviteter. Imidlertid kan jerntilskudd beregnet på å lindre IDNA være mindre effektivt hos de som er fysisk aktive, noe som tyder på et intrikat, men foreløpig udefinert forhold mellom jernstatus, trening og fysisk ytelseskapasitet. En kombinert analyse av jernstatus, treningstrening og fysisk ytelse hos kinesiske kvinner kan belyse interaksjoner mellom disse faktorene og deres rolle i diabetes og overvektsreduksjon.

En vanlig behandling for symptomene på jernmangel er den tradisjonelle kinesiske urtebehandlingen, Ba-Zhen-Ke-Li (BZKL). Mens studier har vist at BZKL påvirker uttrykket av noen jernrelaterte proteiner og øker utholdenhetsytelsen hos rotter, har ingen studier undersøkt effekten av BZKL for å forbedre jernmarkører eller fysisk ytelse hos mennesker. Denne studien vil sammenligne effekten av BZKL for å forbedre jernstatus og fysisk ytelse med jernsulfattilskudd.

Betydning og spesifikke mål:

Målet med den foreslåtte forskningen er å klargjøre forholdet mellom jernstatus, fysisk ytelse og aerob trening. Ved å gjennomføre en jernintervensjonsstudie i kombinasjon med et treningsprogram, kan forskerne undersøke den modifiserende effekten av jernstatus på de fysiske ytelsesendringene fra aerob treningstrening samt den modifiserende effekten av deltakelse i aerob trening for å opprettholde jernstatus. For å oppnå dette målet vil en randomisert dobbeltblind, placebokontrollert studie bli utført med kinesiske kollegiale kvinner.

Det foreslåtte arbeidet vil bli organisert etter tre spesifikke mål:

Mål I: Å finne ut hvordan endringer i jernstatus, alene eller i kombinasjon med trening, påvirker fysisk ytelse. Hypotese: Forsøkspersoner som både forbedrer jernstatus og får treningstrening vil vise forbedringer i fysisk ytelse som er større enn de additive forbedringene som følge av begge behandlingene alene. Dette resultatet antyder at individer med mye jern har mer nytte av trening enn de som mangler jern.

Mål II: Å finne ut hvordan aerob trening påvirker vedlikeholdet av jernhomeostase. Hypotese: Forsøkspersoner som deltar i treningstrening vil vise mindre forbedringer i jernstatus fra jerntilskudd enn stillesittende forsøkspersoner som får samme jerntilskudd. Dette antyder at regelmessig trening har en negativ innvirkning på jernabsorpsjon, jernutskillelse og/eller jernhomeostase.

Mål III: Å finne ut om BZKL kan brukes som et alternativ til jerntilskudd for å forbedre jernstatus eller fysisk ytelse hos jernmangel, ikke-anemi kvinner. Hypotese: De kvinnene som får BZKL vil forbedre jernstatus og fysiske ytelsesmål mer enn de som får placebo.

Den foreslåtte forskningen i mål 1 og 2 er viktig fordi det ikke er noen kjent forklaring på de observerte sammenhengene mellom jern, treningstrening og fysisk ytelse i IDNA. Denne forskningen vil tillate klargjøring av rollen som jernstatus spiller for å modifisere effekten av treningstrening på fysisk ytelse, samt hvorvidt deltakelse i trening påvirker effektiviteten av jerntilskudd for å forbedre jernstatus.

Den langsiktige betydningen av denne forskningen er at etablering av disse relasjonene vil fremme den nåværende forståelsen av hvordan jernstatus påvirker og påvirkes av aerob trening og fysisk ytelse. Denne kunnskapen kan føre til forbedrede fysiske aktivitetsintervensjoner, som bidrar til å redusere kroniske sykdommer som fedme og diabetes i populasjoner med høy forekomst av ID, som USA og Kina. Det vil også bidra til å informere om jernintervensjoner designet for å lindre ID i fysisk aktive befolkninger, som kinesiske arbeidere på landsbygda og kvinner i utviklede land som deltar i aerobic trening for å forbedre kondisjon.

Forskningsdesign og metoder:

Deltakerne vil være kvinnelige forsøkspersoner i alderen 18-26 år med lavt jern i kroppen, men normale hemoglobinnivåer (Hb) (ferritin <20 μg/L og Hb > 120 g/L) som ellers er friske.

Studien vil være en randomisert dobbeltblind, placebokontrollert studie med et 3x2 design. Effektberegninger var basert på pilotstudien utført av etterforskerne i Shanghai i 2013 og en studie av Brownlie et al. Prøvestørrelsen ble beregnet til å kreve 24 kvinner per gruppe, som ble utvidet til 29 forsøkspersoner per gruppe for å tillate prøvefall. Forsøkspersonene vil bli randomisert til å motta enten 50 mg jernsulfatkapsel to ganger daglig (20 mg elementært jern/dag), 6 mg BaZhen KeLi eller identiske placebokapsler i 8 uker. Halvparten av hver tilskuddsgruppe vil også bli tilfeldig tildelt 8 ukers aerob treningstrening (5 dager/uke, 25 minutter/dag) eller ingen trening.

I uke 0, 4 og 8 vil fagene fullføre følgende:

1. Antropometriske mål (høyde, vekt, hudfoldtykkelse)
2. Fysisk aktivitet og 4-dagers diettinntak spørreskjemaer
3. Hvilende venøs blodprøve for vurdering av jernstatus
4. Treningstesting (VO2max test og energieffektivitetstest)

For å møte mål 1 og 2, vil etterforskerne sammenligne energieffektivitet, maksimal evne til å bruke oksygen, respiratorisk terskel og blodlaktatkonsentrasjoner ved baseline, etter tilskudd (eller placebo) og etter treningstrening (eller ingen trening). 3x2-studiedesignet vil gjøre det mulig å avgjøre om forsøkspersoner som mottar jern har større utbytte av treningstrening. Etterforskerne skal også undersøke om deltakelse i treningstrening påvirker jernhomeostase eller senker jernstatus.