Определение функциональной роли железа в аэробных тренировках и физической работоспособности

Предыстория: Несмотря на общее улучшение ситуации с недоеданием среди населения Китая, железодефицитная анемия (ЖД) и железодефицитная анемия (низкий уровень железа и низкий гемоглобин, ЖДА) по-прежнему широко распространены в Китае. Согласно недавним исследованиям, распространенность анемии среди китайских женщин детородного возраста составляет 20%, а в сельской местности может достигать 30%, при этом 85% случаев анемии являются следствием ДЖ. Диабет, сердечные заболевания и ожирение также широко распространены в Китае, хотя китайское правительство принимает меры против этих эпидемий, часто посредством мер, поощряющих физическую активность. Дефицит железа без анемии (IDNA) может ухудшить физическую работоспособность взрослых и сократить время, затрачиваемое на произвольные физические нагрузки. Тем не менее, добавки железа, предназначенные для облегчения IDNA, могут быть менее эффективными у тех, кто физически активен, что указывает на сложную, но в настоящее время не установленную связь между статусом железа, физическими упражнениями и физической работоспособностью. Комбинированный анализ состояния железа, физических упражнений и физической работоспособности у китайских женщин может пролить свет на взаимодействие между этими факторами и их роль в снижении диабета и ожирения.

Одним из распространенных методов лечения симптомов дефицита железа является традиционное китайское лечение травами Ба-Чжэнь-Ке-Ли (БЗКЛ). Хотя исследования показали, что BZKL влияет на экспрессию некоторых связанных с железом белков и повышает выносливость у крыс, ни в одном исследовании не изучалась эффективность BZKL в улучшении маркеров железа или физической работоспособности у людей. В этом исследовании будет сравниваться эффективность BZKL в улучшении состояния железа и физической работоспособности с эффективностью добавок сульфата железа.

Значение и конкретные цели:

Цель предлагаемого исследования — выяснить взаимосвязь между состоянием железа, физической работоспособностью и аэробными упражнениями. Проводя исследование вмешательства с железом в сочетании с программой тренировок, исследователи могут изучить модифицирующее влияние статуса железа на изменения физической работоспособности в результате аэробных упражнений, а также модифицирующее влияние участия в аэробных упражнениях на поддержание статуса железа. Для достижения этой цели будет проведено рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование с китайскими коллегами.

Предлагаемая работа будет организована по трем конкретным целям:

Цель I: определить, как изменения в статусе железа, отдельно или в сочетании с физическими упражнениями, влияют на физическую работоспособность. Гипотеза: Субъекты, которые одновременно улучшают статус железа и получают физические упражнения, будут демонстрировать большее улучшение физической работоспособности, чем аддитивные улучшения, полученные в результате любого лечения по отдельности. Этот результат предполагает, что люди с высоким содержанием железа получают больше пользы от физических упражнений, чем те, у кого дефицит железа.

Цель II: определить, как аэробные упражнения влияют на поддержание гомеостаза железа. Гипотеза: Субъекты, занимающиеся физическими упражнениями, продемонстрируют меньшее улучшение статуса железа в результате приема добавок железа, чем люди, ведущие малоподвижный образ жизни, которые получают те же добавки железа. Это может свидетельствовать о том, что регулярные физические упражнения негативно влияют на всасывание железа, экскрецию железа и/или гомеостаз железа.

Цель III: Определить, можно ли использовать БЗКЛ в качестве альтернативы добавкам железа для улучшения статуса железа или физической работоспособности у женщин, не страдающих анемией, с дефицитом железа. Гипотеза: У женщин, получающих БЗКЛ, уровень железа и физические показатели улучшатся больше, чем у женщин, получающих плацебо.

Предлагаемое исследование в целях 1 и 2 важно, потому что нет известного объяснения наблюдаемых взаимосвязей между железом, физическими упражнениями и физической работоспособностью в IDNA. Это исследование позволит выяснить роль, которую статус железа играет в изменении воздействия физических упражнений на физическую работоспособность, а также выяснить, влияет ли участие в упражнениях на эффективность добавок железа в улучшении статуса железа.

Долгосрочное значение этого исследования заключается в том, что установление этих взаимосвязей будет способствовать текущему пониманию того, как на состояние железа влияют аэробные упражнения и физическая работоспособность. Эти знания могут привести к улучшению вмешательств в области физической активности, которые помогут уменьшить хронические заболевания, такие как ожирение и диабет, в группах населения с высокой распространенностью ИД, таких как США и Китай. Это также поможет информировать о вмешательствах, связанных с железом, предназначенных для облегчения ДЖ у физически активных групп населения, таких как сельские рабочие Китая и женщины в развитых странах, которые участвуют в аэробных тренировках для улучшения физической формы.

Дизайн и методы исследования:

Участниками будут женщины в возрасте от 18 до 26 лет с низким содержанием железа в организме, но нормальным уровнем гемоглобина (Hb) (ферритин <20 мкг/л и Hb > 120 г/л), которые в остальном здоровы.

Исследование будет рандомизированным двойным слепым плацебо-контролируемым с дизайном 3x2. Расчеты мощности были основаны на пилотном исследовании, проведенном исследователями в Шанхае в 2013 году, и на исследовании Браунли и др. Размер выборки был рассчитан таким образом, чтобы в каждой группе было 24 женщины, которые были увеличены до 29 человек в группе, чтобы учесть отсев из выборки. Субъекты будут рандомизированы для приема либо 50 мг капсул сульфата железа два раза в день (20 мг элементарного железа в день), 6 мг БаЖен Кели, либо идентичных капсул плацебо в течение 8 недель. Половина каждой группы добавок также будет случайным образом распределена для прохождения 8 недель аэробных тренировок (5 дней в неделю, 25 минут в день) или без тренировок.

На 0, 4 и 8 неделе испытуемые выполнят следующее:

1. Антропометрические измерения (рост, вес, толщина кожной складки)
2. Опросники по физической активности и рациону питания за 4 дня
3. Забор венозной крови в покое для оценки статуса железа
4. Тестирование с физической нагрузкой (тест VO2max и тест энергетической эффективности)

Для достижения целей 1 и 2 исследователи будут сравнивать энергетическую эффективность, максимальную способность использовать кислород, дыхательный порог и концентрацию лактата в крови на исходном уровне, после приема добавок (или плацебо) и после тренировки (или без тренировки). Дизайн исследования 3x2 позволит определить, получают ли испытуемые, получающие железо, больше пользы от физических упражнений. Исследователи также изучат, влияет ли участие в физических упражнениях на гомеостаз железа или снижает статус железа.