Charakterystyka profilu metalomicznego osocza do ostrego wysiłku fizycznego u zdrowych mężczyzn i kobiet (METALEXO) (METALEXO)

Liczne pierwiastki śladowe metali odgrywają istotną rolę w metabolizmie energetycznym, w tym magnez, cynk czy mangan (Heffernan i in., 2019). Elitarni sportowcy, mężczyźni i kobiety, o wysokim zapotrzebowaniu na energię, muszą w związku z tym zrekompensować spożyciem żywności lub napojów utratę i/lub nieprawidłową dystrybucję tych pierwiastków śladowych w organizmie podczas ćwiczeń fizycznych. Metale pierwiastków śladowych i ich interakcje w procesach metabolicznych mogą odgrywać ważną rolę w sprawności fizycznej. Jednak modulacja ich dostępności w osoczu w odpowiedzi na ostre ćwiczenia pozostaje słabo poznana (Heffernan i in., 2019). Spektrometria mas w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-MS) stanowi wydajną technologię wykrywania i oznaczania ilościowego wszystkich pierwiastków śladowych metali w osoczu i erytrocytach, aby odpowiedzieć na to pytanie.

Wśród różnych metali pierwiastków śladowych żelazo jest jednym z najczęściej badanych w ciągu ostatnich 30 lat. Żelazo jest rzeczywiście niezbędnym składnikiem hemoglobiny i mioglobiny, umożliwiając optymalne dostarczanie tlenu do narządów, zwłaszcza do skurczonych mięśni szkieletowych. Żelazo odgrywa również ważną rolę w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym, a także w aktywności wielu enzymów. Niedobór żelaza, zwłaszcza w zakresie dostępności żelaza w osoczu, wywiera szkodliwy wpływ na wyniki sportowe poprzez promowanie niedokrwistości z niedoboru żelaza. Sportowcy wytrzymałościowi często wykazują niedobór żelaza (Sim i in., 2019), ale ten ostatni może również wpływać na populacje niesportowe, zwłaszcza kobiety (Mota i in., 2019). Zaburzenia metabolizmu żelaza podczas intensywnych ćwiczeń mogą zależeć od kilku czynników, w tym hiperhekpidinemii (Roecker i in., 2005). Wysoki poziom hepcydyny w osoczu rzeczywiście przyczynia się do zmniejszenia dostępności żelaza w osoczu, co jest klasycznie obserwowane u elitarnych sportowców. Ponadto hemolizę wewnątrznaczyniową połączoną z utratą żelaza z moczem, przewodem pokarmowym i/lub potem można również zaobserwować podczas długotrwałych intensywnych ćwiczeń (Peeling i in., 2017). Wszystkie te czynniki mogą bezpośrednio wpływać na zdolności funkcjonalne podczas ćwiczeń fizycznych. Co ciekawe, ostatnie badania potwierdzają istnienie silnej interakcji między metabolizmem żelaza a innymi nieżelaznymi pierwiastkami śladowymi, w tym między innymi cynkiem, miedzią czy kobaltem (Loréal i in., 2014; Cavey i in., 2015). Podczas intensywnego wysiłku fizycznego metale nieżelazne mogą zatem bezpośrednio lub pośrednio odgrywać rolę w modulowaniu importu, magazynowania lub eksportu żelaza w różnego rodzaju komórkach, a więc zdolnościach funkcjonalnych.

W tym kontekście pilotażowe badanie kliniczne ma na celu scharakteryzowanie profilu metalomicznego osocza w odpowiedzi na ostre intensywne ćwiczenia u zdrowych mężczyzn i kobiet. Wszyscy ochotnicy (n=40) przejdą 3 wizyty w laboratorium M2S: 1) wizyta integracyjna obejmująca pomiary antropometryczne, ankiety dotyczące diety i aktywności fizycznej, 2) druga wizyta w celu wykonania testu przyrostowego cyklu rowerowego, 3) ostatnia wizyta w wykonać pomiary metaboliczne podczas 30-minutowego intensywnego wysiłku (tj. 90% mocy mechanicznej na progu beztlenowym). Próbki krwi zostaną pobrane przed, po zakończeniu tego intensywnego wysiłku i po 3 godzinach odpoczynku w celu określenia w osoczu parametrów ogólnoustrojowego metabolizmu żelaza oraz stężenia 29 metali nieżelaznych.