Benrespons på trening og energibegrensninger hos unge voksne

Introduksjon: Skjelettsystemet tjener en rekke formål som å gi strukturell støtte, bevegelse, beskyttelse og mer. For å opprettholde disse funksjonene må beinstyrken opprettholdes. Prosessen med å erstatte eldre, mikroskadet bein med nyere, sunnere bein er kjent som beinremodellering. Benremodellering innebærer balansering/kobling av benresorpsjon og bendannelse. Mekanisk belastning er størrelsen på stresset på beinet som stimulerer beinremodellering, som bestemmer beinmineraltetthet (BMD) og fremmer beinvekst (Olmedillas et al. 2011). Derfor er menneskelig forskning på determinantene for beinvekst og styrke fokusert på to vanlige faktorer, trening og ernæring. Selv om sykling, en overveiende aerob trening, er eksepsjonell for kardiovaskulær kondisjon, stilles det ofte spørsmål ved om det gir tilstrekkelig mekanisk belastning på beinet. Til dags dato er litteraturen rundt sykling og dens innvirkning på bein motstridende og begrenset. Utilstrekkelig energiinntak kan også påvirke BMD via reduksjoner i benmineralinnhold. Energibegrensning er kjent for å redusere insulinlignende vekstfaktor 1 (IGF-1), som spiller en viktig rolle i bendannelse 5. Akutt diettenergibegrensning har vist seg å være ledsaget av en ubalanse i beinremodellering med redusert bendannelse, som er spesielt farlig i aerobic idretter som bruker mye energi, for eksempel sykling. Mange profesjonelle og mestersyklister er klassifisert som osteopeniske (Medelli et al. 2000). Konkret har kvinnelige syklister vist betydelig lavere verdier av helkropps-BMD, og ​​en lavere beinstyrke, enn mannlige syklister (Olmedillas et al. 2011). I tillegg er kvinnelige syklister kjent for å ha energimangel (lavt kaloriinntak) med gjennomsnittlig energiinntak på 85 % av den anbefalte kosttilskuddet (RDA). Derfor er det viktig å forstå om sykling er en dårlig treningsform for beinhelsen eller om energibegrensningen, alene eller i kombinasjon med sykling, er det sanne understrekningsproblemet.

Mål: Målet med denne studien er å undersøke om kortsiktig energibegrensning fører til endringer i markører for betennelse, oksidativt stress, beinomsetning i hvile og som respons på sykling hos unge voksne. Spesifikt vil studien undersøke endringer i sirkulerende benmarkører i hvile og etter ett anfall med 45-minutters spinning (sykling) både før og etter en uke med begrenset energiinntak.

Metoder: Femten friske menn og kvinner i alderen 20-25 år vil bli invitert til å delta i denne studien, som involverer ett kontrollforsøk og to treningsforsøk med en ukes mellomrom. Kvinner vil bruke monofasiske p-piller. Under kontrollstudien vil deltakerne bli orientert om formålet og prosedyrene, fylle ut et spørreskjema for treningsscreening og gi 4 hvilende blodprøver. En uke senere vil deltakerne utføre den første treningsforsøket på en 45 minutters spinnøkt. Etter den første prøven vil deltakerne gå på en forhåndsbestemt diett med mangel på energi (25 % av deres vanlige diett) i en uke, på slutten av dette vil de utføre den andre prøven etter samme sykkelprotokoll. Mellom første og siste besøk vil deltakerne motta en Fitbit for å overvåke aktiviteten deres (trinn, hjertefrekvens, fysisk aktivitetsdeltakelse) og ernæringsvaner i en matlogg. For å holde dietten konsistent og standardisert, vil deltakerne også bli bedt om å registrere sitt vanlige matinntak i løpet av kontrolluken ved å bruke "Eat This Much"-appen, som vil gi en samlet porsjonsplan og et 25 % kalorirestriksjonstiltak for intervensjonsuken . Dermed vil intervensjonsdietten speile kontrolldietten når det gjelder typer mat som konsumeres, med forskjellen i mengden som konsumeres. Det vil ikke være noen restriksjon med hensyn til vann, men drikke vil være begrenset i henhold til den generelle kaloriinntaksplanen. I begge forsøkene vil det bli tatt blod i hvile (dvs. før prøve, faste) og 3 ganger etter prøve (5 min. , 1 t og 24 t). Blodet vil bli sentrifugert og serumet separert, alikvotert og deretter lagret ved -80 °C til analyse 8. Serumet vil bli analysert for biokjemiske markører for beinomsetning (f.eks. osteokalsin, benspesifikk alkalisk fosfatase [BAP]; osteoprotegerin [OPG]) og benresorpsjon (C-telopeptider av type I kollagen [CTX]; reseptoraktivator av nukleær faktor κB ligand [RANKL], sklerostin) for å vurdere virkningen av energibegrensning på bein i hvile og som respons på trening. Metabolske og oksidative stressmarkører, inflammatoriske cytokiner, adipokiner, vekstfaktorer og hormoner vil også bli vurdert for å undersøke potensielle medierende effekter.

Effekt: Dette innovative arbeidet har potensial til å gjøre betydelige fremskritt i å forstå effekten av energibegrensninger og sykling på beinhelsen. Funnene fra dette arbeidet vil kunne oversettes til å forstå vevsvekst og utvikling i responstrening og underernæring.