Duração do ciclismo e marcadores ósseos em adultos jovens ativos

Introdução:

Foi demonstrado que o exercício beneficia positivamente a saúde óssea. Está bem documentado que um ataque agudo de sustentação de peso, alta carga e tensão dinâmica no esqueleto mobiliza marcadores de formação óssea em homens e mulheres com peso normal. Sessões agudas de exercícios de alta intensidade e baixo impacto, como ciclismo, também foram investigadas por seus efeitos na formação e reabsorção óssea, mostrando um efeito anabólico geral (Mezil et al. 2015). Existe um estudo investigando uma sessão aguda de duas horas de ciclismo de intensidade moderada, que mostrou aumentos no hormônio da paratireoide, associados ao metabolismo ósseo, embora os efeitos dessas alterações hormonais transitórias no osso permaneçam desconhecidos (Barry & Kohrt, 2007). Pesquisas mínimas investigaram os efeitos de sessões agudas de ciclismo contínuo de intensidade moderada (70% do VO2 máximo) no metabolismo ósseo. Em contraste com esses estudos agudos controlados, pelo menos dois estudos relataram que atletas que participam regularmente de esportes sem levantamento de peso, como ciclismo, apresentam taxas mais altas de osteopenia na coluna lombar e na região do quadril (Rector et al. 2008; Sherk et al. al. 2013). Outro estudo investigou o estado ósseo de ciclistas adolescentes do sexo masculino, com mais de 17 e menos de 17 anos de idade, em comparação com controles saudáveis ​​pareados por idade. Os ciclistas tiveram menor DMO nas pernas, pelve e quadril total. Em ciclistas com mais de 17 anos, a DMO relatada foi de 8,9% a 24,5% menor para todo o corpo, pelve, quadril femoral e pernas, sugerindo que o ciclismo realizado durante a adolescência pode afetar negativamente a saúde óssea e a capacidade de atingir o pico de massa óssea durante esse período crítico ( Olmedillas et al. 2011). No entanto, um pequeno estudo que investigou 5 corredores de elite do sexo masculino durante uma corrida de ciclismo de estrada de 6 dias, atendendo às necessidades de energia, mostrou um aumento nos marcadores de formação óssea e uma diminuição nos marcadores de reabsorção óssea (Hinton et al. 2010). Assim, as evidências fornecidas acima parecem contraditórias. Por um lado, uma sessão aguda de ciclismo de alta intensidade tem um efeito osteogênico no osso, enquanto estudos de longo prazo ou dados observacionais, que permitem o tempo necessário para ver mudanças na DMO, parecem mostrar que o ciclismo de estrada também pode ter um efeito efeito osteocatabólico no osso (Olmedillas et al. 2012). Essa contradição levanta questões interessantes sobre os impactos de cargas maiores de ciclismo, ingestão de energia, bem como os impactos de durações mais longas de ciclismo na saúde óssea.

Parece haver condições relacionadas ao esporte de ciclismo de estrada, não específicas da mecânica do ciclismo em si, que podem predispor um atleta a baixa DMO ao longo do tempo. Estas condições permanecem obscuras. Possíveis fatores que contribuem para a menor DMO encontrada em ciclistas incluem baixa disponibilidade de energia e suas implicações hormonais e nutricionais associadas, disponibilidade de carboidratos, omissão de cargas de sustentação de peso devido a longas horas gastas realizando ciclismo sem peso, perda de peso, bem como excesso de cálcio perdas através do suor e da urina. Estudos recentes também forneceram evidências da importância do consumo de carboidratos na atenuação dos marcadores de reabsorção óssea e no suporte à saúde óssea durante o exercício (Heikura et al. 2019). De interesse, é o fato de que ginastas, atletas que também treinam frequentemente em condições de baixa disponibilidade de energia, parecem obter um efeito protetor de seu esporte de alto impacto, que anula a reabsorção óssea tipicamente associada a déficits calóricos. As altas forças mecânicas neste esporte têm grandes efeitos osteogênicos, mantendo a DMO, ao contrário do que foi observado em ciclistas (Robinson et al. 1995). Isso nos faz questionar se é a natureza do ciclismo sem sustentação de peso, certas condições que envolvem o ciclismo ou algo inerente aos aspectos mecânicos do próprio ciclismo que têm um impacto aparentemente negativo no osso?

Até o momento, os pesquisadores investigaram os efeitos de uma sessão aguda de ciclagem de alta intensidade nos marcadores de formação e reabsorção óssea, bem como ciclagem de intensidade moderada e seus efeitos no osso. Estudos de campo foram executados onde as necessidades de energia foram atendidas e onde a deficiência de energia estava presente. Há uma lacuna na pesquisa quanto ao impacto da duração da ciclagem de intensidade moderada no osso, em um estado repleto de energia, em um ambiente controlado. Preencher essa lacuna por meio de uma abordagem sistemática ajudaria a entender melhor se e como a duração afeta a resposta óssea metabólica.

Há uma variedade de métodos para medir a resposta do osso à carga mecânica aguda. Como as alterações na DMO não são imediatas e ocorrem apenas em períodos de tempo mais longos, essa medição não é apropriada para investigar alterações no metabolismo ósseo após uma sessão aguda de exercício. Após uma sessão aguda de exercício, é comum medir os marcadores de renovação óssea circulantes. Esses marcadores são produtos da formação ou reabsorção óssea. Há uma variedade de marcadores de renovação óssea, no entanto, alguns dos mais comumente usados ​​são os telopeptídeos de reticulação de colágeno tipo I (CTX) do procolágeno I intacto (PINP) e C-terminal, que são reconhecidos pela Fundação Internacional de Osteoporose (IOF). ) e são produtos da ativação de células osteoblásticas ou osteoclásticas, respectivamente. Mais recentemente, o metabolismo ósseo tem sido investigado por meio de medidas da glicoproteína esclerostina, um inibidor da via Wnt, que leva à diminuição da formação óssea. O processo de sinalização Wnt/β-catenina tem influência na mobilização da OPG (Osteoprotegerina). A OPG liga-se ao receptor ativador do ligante do fator nuclear kappa-β (RANKL), impedindo que o RANKL se ligue ao RANK (um receptor de superfície celular de osteoclastos), agindo como um receptor chamariz. A ligação de RANKL a RANK aumentaria a reabsorção óssea. Portanto, as duas vias, Wnt-B-catenina e OPG/RANKL têm uma relação que pode nos ajudar a entender melhor os processos de reabsorção e formação óssea.

Objetivo: Este estudo tem como objetivo investigar diferenças nos marcadores do metabolismo ósseo (CTX, PINP) e osteocinas (esclerostina, OPG e RANKL) entre três ensaios de ciclismo de intensidade moderada de diferentes durações (30, 60 e 120 min) em uma dieta repleta de energia e carboidratos Estado. A questão que os pesquisadores pretendem responder é se existe um limite de tempo em que o estímulo contínuo da tensão moderada no osso falha em provocar uma resposta metabólica adicional no osso ou até mesmo se torna osteocatabólico, quando os atletas estão em um estado de energia repleta. Respostas bioquímicas adicionais ao exercício também serão examinadas, incluindo marcadores inflamatórios, glicose, marcadores anabólicos/hormonais e estresse oxidativo.

Métodos:

Quinze participantes ativos do sexo masculino de 20 a 30 anos de idade (tamanho da amostra calculado com base em Mezil et al. 2015) chegarão ao laboratório em 5 ocasiões distintas. A primeira visita incluirá medições antropométricas e um teste de VO2max. Os participantes preencherão um recordatório alimentar de 24 horas antes da primeira visita. Os participantes completarão um controle e três ensaios de ciclismo contínuos (visitas 2, 3, 4 e 5) no cicloergômetro a 60-70% de seus respectivos VO2 máximo com base no teste da visita 1. A ordem das sessões de exercícios será aleatória.

Os participantes seguirão uma dieta balanceada no dia anterior às visitas 2 a 5, que será baseada no registro alimentar dos participantes nas 24 horas anteriores à primeira visita. Serão feitos ajustes no registro alimentar dos participantes para atender à composição de macronutrientes de 65% CHO, 25% PRO e 15% gordura, para garantir que eles cheguem ao laboratório em estado de plenitude energética antes das visitas 2 a 5. Os participantes também irão receberá orientações de hidratação 24 horas antes de chegar ao laboratório e será solicitado a abster-se de qualquer atividade vigorosa por 24 horas antes de todas as visitas ao laboratório.

Para as visitas 2 a 5, os participantes chegarão ao laboratório em jejum para uma coleta de sangue em repouso, seguida de um café da manhã padrão. Trinta minutos após o desjejum, será realizada a coleta de sangue pós-café da manhã seguida do respectivo protocolo do dia (controle, ciclagem de 30, 60 ou 120 min). Amostras de sangue adicionais serão coletadas conforme descrito abaixo. Para manter a hidratação durante as provas de ciclismo, os participantes receberão de 500 ml (para prova de 30 min) a 1L (para prova de 60 e 120 min) de água para beber à vontade. O valor dessas visitas é verificar se há uma alteração no metabolismo ósseo ao longo do tempo entre o controle e três protocolos de duração de ciclagem diferentes.

Amostras de sangue: Durante a sessão de controle, um total de 7 amostras de sangue serão coletadas: uma ao chegar ao laboratório, uma pós-refeição, mas antes do início da sessão de controle de 2 horas e cinco durante a sessão de controle aos 30 min, 60 min, 120 min, 150 min e 180 min. Durante cada ensaio de ciclismo, será coletado um total de cinco (5) amostras de sangue de cada participante: uma ao chegar ao laboratório, uma pós-refeição, mas antes do ciclismo, e 3 pós-ciclismo aos 5 minutos, 30 minutos e 60 minutos após a conclusão do ciclismo.

As amostras de sangue serão coletadas usando um cateter (IV) realizado por um paramédico certificado. O cateterismo seria após a chegada do sujeito ao laboratório, sugerindo sinais vitais de linha de base antes e depois da colocação IV, de preferência com o sujeito em posição reclinada durante a avaliação e colocação IV. Colocação IV preferencialmente no antebraço esquerdo ou direito (mão posterior se nenhum outro local visível) com um máximo de duas tentativas IV por visita. A inserção IV deve ser concluída usando procedimentos assépticos de acordo com os padrões de segurança. A cânula IV deve ser fixada por meio de tegaderm, fita hipoalergênica e um tecido elástico tipo rede de pesca compatível para fornecer proteção adicional contra deslocamento durante transpiração intensa e movimento do sujeito. A cânula seria travada com uma trava salina e extensão para acesso durante as coletas de sangue (veja abaixo a programação). Cada coleta de sangue deve usar um vacutainer inicial como coleta de resíduos devido à solução salina na trava IV, sendo o segundo recipiente uma amostra venosa pura. Uma vez concluída a amostragem, a solução salina é reintroduzida a uma pressão ligeiramente mais alta no bloqueio salino para manter a desobstrução da cânula para a próxima coleta. Métodos assépticos usados ​​ao longo de cada procedimento.

Todas as amostras de sangue conterão 5-10 ml de sangue usando tubos de soro e plasma. Marcadores de remodelação óssea, marcadores anabólicos/hormonais, marcadores inflamatórios e estresse oxidativo serão examinados em cada amostra. Para controlar o ritmo circadiano, a sessão de exercício e as amostras de sangue relacionadas serão realizadas na mesma hora do dia, entre 9h00 e 13h00.

Medidas antropométricas: A estatura será avaliada usando um estadiômetro com precisão de 0,1 cm sem sapatos. A massa corporal (kg), a gordura corporal relativa (%) e a massa isenta de gordura (kg) serão mensuradas por meio do Bod Pod (método de pletismografia por deslocamento de ar). Todos os participantes terão familiarização com o Bod Pod sentando-se na câmara antes do teste para verificar se são claustrofóbicos. Os participantes terão a escolha de um investigador do mesmo sexo para fazer suas medidas antropométricas.