Definiera järnets funktionella roll i aerob träning och fysisk prestation

Bakgrund: Trots de övergripande förbättringarna av undernäring i den kinesiska befolkningen är järnbrist (ID) och järnbristanemi (lågt järn och lågt hemoglobin, IDA) fortfarande allmänt utbredda i Kina. Enligt nya studier är förekomsten av anemi hos kinesiska kvinnor i fertil ålder 20 % och kan vara så hög som 30 % på landsbygden, där 85 % av anemifallen beror på ID. Diabetes, hjärtsjukdomar och fetma är också mycket vanliga i Kina - även om den kinesiska regeringen vidtar åtgärder mot dessa epidemier, ofta via insatser som främjar fysisk aktivitet. Järnbrist utan anemi (IDNA) kan försämra vuxnas fysiska prestationsförmåga och minskar tiden som ägnas åt frivilliga fysiska aktiviteter. Järntillskott avsett att lindra IDNA kan dock vara mindre effektivt hos dem som är fysiskt aktiva, vilket tyder på ett intrikat, men för närvarande odefinierat, samband mellan järnstatus, träning och fysisk prestationsförmåga. En kombinerad analys av järnstatus, träning och fysisk prestation hos kinesiska kvinnor skulle kunna belysa interaktioner mellan dessa faktorer och deras roll i diabetes och fetmaminskning.

En vanlig behandling för symtomen på järnbrist är den traditionella kinesiska örtbehandlingen, Ba-Zhen-Ke-Li (BZKL). Medan studier har visat att BZKL påverkar uttrycket av vissa järnrelaterade proteiner och ökar uthållighetsprestanda hos råttor, har inga studier undersökt effektiviteten av BZKL för att förbättra järnmarkörer eller fysisk prestation hos människor. Denna studie kommer att jämföra effekten av BZKL för att förbättra järnstatus och fysisk prestation med den för järnsulfattillskott.

Betydelse och specifika mål:

Målet med den föreslagna forskningen är att klargöra sambandet mellan järnstatus, fysisk prestation och aerob träning. Genom att genomföra en järninterventionsstudie i kombination med ett träningsprogram kan utredarna undersöka den modifierande effekten av järnstatus på de fysiska prestationsförändringarna från aerob träning samt den modifierande effekten av deltagande i aerob träning för att upprätthålla järnstatus. För att uppnå detta mål kommer en randomiserad dubbelblind, placebokontrollerad studie att genomföras med kinesiska kollegiala kvinnor.

Det föreslagna arbetet kommer att organiseras utifrån tre specifika mål:

Mål I: Att avgöra hur förändringar i järnstatus, ensamt eller i kombination med träning, påverkar fysisk prestation. Hypotes: Försökspersoner som både förbättrar järnstatus och får träningsträning kommer att uppvisa förbättringar i fysisk prestation som är större än de additiva förbättringar som är resultatet av endera behandlingen ensam. Detta resultat skulle tyda på att järnrika individer har större nytta av träning än de som har järnbrist.

Syfte II: Att avgöra hur aerob träning påverkar upprätthållandet av järnhomeostas. Hypotes: Försökspersoner som deltar i träningsträning kommer att visa mindre förbättringar i järnstatus från järntillskott än stillasittande försökspersoner som får samma järntillskott. Detta skulle tyda på att regelbunden träning påverkar järnabsorptionen, järnutsöndringen och/eller järnhomeostasen negativt.

Syfte III: Att avgöra om BZKL kan användas som ett alternativ till järntillskott för att förbättra järnstatus eller fysisk prestation hos kvinnor med järnbrist, icke-anemi. Hypotes: De kvinnor som får BZKL kommer att förbättras i järnstatus och fysiska prestationsmått mer än de som får placebo.

Den föreslagna forskningen i mål 1 och 2 är viktig eftersom det inte finns någon känd förklaring till de observerade sambanden mellan järn, träning och fysisk prestation i IDNA. Denna forskning kommer att möjliggöra förtydligande av den roll som järnstatus spelar för att modifiera effekterna av träning på fysisk prestation samt om deltagande i träning påverkar effektiviteten av järntillskott för att förbättra järnstatus.

Den långsiktiga betydelsen av denna forskning är att upprättandet av dessa relationer kommer att främja den nuvarande förståelsen av hur järnstatus påverkar och påverkas av aerob träning och fysisk prestation. Denna kunskap kan leda till förbättrade fysiska aktivitetsinterventioner, som hjälper till att minska kroniska sjukdomar som fetma och diabetes i populationer med hög förekomst av ID, såsom USA och Kina. Det kommer också att hjälpa till att informera om järninterventioner utformade för att lindra ID hos fysiskt aktiva befolkningar, såsom kinesiska arbetare på landsbygden och kvinnor i utvecklade länder som deltar i aerob träning för att förbättra konditionen.

Forskningsdesign och metoder:

Deltagarna kommer att vara kvinnliga försökspersoner i åldrarna 18-26 år med låga kroppsjärn men normala hemoglobinnivåer (Hb) (ferritin <20 μg/L och Hb > 120 g/L) som i övrigt är friska.

Studien kommer att vara en randomiserad dubbelblind, placebokontrollerad studie med en 3x2-design. Effektberäkningar baserades på pilotstudien som utfördes av utredarna i Shanghai 2013 och en studie av Brownlie et al. Provstorleken beräknades för att kräva 24 kvinnor per grupp, vilket utökades till 29 försökspersoner per grupp för att möjliggöra bortfall från provet. Försökspersoner kommer att randomiseras till att få antingen 50 mg järnsulfatkapslar två gånger om dagen (20 mg elementärt järn/dag), 6 mg BaZhen KeLi eller identiska placebokapslar i 8 veckor. Hälften av varje tilläggsgrupp kommer också att slumpmässigt tilldelas 8 veckors aerob träning (5 dagar/vecka, 25 minuter/dag) eller ingen träning.

Vid veckorna 0, 4 och 8 kommer försökspersonerna att slutföra följande:

1. Antropometriska mått (höjd, vikt, hudveckstjocklek)
2. Fysisk aktivitet och 4-dagars kostintag frågeformulär
3. Vilande venöst blodprov för bedömning av järnstatus
4. Träningstestning (VO2max-test och energieffektivitetstest)

För att möta mål 1 och 2 kommer utredarna att jämföra energieffektivitet, maximal förmåga att använda syre, ventilationströskel och blodlaktatkoncentrationer vid baslinjen, efter tillskott (eller placebo) och efter träningsträning (eller ingen träning). 3x2-studiedesignen gör det möjligt att avgöra om försökspersoner som får järn har större nytta av träning. Utredarna kommer också att undersöka om deltagande i träningsträning påverkar järnhomeostas eller sänker järnstatus.