ACTIVITATEA FIZICA SI REMODELAJUL OSOS LA GIMNASTE IN PERIOADA PREPUBERTARA

DORINA FLORA

Universitatea din Oradea, FEFS

Cuvinte cheie: gimnastica, marcheri biochimici, prepubertate, remodelaj osos.

Introducere

Pentru evaluarea starii osoase, in mod curent, se determina continutul mineral osos (CMO) si densitatea minerala osoasa (DMO) (reflectate de masa osoasa) sau estimarea proprietatilor osoase. In principal, in ultimii ani, marcherii biochimici ai remodelajului au fost utilizati pentru a determina metabolismul osos pe parcursul anumitor maladii si in cazurile de osteoporoza.

Procesele de remodelaj se caracterizeaza prin prezenta in plasma si in urina a numeroase molecule excretate de matricea osoasa sau de celulele implicate in modificarile osoase . O crestere de remodelaj osos este asociata cu un exces de resorbtie . Exista numeroase lucrari asupra diferentelor intre grupe de adulti in ceea ce priveste biomarcherii ososi sau intre pacientii care au sau nu o anumita maladie, dar exista foarte putine informatii asupra remodelajului osos la copii. Unele din ele sugereaza ca, in timpul perioadei varfului de masa osoasa (10 – 14 ani la fete), cresterea de masa osoasa este asociata cu o crestere a remodelajului osos cu un castig de CMO.

Se stie ca activitatea fizica intensiva are efect asupra metabolismului osos, in special asupra remodelajului osos (mecanisme celulare de formare si resorbtie) . Acest efect al exercitiului fizic poate stimula CMO si DMO. Solicitarile mecanice asupra osului induse prin exercitiu sunt des intalnite ca explicatii ale acestui fenomen .

Scopul acestui studiu a fost de a evalua activitatea de remodelaj osos cu ajutorul marcherelor de resorbtie, CrossLaps de tip CTx asupra unei populatii de fete tinere care practica intensiv sau nu activitate fizica.

Subiecti si metode

Subiecti

Studiul s-a realizat asupra a 45 de fete din care 24 se antrenau de la 15 la 22 de ore pe saptamana de cel putin 5 ani, iar 21 au format grupa martor.

Acest timp de antrenament corespunde cu cel petrecut in sala de gimnastica. Grupa martor practica mai putin de 3 ore de activitate fizica pe saptamana, tinand cont de activitatile scolare si extrascolare.

Grupa de sportive a fost format din fete recrutate din echipa de gimnastica de inalt nivel din Loiret, Franta, iar grupa martor a fost constituit intr-o scoala din Orleans, Franta. Toti subiectii au provenit din aceeasi categorie socio-culturala.

Examen antropometric

Talia si greutatea au fost masurate utilizand acelasi taliometru (Holtain) si aceeasi balanta (Seca 709) pentru toti subiectii. Masa slaba si masa grasa au fost obtinute prin absorbtiometrie bifotonica (DEXA, Hologic QDR1000/W, Watham, MA) dupa o procedura standard (Haarbo si colab., 1991). Rezultatele au fost apoi tratate cu ajutorul unui program Enhanced Whole Body Analysis versiunea 5.73 furnizat de catre constructor. Toti subiectii au fost vazuti individual de catre acelasi pediatru in scopul evaluarii nivelului de maturare pubertara dupa stadiile descrise de Marshall si Tanner (1969).

 Pentru determinarea varstei osoase, s-a realizat radiografia pumnului si mainii stangi, care a fost apoi analizata cu ajutorul tabelelor lui Greulich si Pyle (1969). Varsta osoasa constituie un parametru de maturare biologica si permite situarea subiectului in „avansat' sau „retardat' in raport cu varsta cronologica. De asemenea, acest parametru permite determinarea evolutiei caracteristicilor osoase a fiecarui subiect.

Examen densitometric

Continutul mineral osos (CMO) si densitatea minerala osoasa (DMO) au fost masurate pentru intregul corp si in diferite zone ale corpului (coloana lombara, soldul nedominant, radiusul nedominant) utilizand absorbtiometria bifotonica.

Aceasta tehnica utilizeaza raze X de nivel de energie diferit: o raza de energie slaba si una de energie mare. Diferenta de energie intre aceste raze permite separarea atenuarii legate de masa minerala si cea rezultata de interpozitia tesuturilor moi. DEXA permite obtinerea continutului mineral osos (CMO, g) si a densitatii minerale osoase (DMO, g.cm^-2), masa grasa (g) si masa musculara (g) pentru fiecare segment corporal.

Analize biochimice

 Masuratorile hormonale si biochimice au scopul de a determina anumiti factori biologici implicati in crestere si in procesul de maturare. Dozajele hormonale sunt utilizate pentru a determina gradul de crestere si de maturare si modul de desfasurare a acestor procese. Metabolismul osos poate fi urmarit cu ajutorul a diferiti marcheri plasmatici si urinari aparuti in procesul formarii si resorbtiei osoase.

 Dintre indicatorii de resorbtie, au fost masurati peptide de colagen C- si N-terminal de tip I (CTx si NTx). Tehnica de masurare este o metoda ELISA (Cross Laps ELISA CIS VIO International, Gif-sur-Yvette, France).

Analiza de urina a fost realizata asupra unei recoltari de urina de 24 de ore, congelata la –20°C.

 S-a determinat concentratia de marcheri hormonali urinari, care sunt androstenedion (⁴) si dehidroepiandrosterone sulfat (DHEA-S).

 De asemenea, s-a realizat dozajul de creatinina si de calciu urinar. Aceste componente au fost masurate prin calorimetrie (tehnica Jaffé pentru creatinina si O-cresol-phtalina pentru calciu urinar).

Antrenamentul

Efectele antrenamentului asupra dezvoltarii masei osoase depind de mai multi factori si parametri: tipul exercitiilor (cu incarcare sau fara), intensitatea exercitiilor si frecventa de impact ce insoteste exercitiul. Grupul experimental din acest studiu practica gimnastica de performanta (activitate cu incarcare) si se antreneaza de la 15 la 22 de ore pe saptamana (antrenament intensiv). Aceste antrenamente se caracterizeaza prin repetitii de la 30 sec la 2 min de exercitii stimulante, in principal asupra membrelor superioare si inferioare. Un antrenament standard in gimnastica la fetele tinere prepubertare cuprinde in jur de 887 de impacturi pe membrele inferioare si 94 de impacturi pe membrele superioare (Faulkner si colab., 2001). Fortele dezvoltate in timpul acestor impacturi au fost masurate de catre Daly si colab. (1999) cu ajutorul unei platforme de forta. Forta maxima dezvoltata pe verticala a fost de 1,5 pana la 3,6 ori greutatea corpului la membrele superioare si de 3,7 la 10,4 ori greutatea corpului la membrele inferioare.

In consecinta, gimnastica este o activitate cu incarcare, cu o frecventa de impact ridicata si cu o intensitate mare a exercitiilor atunci cand ea este practicata de performanta. Prin urmare, este o activitate in particular osteogenica.

Rezultate

In tabelul 1, sunt reprezentate caracteristicile antropometrice ale subiectilor. In ceea ce priveste varsta, greutatea si masa slaba, nu exista diferente semnificative intre cele doua grupe. In schimb, gimnastele sunt, statistic, mai mici de statura si au un procentaj de masa grasa inferioara grupului de control. O alta diferenta semnificativa a fost observata in ceea ce priveste varsta osoasa. Gimnastele prezinta o varsta osoasa mai mica decat grupul de control.

Tabelul 1

Caracteristicile subiectilor

	Control (n= 21) media (SD)	Gimnaste (n=24) media (SD)	Diferenta statistica
Varsta (luni)       (ani)	149,6 (18) 12,3 (1,4)	140,5 (25,4) 11,9 (2)	NS NS
Varsta osoasa (luni)	148 (25,5)	132 (19,8)	p < 0,05
Greutatea (kg)	43 (9,9)	36,2 (9,9)	NS
Talia (cm)	153,1 (8,8)	143,6 (11,6)	p < 0,01
Indice de masa corporala (kg.m-2)	18,2 (3,2)	17,2 (2,3)	NS
Procentaj de masa grasa (%)	22,7 (7,1)	16,5 (2,4)	p < 0,001
Masa slaba (kg)	33,4 (6,3)	30,5 (8,5)	NS

NS: diferente nesemnificative

Densitatea minerala osoasa, DMO, este semnificativ superioara la gimnaste in partile masurate, cu exceptia corpului intreg.

Tabelul 2

Densitatea minerala osoasa in grupul experimental si grupul de control

Partea masurata	Control (n= 21) media ( SD)	Gimnaste (n=24) media (SD)	Diferente statistice intre grupe
DMO corp intreg (g.cm-2)	0,899 (0,077)	0,892 (0,106)	NS
DMO coloana lombara (g.cm-2)	0,797 (0,111)	0,856 (0,168)	p < 0,05
DMO col femural (g.cm-2)	0,773 (0,090)	0,841 (0,140)	p < 0,01
DMO trohanter (g.cm-2)	0,647 (0,087)	0,705 (0,116)	p < 0,05
DMO radius (g.cm-2)	0,454 (0,005)	0,508 (0,005)	p < 0,001
DMO triunghiul Ward (g.cm-2)	0,724 (0,111)	0,810 (0,136)	p < 0,01

NS: diferente nesemnificative

Creatinina si calciul urinar nu difera de la un grup la celalalt insa gimnastele prezinta modificari de CTx semnificativ superioare celor din grupul de control [989.08ཏ154.63 vs 580.25 ཏ123.99 µg.mmol^-1 Cr, p=0.02] (tabelul 3).

Valoarea androstenedionului este semnificativ superioara la grupul de control, reflectand o rata de maturizare mai rapida in acest grup decat la gimnaste.

Tabelul 3

Analize biochimice si hormonale la gimnaste si grupa de control

	Control (n= 21) media (SEM)	Gimnaste (n=24) media SEM)	Diferenta statistica
Creatinina urinara (mmol.l-1)	7,928 (0,87)	9,025 (0,99)	NS
Calcium urinar (mmol.l-1)	2,509 (0,50)	1,948 (0,40)	NS
CTx (µg. mmol-1 Cr.)	580,2 (123,90)	989,1 (154,60)	p < 0,05
CTx (µg.l-1)	4258 (900)	8538 (2205)	p < 0,05
4 (nmol.24h-1)	337,3 (31,8)	232,3 (60,3)	p = 0,02
DHEA-S (nmol.24h-1)	1043,2 (169,3)	643 (146,5)	NS

NS: diferente nesemnificative

Nivelul DHEA-S tinde sa fie mai mare, dar nu semnificativ din punct de vedere statistic, la grupul de control, comparativ cu grupul de gimnaste.

Concluzii

S-a constatat ca gimnastele sunt mai mici de statura, au o greutate mai mica si un procentaj de masa grasa inferior grupului de control. Grupul de control are un grad de maturitate mai mare decat gimnastele.

Gimnastele au DMO si concentratia urinara de CTx superioara grupului de control. La copii, castigul de remodelaj osos este corelat cu o mai buna achizitie osoasa (Mora si al., JBMR, 1999). Conform altor studii, remodelajul osos este in functie de gradul de maturare sexuala (Mora si al., JBMR, 1999). Grupul de control fiind mai matur decat gimnastele, acesta ar trebui sa prezinte o activitate de remodelaj osos superioara. Cum asta nu reiese din acest studiu, rezulta ca gimnastica stimuleaza remodelajul osos.

Rezultatele acestui studiu sugereaza ca gimnastica intensiva stimuleaza activitatea de remodelaj osos, aceasta favorizand achizitia de masa osoasa.

Abstract

The aim of this study was to investigate the effect of intensive exercise on bone turnover (as reflected by bone resorption) in young elite female gymnastes. Forty-five healthy girls including 24 gymnasts(11,92 yr) and 21 controls (12,31,4 yr) were studied. Body weight, height, bone age and body composition were measured. Bone mineral density (BMD) was assessed at the whole body, lumbar vertebrae, hip and radius by means of DEXA. Urinary androstenedione (⁴), dehydroepiandrosterone sulfate (DHEA-S), and CrossLaps (CTx) were measured. BMD was significantly greater in the gymnasts at all sites except whole body. ⁴ values and CTx values were significantly higher in the gymnasts. In conclusion, gymnastics seems to stimulate bone resorption activity in highly-trained young females. The coexistence of bone hyperresorption and higher BMD in gymnasts suggests increased bone turnover resulting in increased bone density in these subjects.

Bibliografie

Courteix, D., Lespessailles, E., Jaffre, C., Obert, P. et Benhamou, C. L., Bone material acquisition and somatic development in highly trained girl gymnasts. In: Acta Paediatr, 88: 803-808, 1999

Courteix, D., Lespessailles, E., Peres, S. L., Obert, P., Germain, P. et Benhamou, C. L., Effect of physical training on bone mineral density in prepubertal girls: a comparative study between impact-loading and non-impact- loading sports. In: Osteoporos Int, 8: 152-158,1998

Delmas, P. D., Biochemical markers of bone turnover. In: Jn. Bone Miner Res, 8 Suppl 2: S549-555,1993

Faulkner, R. A., Mafukidze, J. C., Russell, K. and Bailey D. A., Effects of gymnastics training on bone mineral content in pre-menarcheal girls. In: Pediat. Exerc. Science, 13: 265, 2001

Frost, H. M., On our age-related bone loss: insights from a new paradigm. In: Jn. Bon Miner Res, 12: 1539-1546, 1997

Greulich and Pyle, Radiographic atlas of skeletal development of the hand and wrist. 2^nd ed. New York, Stanford University Press Ed, 1969

Guezennec, C.Y., Sport, entrainement et régulation hormonale. In: Cahiers INSEP, 9: 1-75, 1994

Marshall, WA, Tanner, JM., Variations in pattern of pubertal changes in girls. In: Arch Dis Childh, 44 :291-303, 1969

Mora, S., Pitukcheewanont, P., Kaufman, F. R., Nelson, J. C. et Gilsanz, V., Biochemical markers of bone turnover and the volume and the density of bone in children at different stages of sexual development. In: Jn. Bone Miner Res, 14: 1664-1671, 1999

Smith, E. L. et Gilligan, C., Physical activity effects on bone metabolism. In: Calcif Tissue Int, 49: S50-54, 1991

Woo, S. L., Kuei, S. C., Amiel, D., Gomez, M. A., Hayes, W. C., White, F. C. et Akeson, W. H., The effect of prolonged physical training on the properties of long bone: a study of Wolff's Law. In: Jn. Bone Joint Surg Am, 63: 780-787, 1981