Реакция костей на физические упражнения и ограничение энергии у молодых людей

Введение: Скелетная система служит множеству целей, таких как обеспечение структурной поддержки, передвижения, защиты и многого другого. Для поддержания этих функций необходимо поддерживать прочность костей. Процесс замены старой, микроповрежденной кости новой, более здоровой костью известен как ремоделирование кости. Ремоделирование кости включает баланс/сочетание резорбции кости и формирования кости. Механическая нагрузка представляет собой величину напряжения, воздействующего на кость, которая стимулирует ремоделирование кости, что определяет минеральную плотность кости (МПКТ) и способствует росту костей (Olmedillas et al. 2011). Таким образом, исследования детерминант роста и прочности костей на людях сосредоточены на двух общих факторах: физических упражнениях и питании. Хотя езда на велосипеде, преимущественно аэробные упражнения, исключительно полезна для сердечно-сосудистой системы, часто возникает вопрос, обеспечивает ли она адекватную механическую нагрузку на кости. На сегодняшний день литература, посвященная езде на велосипеде и его влиянию на кости, противоречива и ограничена. Неадекватное потребление энергии также может влиять на МПК за счет снижения содержания минералов в костях. Известно, что ограничение энергии снижает уровень инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1), играющего важную роль в формировании костей. особенно опасен в аэробных видах спорта, требующих большого количества энергии, таких как езда на велосипеде. Многие велосипедисты-профессионалы и опытные велосипедисты классифицируются как страдающие остеопенией (Medelli et al., 2000). В частности, женщины-велосипедисты показали значительно более низкие значения МПК всего тела и меньшую прочность костей, чем мужчины-велосипедисты (Olmedillas et al. 2011). Кроме того, известно, что женщины-велосипедисты страдают дефицитом энергии (низкое потребление калорий), при этом среднее потребление энергии составляет 85% от рекомендуемой диетической нормы (RDA). Поэтому важно понять, является ли езда на велосипеде плохой формой упражнений для здоровья костей, или ограничение энергии, само по себе или в сочетании с ездой на велосипеде, является основной проблемой.

Цель: Целью данного исследования является изучение того, приводит ли краткосрочное ограничение энергии к изменениям маркеров воспаления, окислительного стресса, ремоделирования костной ткани в покое и в ответ на езду на велосипеде у молодых людей. В частности, в исследовании будут изучены изменения циркулирующих костных маркеров в состоянии покоя и после одного занятия 45-минутным вращением (ездой на велосипеде) с малой ударной нагрузкой как до, так и после одной недели ограниченного потребления энергии.

Методы. Пятнадцать здоровых мужчин и женщин в возрасте 20-25 лет будут приглашены для участия в этом исследовании, которое включает одно контрольное испытание и два визита с пробной нагрузкой, запланированные с интервалом в одну неделю. Женщины будут принимать монофазные оральные контрацептивы. Во время контрольного испытания участники будут проинформированы о целях и процедурах, заполнят анкету для проверки физической нагрузки и предоставят 4 образца крови в состоянии покоя. Через неделю участники выполнят первое пробное упражнение из одного 45-минутного сеанса вращения. После первого испытания участники перейдут на заранее определенную диету с дефицитом энергии (25% от их обычного рациона) в течение одной недели, в конце которой они выполнят второе испытание, следуя тому же протоколу езды на велосипеде. Между первым и последним посещением участники получат Fitbit для отслеживания своей активности (шаги, частота сердечных сокращений, участие в физической активности) и пищевых привычек в журнале питания. Чтобы сохранить постоянство и стандартизацию диеты, участников также попросят записывать свой обычный прием пищи в течение контрольной недели с помощью приложения «Ешьте столько же», которое предоставит общий план порций и меру ограничения калорий на 25% для недели вмешательства. . Таким образом, интервенционная диета будет отражать контрольную диету с точки зрения типов потребляемой пищи, с разницей в потребляемом количестве. Не будет ограничений в отношении воды, но напитки будут ограничены в соответствии с общим планом потребления калорий. В обоих испытаниях кровь будет браться в состоянии покоя (т. , 1ч и 24ч). Кровь центрифугируют, сыворотку разделяют, делят на аликвоты и затем хранят при -80 °C до анализа 8. Сыворотку анализируют на биохимические маркеры метаболизма костной ткани (например, остеокальцин, костно-специфическая щелочная фосфатаза [BAP]; остеопротегерин [OPG]) и резорбцию кости (C-телопептиды коллагена I типа [CTX]; активатор рецептора лиганда ядерного фактора κB [RANKL], склеростин) для оценки влияния ограничения энергии на кость в покое и в ответ на физическую нагрузку. Маркеры метаболического и окислительного стресса, воспалительные цитокины, адипокины, факторы роста и гормоны также будут оцениваться для изучения потенциальных опосредующих эффектов.

Воздействие: Эта инновационная работа может значительно продвинуться в понимании влияния ограничения энергии и езды на велосипеде на здоровье костей. Результаты этой работы можно будет использовать для понимания роста и развития тканей в ответ на физические нагрузки и недоедание.