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低能量可用性和高冲击跳跃对女性骨骼(重)塑形标志物的影响

2023年2月13日 更新者:Katherine Brooke-Wavell、Loughborough University

短期低能量可用性和低重复高冲击跳跃对年轻女性骨形成和吸收标志物的影响

骨质疏松症是一种全球性的健康流行病,按骨骼健康状况不佳分类,主要通过骨矿物质密度低来诊断,每年给医疗保健系统造成数十亿美元的损失。 在体力活动中消耗大量能量或为了减肥而限制饮食的运动员和锻炼者面临能量可用性低的风险。 这是当一个人未能将其运动能量需求与适当的饮食摄入量相匹配以维持最佳生理功能时;这会导致低骨密度、早年和晚年的骨质疏松症以及受伤风险增加。 跑步者特别容易发生应力性骨折,以应对由于反复地面撞击造成的低能量可用性。 研究表明,对于身体活跃的女性来说,短短五天的低能量可用性会显着减少骨形成,并显着增加骨吸收。 理想的解决方案是恢复能源可用性;然而,在高强度训练和与减肥目标相冲突的时期,这通常是非常困难的。 因此,需要开发一种替代工具来保护骨骼健康。 至关重要的是,任何运动干预都不会进一步降低能量可用性,因为之前的研究表明这会加速而不是阻止骨质流失。 低重复高冲击力的跳跃运动对骨骼健康非常有益,并且已被证明可以在长期干预能量充足状态时改善骨骼结构。 它需要很少的时间来完成并且使用非常少量的能量。 然而,迄今为止还没有研究检验这种干预在低能源供应期间的影响。 目前的研究将调查低重复高冲击跳跃是否可以防止或减少骨骼形成的减少和骨吸收的增加在低能量可用性的五天中经历的和研究结果将对运动和娱乐训练建议产生影响,以保护骨骼健康.

研究概览

详细说明

参与者将在两个独立月经周期的前 7 天内完成两个为期四天的实验条件。 在这些之前将进行为期四天的基线评估期。 一共有三种实验条件:对照(CON)、低能量可用性(LEA)和低能量可用性高冲击跳跃(LEA+J)。 参与者将被随机分配以完成控制条件和 LEA 或 LEA+J 条件。 完成这两个条件的顺序将是随机和平衡的。 每个参与者总共需要十五次实验室访问:

基线评估(四天一访):

访问 1:

一旦参与者有至少 24 小时的时间来考虑参与者信息表,参与者将在第 1 天来实验室完成知情同意程序。 在获得知情同意的情况下,参与者将完成三份问卷(健康筛查、女性低能量可用性问卷和国际体育活动问卷),其中包括有关其医疗和受伤史、饮食习惯、月经周期和体育活动习惯的问题。 然后他们将测量身高和体重。 如果反应和措施确认参与者符合纳入和排除标准,他们将熟悉静息代谢率评估,他们将仰卧在昏暗的房间里,同时通过喉舌收集呼出的气体。 在熟悉过程中,研究人员将检查换气过度的迹象。 之后,如果参与者被随机分配到将在实验条件下执行此例程的组中,参与者将熟悉跳跃锻炼例程。 最后,参与者将被要求在跑步机上完成一项增量运动测试,以达到意志力竭,同时使用代谢车收集和分析呼出的气体,并采用心率和感知运动等级,作为有氧健身的衡量标准。

在接下来的三天(第 2 天、第 3 天和第 4 天),参与者将被指示使用提供的一组秤和食物日记根据研究人员将通读的日记本身的说明自我报告称重的能量摄入量参与者。 他们将被要求按照他们通常的饮食习惯进食,并在第 4 天结束时或在随后的访问中以电子方式归还。 还将为参与者提供一个三轴加速度计 (Actigraph GT3X+) 设备,并指导他们在第 2、3 或 4 天的整个过程中将其佩戴在腰部(洗澡和洗涤时除外)。 他们将不需要在第 2、3 或 4 天访问实验室。

实验条件(四天四次访问,每个条件):

下面将概述实验协议,假设参与者完成 LEA+J 条件,然后是 CON 条件,并以协议的不同之处结束,如果他们被随机分配以完成 LEA 条件而不是 LEA+J , 健康)状况。 在整个实验条件下,参与者将被要求避免不属于研究范围的运动。

LEA+J条件:

参与者将被要求在下一次月经开始时通知研究团队,并将在第二天开始实验条件,或者如果参与者无法在第二天做他们需要做的事情,则在之后的第二天开始。 从每种情况的第一天到最后一天,除洗澡和洗涤外,参与者都必须始终佩戴 Actigraph 设备。 参与者将被指示在第 1 天记录他们的饮食,就像他们在基线条件的第 2、3 和 4 天所做的那样,并且将被要求按照他们通常的饮食习惯进食,但被指示做出他们将能够在每个后续实验条件之前复制。 他们将不被允许饮用咖啡因或酒精。

访问 1:

参与者将被要求在第 1 天从实验室领取他们的最后一餐,并被指示在 20:00 准时吃完。 他们将完成匹兹堡睡眠质量指数(PSQI;关于上个月睡眠习惯和质量的问卷)。 他们还将被指示在晚上剩下的时间里不要吃任何其他食物或饮料,除了水。 将向参与者提供一份自我报告的饮水记录表和饮用水瓶,并指示参与者报告从第 2 天开始到病情结束的每日饮水量。 他们还将获得一个小容器,适合在第二天早上醒来时收集尿液样本。 将指示参与者将样本带到实验室,在那里将立即对其进行分析和处理。

访问 2:

在第一个条件的第 2 天,参与者将被要求在 06:00-09:00 之间到达实验室,至少 18 小时前不吃早餐或摄入咖啡因。 参与者将被要求乘坐汽车或公共交通工具出行,并尽可能限制步行距离。 使用秤和生物电阻抗测量短裤和内衣的重量和身体成分。 然后,研究人员将使用压力袖带、眼压计和心电图进行静息代谢率评估和一系列心血管测量。 静脉血样本将由接受过静脉切开术培训的研究人员使用标准静脉穿刺方法从手臂分离成血浆和血清分离真空采血管。 然后,参与者将被指导在奇石乐力量平台上完成简短的高冲击力跳跃练习,研究人员会进行示范并持续提供反馈以保持最佳状态。 所有跳跃都将赤脚进行。 然后,研究人员将提供一份早餐供实验室食用,同时提供多种维生素和多种矿物质片剂。 参与者在当天剩余时间需要吃的食物将被装入冷藏箱中带走,参与者不得食用冷藏箱内未提供的任何食物,“无卡路里”食品除外饮料(黑咖啡、红茶、绿茶等)。 参与者将被指示在早上的跳跃程序后至少 8 小时在家中执行类似的跳跃程序。 所有跳跃都将赤脚进行。

访问 3 和 4:

在第 3 天和第 4 天,参与者将被要求在 06:00-09:00 之间到达实验室,不吃早餐。 参与者将退回前一天未食用的任何食物,并报告所消耗的任何不属于提供的冷藏盒的物品(“无卡路里”饮料除外)。 参与者将完成晨间跳跃程序,并在实验室享用含有多种维生素和多种矿物质片剂的规定早餐,然后将当天剩余的食物装在冷藏箱中。 除了“无卡路里”饮料外,参与者不得饮用冷藏箱内未提供的任何东西。 参与者将被指示完成夜间跳跃程序 - 与第 2 天一样。

在第 4 天,参与者将只被允许喝水,并被指示在 20:00 吃完最后一餐,并在晚上剩下的时间里不吃任何其他食物或饮料(水除外)。 在第 6 天结束时,还将为参与者提供一个适合在第二天早上醒来时收集尿液样本的小容器。 将指示参与者将样本带到实验室,在那里将立即对其进行分析和处理。

访问 5:

在第 5 天,参与者将重复与第 2 天相同的过程,除了需要在完全相同的时间而不是 06:00 - 09:00 之间的任何时间到达实验室,并且他们不会完成早上或晚上的跳跃例程、PSQI 或早餐、复合维生素复合矿物质片或带走的食物。

将向参与者提供排卵测试套件,可带走并每天使用一次(根据妊娠测试在棍子上小便),最多可在月经周期中间使用 8 天。 一旦观察到阳性测试,参与者将向研究团队报告,如果在 8 天内没有报告阳性,也将向研究团队报告。

条件:

访问 1-5:

参与者将再次被要求在下一次月经开始时通知研究团队(在 LEA+J 条件结束后),并将在第二天开始 CON 条件,如果参与者无法第二天做要求他们做的事。 将重复与 LEA+J 条件下相同的程序,但是,参与者将被指示重复之前记录的内容,而不是在第 1 天记录他们的饮食。 此外,LEA+J 条件下提供的食物总能量摄入量将是 CON 条件下提供的食物的三分之一,参与者将无需服用复合维生素多矿物质药片,也无需进行晨间或晚间跳跃训练。

对于完成 LEA 条件的参与者,协议将有何不同?

LEA 条件的程序与 LEA+J 条件相同,但是,参与者不需要执行早上或晚上的跳跃程序。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

19

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • Leicestershire
      • Loughborough、Leicestershire、英国、LE11 3TU
        • Mark Hutson

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年 至 35年 (成人)

接受健康志愿者

是的

有资格学习的性别

女性

描述

要参加这项研究,必须满足以下纳入标准:

  • 至少前三个周期的月经周期在 21 - 35 天之间
  • 至少前三个周期的月经周期长度正常(周期之间的差异小于六天)
  • 身体质量指数在 18.5 - 30 kg.m 平方之间
  • 过去三个月体重稳定,目前没有节食

如果满足以下任何排除标准,参与者将不能参加本研究:

  • 吸烟者
  • 孕
  • 素食主义者
  • 在过去三个月内的任何时候使用过激素避孕药
  • 每周定期进行 >3 次剧烈或 >5 次中等强度的锻炼
  • 定期参加国家级或更高级别的高影响力或多向影响运动
  • 在过去的十二个月内遭受过骨伤
  • 在过去六个月内受过任何限制其运动能力的伤害
  • 在过去三个月内的任何时候接受过激素替代疗法 (HRT)
  • 之前被诊断出患有饮食失调症
  • 在过去三个月内服用过任何已知会影响骨代谢的药物(维生素或矿物质补充剂除外)(例如 糖皮质激素、抗惊厥药或合成代谢类固醇)
  • 以前被诊断出患有已知会影响骨骼健康的疾病(例如 甲状腺功能减退症、甲状腺功能亢进症、糖尿病、皮质醇增多症和肾脏或胃肠道疾病)
  • 以前被诊断出患有已知会影响月经功能的病理(例如 原发性卵巢功能不全、高催乳素血症、甲状腺功能障碍、多囊卵巢综合征和任何其他雄激素过多的情况)

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:预防
  • 分配:随机化
  • 介入模型:跨界
  • 屏蔽:没有任何

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:能源可用性低
干预涉及三项饮食能量限制,每天每公斤无脂肪质量提供 15 千卡热量。
每天将向参与者提供食物,并且不允许食用任何其他含有卡路里的食物或饮料。 所提供食物中所含的能量将是控制条件下所提供食物中所含能量的三分之一(每天每公斤脱脂质量 45 卡路里),并且将在参与者之间和参与者内部针对碳水化合物进行标准化,蛋白质和脂肪组成。
其他名称:
  • 能量限制
实验性的:低能量可用性和高冲击跳跃
干预措施包括三天的饮食能量限制,每天每公斤脱脂体重提供 15 卡路里热量,以及每天早上和晚上进行的短暂的高冲击力跳跃运动。
每天将向参与者提供食物,并且不允许食用任何其他含有卡路里的食物或饮料。 所提供食物中所含的能量将是控制条件下所提供食物中所含能量的三分之一(每天每公斤脱脂质量 45 卡路里),并且将在参与者之间和参与者内部针对碳水化合物进行标准化,蛋白质和脂肪组成。
其他名称:
  • 能量限制
参与者将在每天早上进行一次简短的高冲击跳跃训练(10 次最大力量垂直反向运动跳跃,以及每个方向 5 次最大力量横向下降跳跃)和每天晚上进行一次类似的高冲击跳跃训练(20 次最大力量垂直反跳)运动跳跃)。

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
血液中 1 型胶原前肽 (P1NP) 浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
P1NP 是骨吸收的标志物,将在禁食状态下测量
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
血液中1型胶原β-羧基末端交联端肽(β-CTx)浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
β-CTx 是骨形成的标志物,将在空腹状态下测量
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
血液 17β-雌二醇浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
17β-雌二醇是一种生殖激素,在月经周期中波动,参与骨吸收的调节
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
血液三碘甲腺原氨酸 (T3) 浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
T3 是一种甲状腺激素,先前已被证明会因低能量可用性而减少,已被提议作为低能量可用性的有用标记
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
血液中 β-羟基丁酸 (β-OHB) 浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
β-OHB 是在能量和/或碳水化合物限制期间产生的酮体
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
血钙浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
钙是一种微量营养素,参与骨(重)塑的调节,可能会因能量供应不足而发生变化
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
血镁浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
镁是一种微量营养素,参与骨(重)塑的调节,可能会因能量供应不足而发生变化
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
血磷浓度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
磷是一种微量营养素,参与骨(重)塑的调节,可能会因能量供应不足而发生变化
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
静息代谢率 (RMR) 的变化
大体时间:从提供饮食的第一天早上到提供饮食的最后一天(三天后)的同一时间,在每种情况下
这是身体在静止时使用的能量,通过间接量热法与使用先前验证的方程式预测的 RMR 进行比较来测量。 有人提出,<0.9 的比率可用作能量缺乏的替代标记
从提供饮食的第一天早上到提供饮食的最后一天(三天后)的同一时间,在每种情况下
测量比率的变化:预测静息代谢率 (RMR)
大体时间:从提供饮食的第一天早上到提供饮食的最后一天(五天后)的同一时间,在每种情况下
这是通过间接量热法测量的 RMR 与使用先前验证的方程预测的 RMR 的比率。 有人提出,<0.9 的比率可用作能量缺乏的替代标记
从提供饮食的第一天早上到提供饮食的最后一天(五天后)的同一时间,在每种情况下
血浆容量的变化(使用血红蛋白浓度和血细胞比容估计)
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
血浆容量是衡量由血浆组成的血液比例的指标。 它已被证明会随着低能源可用性而变化,并且可能影响独立于低能源可用性的主要措施的浓度,本身。
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
心率变异性的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
有人提出,低能量可用性会损害心血管功能,心率变异性是衡量每次心跳之间时间变化的指标
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
低频段和高频段心率变异性谱密度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
有人提出,低能量可用性会损害心血管功能,心率变异性的频谱分析提供了有关心率的交感神经和副交感神经调节功能的信息
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
主动脉硬度的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
有人提出,低能量可用性会损害心血管功能,并且通过测量手腕处的动脉僵硬度来估计主动脉僵硬度
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
前臂静息血流量的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
有人提出,低能量可用性会损害心血管功能,前臂血流量是心血管功能的标志,可以使用体积描记法进行测量
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
前臂峰值血流量的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
有人提出,低能量可用性会损害心血管功能,前臂血流量峰值是心血管功能的标志,可以使用体积描记法进行测量
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
体重变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
预计体重会因热量限制而减少,因此将被测量并可用于表明对饮食供应的依从性
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
无脂肪质量的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
预计无脂肪质量会因热量限制而减少,因此将被测量并可用于表明对饮食供应的依从性
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
压力反射敏感性的变化
大体时间:在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食
有人提出,低能量可用性会损害心血管功能,压力反射敏感性是心脏控制和血压之间串扰系统功能的标志
在每种情况下,在饮食供应的最后一天(三天后)之后的同一时间提供饮食

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 首席研究员:Richard C Blagrove, PhD、Loughborough University
  • 研究主任:Emma O'Donnell, PhD、Loughborough University
  • 研究主任:Katherine SF Brooke-Wavell, PhD、Loughborough University

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2020年11月1日

初级完成 (实际的)

2022年6月30日

研究完成 (实际的)

2022年6月30日

研究注册日期

首次提交

2020年10月2日

首先提交符合 QC 标准的

2021年3月8日

首次发布 (实际的)

2021年3月10日

研究记录更新

最后更新发布 (估计)

2023年2月14日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2023年2月13日

最后验证

2023年2月1日

更多信息

与本研究相关的术语

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

不

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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