Projekt naukowy SKN/SP/498248/2021 finansowany przez Ministerstwo Edukacji i Nauki , 68 300,00  zł, termin realizacji 2021-2022, kierownik Łukasz Tota w ramach programu Studenckie Koła Naukowe Tworzą Innowacje

„Zmiany markerów obrotu kostnego pod wpływem wysiłku o maksymalnej intensywności”

Tkanka kostna podlega ciągłym przemianom, pozostając w stanie równowagi dynamicznej między procesami kościotwórczymi a kościogubnymi. Procesy te zachodzą przez okres całego życia i nazywane są obrotem kostnym (przebudowa kości). Kość jest bardzo aktywną tkanką podlegającą ciągłym przebudową, na którą składają się dwa przeciwstawne procesy, czyli tworzenie się kości przez osteoblasty i resorpcja kości przez osteoklasty. W momencie przewagi procesów resorpcji nad kościotworzeniem, dochodzi do zachwiania homeostazy i wytworzenia się ujemnego bilansu, objawiającego się ubytkiem masy kostnej, prowadzącym do zwiększonej łamliwości kości. Proces przebudowy kości kontrolowany jest przez wiele czynników m.in. płeć, wskaźniki somatyczne (masa ciała, stosunek masy mięśniowej do beztłuszczowej masy ciała, wysokość ciała, BMI), dietę (podaż białka, wapnia), leki, używki, choroby czy aktywność fizyczną. Jednym z czynników pozytywnie wpływającym na metabolizm tkanki kostnej jest aktywność fizyczna, która stymuluje proces kościotworzenia i odgrywa istotną rolę w prewencji osteoporozy.

Prawidłowy wzrost i przebudowa kostna następują wyłącznie pod wpływem fizjologicznych sił mechanicznych. Kości podlegają remodelowaniu tzn. dostosowują swoją budowę do kierunków i miejsc działania sił zewnętrznych (prawo Delpecha-Wolffa). Źródłem tych sił jest praca mięśni szkieletowych (aktywność ruchowa) i grawitacja. Podczas dojrzewania i w okresie wzrostu aktywność ruchowa wpływa na kształtowanie szczytowej masy kostnej, a w wieku dorosłym na utrzymanie odpowiedniego jej poziomu. W literaturze przedmiotu wpływ aktywności fizycznej na wskaźniki kostne w różnych grupach wiekowych poparty jest licznymi badaniami. Istnieją również badania wskazujące, że uprawianie wyczynowego sportu działa korzystnie na tkankę kostną zarówno w okresie kariery sportowej jak i po jej zakończeniu. Jednakże, sportowcy poprzez sam fakt wzmożonej aktywności fizycznej generowanej przez treningi nie są chronieni przed występowaniem zaburzeń w metabolizmie tkanki kostnej. Przyczyną tego jest zbyt duża intensywność i objętość jednostek treningowych rozciągnięta w czasie kariery zawodniczej. W celu określenia ryzyka złamań i identyfikacji parametrów ilościowych masy kostnej wykonuje się nieinwazyjne badanie densytometryczne. Jednakże wadą tej metody jest uzyskanie ograniczonej informacji dotyczącej tkanki kostnej. Chcąc zwiększyć identyfikację osób zagrożonych należy dokonać oceny biochemicznych markerów obrotu kostnego (wskaźniki kościotwórcze, markery resorpcji). Grupę badawczą stanowić będzie 30 mężczyzn w wieku 20-35 lat przydzielonych do dwóch grup (I- osoby trenujące wyczynowo wybrane dyscypliny o charakterze wytrzymałościowym, II- osoby podejmujące aktywność fizyczną rekreacyjnie, minimum trzy razy w tygodniu). Jako sportowców wysokokwalifikowanych określa się osoby podejmujące regularnie wysiłek fizyczny, uczestniczące w zawodach rangi krajowej i/lub międzynarodowej ze stażem treningowym minimum 4 lata. Przed przystąpieniem do badań fizjologicznych zostaną wykonane pomiary wybranych wskaźników somatycznych (m.in. wysokość ciała, masa ciała, skład ciała). Uczestnicy projektu będą prowadzić dzienniki żywieniowe (metoda bieżącego notowania), na podstawie których dokonana zostanie szczegółowa ocena ilościowa sposobu żywienia. Analizie zostanie podana m.in. podaż białka, wapnia, witaminy D. Badanie fizjologiczne obejmować będzie test stopniowany na bieżni mechanicznej do subiektywnego odczucia zmęczenia (ocena VO2max metodą bezpośrednią). Badany wykona jedną próbę, bez możliwości poprawy wyniku. Zgodnie z obowiązującymi standardami 1 godzinę przed testem stopniowanym i 1 godzinę po jego zakończeniu pobrana zostanie krew żylna do analizy biochemicznej przez wykwalifikowanego diagnostę laboratoryjnego. Następnie w surowicy krwi żylnej oznaczone będą wybrane markery obrotu kostnego: osteoprotegeryna (OPG), glikozydy hydroksylizyny, hydroksyprolina, karboksyterminalny telopeptyd kolagenu typu I (ICTP), winianooporna kwaśna fosfataza izoenzym b (TRAP-b), N-końcowy usieciowany telopeptyd łańcucha alfa kolagenu typu I, C-końcowy usieciowany telopeptyd łańcucha alfa kolagenu typu I, wiązania sieciujące kolagen: pirydynolina (Pyr) i dezoksypirydynolina (DPyr), wapń, sialoproteiny, C-końcowy propeptyd prokolagenu typu I i N-końcowy propeptyd prokolagenu typu I, osteonektyna, osteokalcyna (OC, BGP), frakcja kostna alkalicznej fosfatazy (b-ALP). Celem projektu jest próba oceny zmian markerów obrotu kostnego pod wpływem wysiłku o maksymalnej intensywności u osób aktywnych fizycznie oraz trenujących wyczynowo.