青少年和成人抗阻运动引起的合成代谢

儿童和青少年的阻力运动训练（RET）已成为一个热门的研究领域，越来越多的证据支持其使用。 关于儿童 RET 的立场和共识声明表明，它在增加肌肉力量、提高运动表现和降低受伤风险方面是安全有效的。 神经和肌肉机制可以提高 RET 后的肌肉力量。 神经因素包括个体运动单位募集和放电的改善，肌肉因素主要包括肌肉尺寸的增加（肥大）。

在儿童中，人们对这些机制与肌肉力量的关系知之甚少。 几乎没有证据表明儿童 RET 后形态发生变化。 因此，传统观点认为，儿童在 RET 后仅依靠神经因素来提高力量，这可能是由于他们的循环雄激素水平较低。 然而，一些研究表明 RET 会导致儿童和青少年肌肉肥大，这表明通过某些训练方案，儿童可能会实现肌肉生长。

当肌肉蛋白质合成率（MPS）大于蛋白质分解率时，就会发生肌纤维肥大，并且随着膳食氨基酸的摄入而增强。 由于在儿童群体中获取肌肉样本（即从肌肉活检中）的伦理问题，之前尚未对儿童 RET 后的 MPS 率进行评估。 稳定同位素方法的最新进展允许在非侵入性呼气测试中估计 MPS，该测试基于优先在骨骼肌内代谢的必需氨基酸（即亮氨酸）的保留。 鉴于氨基酸只能“储存”在功能性身体蛋白质中，任何多余的氨基酸都会转化为能量（即氧化），这种非侵入性技术非常适合安全估计儿童 RET 的合成代谢（即生长）潜力。 事实上，使用摄入稳定同位素的类似技术已安全、成功地用于儿童和青少年。

拟议研究的目的是使用非侵入性呼气测试来检查急性 RET 对儿童、青少年和成人亮氨酸保留（MPS 的代表）的影响。 据推测，与非运动条件相比，经过一轮 RET 训练后，所有组中的蛋白质保留都会增加。 然而，由于亮氨酸保留基础率较高（即用于生长过程），RET 诱导的增加在儿童和青少年中相对较低。

设计：拟议的研究将采用横断面设计，比较儿童、青少年和成人在休息时以及进行抗阻运动后的亮氨酸保留情况。

程序：参与者需要三次访问布鲁克大学应用生理学实验室才能完成所有程序。

在第一次访视期间，参与者及其监护人（如果未满 18 岁）将被告知研究期间将进行的所有测试和程序。 在进行进一步的调查问卷之前，将获得参与者及其监护人（儿童和青少年）的书面和口头同意。 然后将完成针对医疗问题、青春期阶段、运动训练实践、初潮和口服避孕药使用（针对青少年和成年女性）、习惯性饮食习惯和习惯性身体活动的问卷调查。 还将进行人体测量（即身高、坐高、身体脂肪成分、皮褶厚度、四肢长度、四肢周长、肌肉横截面积）。 在完成问卷调查和人体测量后，参与者将熟悉 RET 课程中要进行的练习。 这些练习还将测试每个参与者的力量。

第 2 次和第 3 次访视将作为实验阶段，包括 RET 和休息阶段，按平衡顺序进行。 对于这些课程，参与者将在早上禁食到达，并将获得标准化早餐和饮料。 在实验开始时，参与者将被收集呼吸。 随后将在其中一场课程中进行 RET 或继续休息。 然后，将根据每个参与者的体重消耗一定剂量的 L-[1-13C]亮氨酸同位素（在蛋白质和碳水化合物饮料中），并且将在接下来的 5 小时内继续收集每个参与者的呼吸（总共 11呼吸样本）。 在呼吸收集期间，将为每位参与者提供一份小零食。

阻力练习：力量测试和训练方案将涉及以下练习，所有这些练习都将使用力量训练机进行。 使用此类设备被认为比使用自由重量器械更安全，因为肢体运动时的自由度较小，可以防止肌肉疲劳之前出现技术故障。 将进行以下练习：坐式腿部推举、坐式过头推举、坐式胸部推举、坐式水平划船。 将使用加拿大运动生理学协会 (CSEP - PATH, 2021) 描述的技术进行锻炼。

RET 方案将包括 3-5 组，每次练习为 1RM 的 70-80%。 每次练习都将进行到失败为止（即，直到参与者无法再以安全技术完成运动），因为这已被证明是刺激 MPS 和引起肌肉肥大的最佳选择。 每组预计完成大约 8-15 次重复，组间休息约 90 秒。 先前已证明类似的急性 RET 方案足以刺激成人，与休息相比（使用将在拟议研究中使用的非侵入性呼气测试进行测试），可以引起亮氨酸保留差异。

拟议研究的参与者将是青春期前儿童（约 7-12 岁）、青少年（约 13-16 岁）和成人（18-35 岁）。