Resistens träningsinducerad anabolism hos ungdomar och vuxna

Motståndsträning (RET) hos barn och ungdomar har blivit ett populärt forskningsområde, med en växande mängd bevis som stöder dess användning. Positions- och konsensusuttalanden om RET för barn indikerar att det är säkert och effektivt för att öka muskelstyrkan, förbättra sportprestanda och minska skaderisken. Neurala och muskulära mekanismer kan förbättra muskelstyrkan efter RET. Neurala faktorer inkluderar förbättrad rekrytering och avfyring av en individs motoriska enheter, och muskelfaktorer inkluderar främst en ökning av muskelns storlek (hypertrofi).

Hos barn är lite känt om hur dessa mekanismer relaterar till muskelstyrka. Det finns mycket få tecken på morfologiska förändringar efter RET hos barn. Därför är den konventionella visdomen att barn endast litar på neurala faktorer för att förbättra styrkan efter RET, möjligen på grund av deras lägre nivåer av cirkulerande androgener. Ändå har vissa studier föreslagit RET-inducerad muskelhypertrofi hos barn och ungdomar, vilket indikerar att med vissa träningsprotokoll kan barn uppnå muskeltillväxt.

Hypertrofi av muskelfibrer uppstår när hastigheten för muskelproteinsyntes (MPS) är högre än hastigheten för proteinnedbrytning och förstärks med intag av aminosyror i kosten. På grund av etiska problem med att ta muskelprover (dvs från muskelbiopsier) i pediatriska populationer, har MPS-frekvenser inte tidigare bedömts efter RET hos barn. Nyligen genomförda framsteg inom stabil-isotopmetodologi möjliggör uppskattning av MPS i ett icke-invasivt utandningstest, som är baserat på retentionen av en essentiell aminosyra (dvs leucin) som företrädesvis metaboliseras i skelettmuskulaturen. Med tanke på att aminosyror endast kan "lagras" i funktionella kroppsproteiner med överskott som omvandlas till energi (dvs oxideras), är denna icke-invasiva teknik idealisk för att säkert uppskatta den anabola (d.v.s. tillväxt) potentialen hos RET hos barn. Liknande tekniker med intagna stabila isotoper har faktiskt använts säkert och framgångsrikt hos barn och ungdomar.

Syftet med den föreslagna forskningen är att undersöka effekterna av en akut anfall av RET på leucinretention (en proxy för MPS) hos barn, ungdomar och vuxna med hjälp av ett icke-invasivt utandningstest. Det antas att efter ett anfall av RET kommer proteinretentionen att förstärkas i alla grupper jämfört med ett icke-motionerat tillstånd. På grund av en högre basal hastighet av leucinretention (dvs för tillväxtprocesser) kommer den RET-inducerade ökningen att vara relativt lägre hos barn och ungdomar.

Design: Den föreslagna studien kommer att använda en tvärsnittsdesign som kommer att jämföra leucinretention i vila, såväl som efter ett anfall av motståndsövningar hos barn, ungdomar och vuxna.

Procedurer: Deltagarna kommer att behöva göra tre besök på Applied Physiology Laboratory vid Brock University för att slutföra alla procedurer.

Under besök 1 kommer deltagarna och deras vårdnadshavare (om de är under 18 år) att informeras om alla tester och procedurer som kommer att äga rum under studiens varaktighet. Skriftligt och muntligt samtycke kommer att erhållas från deltagarna och deras vårdnadshavare (när det gäller barn och ungdomar) innan man fortsätter med ytterligare frågeformulär. Enkätundersökningar för medicinska problem, pubertetsstadiet, atletisk träning, menarche och användning av orala preventivmedel (för ungdomar och vuxna kvinnor), vanliga matvanor och vanlig fysisk aktivitet kommer sedan att slutföras. Antropometriska mätningar kommer också att utföras (d.v.s. höjd, sitthöjd, kroppsfettsammansättning, hudvecktjocklek, extremitetslängder, extremiteter, muskeltvärsnittsarea). Efter frågeformulär och antropometriska mätningar kommer deltagarna att bli bekanta med de övningar som ska utföras i deras RET-session. Varje deltagares styrka kommer också att testas för dessa övningar.

Besök 2 och 3 kommer att fungera som experimentsessioner och kommer att bestå av en RET- och en vilosession, gjorda i en motviktsordning. Till dessa sessioner kommer deltagarna att anlända fastande på morgonen och kommer att förses med en standardiserad frukost och dryck. I början av experimentsessionerna kommer deltagarna att få sina andetag samlade. Detta kommer att följas av RET i en av sessionerna, eller fortsatt vila. En dos av L-[1-13C]leucinisotop kommer sedan att konsumeras baserat på varje deltagares kroppsmassa (inom en protein- och kolhydratdryck) och andedräkten från varje deltagare kommer att fortsätta att samlas in under de kommande 5 timmarna (totalt 11 timmar). utandningsprov). Ett litet mellanmål kommer att ges till varje deltagare under denna andningsuppsamlingsperiod.

Motståndsövning: Styrketester och träningsprotokollet kommer att involvera följande övningar som alla kommer att utföras med hjälp av styrketräningsmaskiner. Användningen av sådan utrustning anses vara säkrare än användningen av fria vikter eftersom det finns mindre frihetsgrader under extremiteternas rörelser, vilket förhindrar tekniska fel före muskeltrötthet. Följande övningar kommer att utföras: sittande benpress, sittande overheadpress, sittande bröstpress, sittande horisontell rad. Övningar kommer att utföras med tekniker som beskrivs av Canadian Society for Exercise Physiology (CSEP - PATH, 2021).

RET-protokollet kommer att bestå av 3-5 set av varje övning vid 70-80% av 1RM. Varje övning kommer att utföras tills den misslyckas (dvs. tills deltagaren inte längre kan slutföra rörelsen med säker teknik), eftersom detta har visat sig vara optimalt för att stimulera MPS och framkalla muskelhypertrofi. Cirka 8-15 repetitioner förväntas genomföras per set och ~90-tals vila kommer att ges mellan seten. Ett liknande akut RET-protokoll har tidigare visat sig vara en tillräcklig stimulans för att framkalla skillnader i leucinretention jämfört med vila (testat med det icke-invasiva utandningstestet som kommer att användas i den föreslagna studien) hos vuxna.

Deltagarna i den föreslagna studien kommer att vara manliga och kvinnliga prepubertala barn (~7-12 år), ungdomar (~13-16 år) och vuxna (18-35 år).