Metabolizam kosti kod mladih sportašica

It has been reported that the prevalence of amenorrhea in the general female population is 2-5% in young adult women, while this can be as high as 66% in certain sports events. Many investigations have found that prolonged amenorrhea in female athletes is associated with a reduction in bone mineral density (BMD). As exercise is an osteogenic stimulus in itself, it is possible that some bone loss due to amenorrhea may be offset in areas of high mechanical stimulus. However, BMD in female athletes is dependent on multiple factors and physical activity per se is not always protective for bone. Some of the factors that impact BMD include the nature of the sport discipline, the extent of energy deprivation, the changes in body composition and also various hormones. However, as the measurement of BMD represents only a static assessment of bone health, a more dynamic nature of the bone could be obtained by measuring the biochemical markers of bone formation and resorption. This review focuses on: 1) the impact of different mechanical loading on bone turnover markers in female athletes; and 2) the hormonal factors that influence these bone turnover markers. It has to be taken into account that the beneficial effects of increased mechanical loading from different athletic activities do not always appear to protect against the effects of possible amenorrhea on BMD in female athletes. Female athletes should be monitored at regular intervals to understand better the influence of a high training load on different hormonal markers that are responsive for the bone health in these athletes.Uvod Kost je metabolički aktivno tkivo u kojem se kontinuirano remodeliranje zbiva tijekom cijelog života. Dobro je poznato da je tjelesna aktivnost važan čimbenik u postizanju vršne koštane mase (Kohrt et al., 2004). Vrsta, intenzitet i trajanje tjelovježbe utječu na mineralnu gustoću kosti (BMD). Aktivnosti visokog intenziteta znatnije utječu na zdravlje kosti, a učinak različitih vježbi jače je izražen u području slabinske kralješnice nego u području vrata bedrene kosti (Wallace & Cumming, 2000). Osnovni mehanizmi tih učinaka nisu u potpunosti poznati, osobito kod mladih sportašica različitih sportskih disciplina. U svakom slučaju, postojanje normalnog ovulacijskog ciklusa je nužno (Petit et al., 1999). Sportašice s neredovitim menstrualnim ciklusom izložene su riziku od smanjenja BMD-a do razine pri kojoj prijelomi zamora (engl. stressfractures) mogu nastati i uslijed minimalnog udarnog opterećenja kosti (Cumming, 1996). To ukazuje na važnost specifičnih spolnih hormona na BMD vrijednosti. Uz specifično mehaničko opterećivanje, utjecaj na BMD mladih sportašica mogu imati i različiti parametri sastava tijela. Izgleda da je nemasna masa (FFM) jedan od glavnih prediktora različitih BMD vrijednosti kod zdravih žena u razdoblju prije menopauze (Jürimäe & Jürimäe, 2007). Masna masa (FM) je također važna odrednica BMD-a kod premenopauzalnih žena (Reid et al., 1992). Različiti su hormonski čimbenici (npr. inzulin, inzulinu sličan čimbenik rasta-I (IGF-I), leptin) dovedeni u vezu s mehanizmima koji povezuju masnu masu i mineralnu gustoću kosti (Abou Samra et al., 2005; Jürimäe & Jürimäe, 2007; Ogata et al., 2000). Prema tome, uz specifične spolne hormone, i drugi su hormonski čimbenici također uključeni u razvoj mineralne gustoće kosti u mladih sportašica. Markeri koštane pregradnje kod mladih sportašica Različito mehaničko opterećenje kod mladih sportašica i s time povezano koštano modeliranje i remodeliranje, trebali bi biti povezani s povišenim razinama markera koštane pregradnje, dok bi snižena razina estrogena (hipoestrogenizam) kod sportašica s amenorejom mogao uzrokovati i dodatni porast razine markera koštane resorpcije (Misra, 2008). Korištenje različitih markera koštane pregradnje predstavlja značajan dodatak korištenju BMD-a u medicinskom nadzoru sportašica. Iako ti markeri imaju određena ograničenja (nisu specifični za zasebna područja skeleta, a također mogu biti i pod utjecajem dnevnih varijacija), mnogo bolje opisuju dinamičnu prirodu koštanog tkiva od denzitometrije (DXA - dvoenergetska apsorpciometrija X zraka), koja daje više statični prikaz (Creighton et al., 2001). Spolni hormoni Niske razine estrogena, uz niski unos kalcija i bjelančevina, u kombinaciji s kasnim nastupom prve menstruacije, mogli bi dovesti do povećane incidencije spontanih prijeloma zamora kostiju i razvoja prerane osteoporoze (Nichols et al., 2000). S obzirom da estrogen suprimira koštanu pregradnju, snižena razina estrogena kod sportašica rezultira koštanom pregradnjom s većim porastom resorpcije kosti u odnosu na stvaranje kosti (Eastell et al., 1993). Zaman i suradnici (2000) su pokazali da adaptacijski odgovor koštanih stanica na mehanički stres uključuje estrogenski receptor. Štoviše, estradiol ima najjači unutarstanični učinak među estrogenim hormonima te ima ulogu u prevenciji gubitka koštanog tkiva (Hertrampf et al., 2007). Clegg i sur. (2006) su sugerirali da estrogen djeluje na mozak u smislu povećanja osjetljivosti na leptin, smanjenja inzulinske osjetljivosti i favoriziranja potkožne u odnosu na visceralnu raspodjelu masnog tkiva. Sve su to čimbenici koji pomažu očuvanju BMD-a kod mladih žena. Kao što je već spomenuto, hipoestrogenizam negativno utječe na BMD povećanjem resorpcijskih i smanjenjem formacijskih markera koštane pregradnje kod amenoroičnih sportašica (Gibson et al., 2004; Misra, 2008). Dok prevalencija amenoreje kod odraslih mladih žena u općoj populaciji iznosi tek 2-5%, kod sportašica određenih sportova učestalost te pojave može narasti i do 66% (Loucks & Horvath, 1985; Misra, 2008). Osim o vrsti tjelesne aktivnosti, rizik od amenoreje ovisi i o intenzitetu i trajanju tjelesne aktivnosti (Misra, 2008). Mnoga su istraživanja utvrdila da je produljeni gubitak menstruacije kod sportašica povezan sa smanjenjem mineralne gustoće kosti, posebno u području slabinske kralješnice (Drinkwater et al., 1990; Gibson et al., 2004). Ukoliko je to točno, još veća će se važnost morati pridavati praćenju i kontroli trenažnih opterećenja, da bi se mlade sportašice zaštitile od amenoreje u prvim godinama nakon pojave prve menstruacije. Os hormon rasta - inzulinu sličan čimbenik rasta Porast razine estrogena u ranom pubertetu tijesno je praćen porastom razine hormona rasta (GH) i inzulinu sličnog čimbenika rasta (IGF-I), a oba ta hormona imaju značajan trofični učinak na rast kosti i imaju važnu ulogu u modeliranju kosti tijekom puberteta (Misra, 2008). IGF-I je uključen u mnoge funkcije, uključujući regulaciju energetskog metabolizma (Gomez et al., 2003) i važnu ulogu u reprodukcijskoj osi (Kaaks et al., 2003). Također je poznato da su povećane cirkulirajuće koncentracije IGF-I povezane s većim BMD vrijednostima kod žena, a IGF-I je povezan s procesom izgradnje kosti (Rosen, 2004). Ukupno gledano, to bi sugeriralo da je određena razina cirkulirajućeg IGF-I potrebna za razvoj i/ili održavanje razine BMD, no taj odnos još nije dovoljno dobro utvrđen u uvjetima visoke energetske potrošnje kod sportašica. Proupalni markeri Smatra se da smanjen unos hrane i energetski nedostatak imaju učinke na BMD koji djeluju neovisno o estrogenskoj deficijenciji (De Souza & Williams, 2005; Misra, 2008). Osobito žarište recentnih istraživanja postao je utjecaj perifernih signala energetske ravnoteže, poput leptina i grelina (Jürimäe et al., 2007), koji su povezani s reakcijama koje reguliraju apetit na hipotalamičkoj i hipofiznoj razini (Nakazato et al., 2001). Leptin je produkt LEP gena, pretežno ga izlučuje masno tkivo, a djeluje izravno na hipotalamus (Popovic & Duntas, 2005). Grelin, peptid, koji izlučuju endokrine stanice u gastrointestinalnom sustavu, prenosi informacije iz želuca u hipotalamus i utječe na lučenje GH kao odgovor na promjene u energetskoj homeostazi (Popovic & Duntas, 2005). Leptin visoko korelira s masnom masom tijela, dok njegov odnos s BMD još uvijek ostaje kontroverzno pitanje (Jürimäe & Jürimäe, 2006). Za razliku od toga, uočen je pozitivan učinak leptina na BMD skeleta u rastu i razvoju (Garnett et al., 2004). Leptin možda ima ulogu u rastu i razvoju kostiju, no njegova uloga u zreloj kosti nije sasvim razjašnjena. Za grelin je dokazano da ima proliferativne učinke na osteoblaste u staničnoj kulturi (Maccarinelli et al., 2005). Izgleda da grelin ima utjecaj na metabolizam kosti kod zdravih žena. Nadalje, studije pokazuju da više razine grelina i niže razine leptina kod nekih sportašica mogu doprinijeti i hipoestrogenizmu (De Souza et al., 2004; Misra, 2008). To također sugerira da kronična izloženost visokoj potrošnji energije kod sportašica adolescentne dobi može doprinijeti visokoj koncentraciji grelina kod tih sportašica. No, može se spekulirati da porast razine estradiola na početku puberteta potiče lučenje IGF-I (Kanbur-Oksuz et al., 2004) te stoga IGF-i negativnom povratnom spregom može potisnuti koncentraciju grelina (Jürimäe et al., 2007). Estrogen ima važan učinak na izgradnju koštane mase u adolescenciji, a produljeno trajanje hipoestrogenizma tijekom ovog perioda može ozbiljno utjecati na postizanje vršne koštane mase kod sportašica adolescentne dobi (Misra, 2008). Zaključci i prijedlozi za buduća istraživanja U zaključku, posljednjih godina sve više jača sudjelovanje mladih sportašica u natjecateljskom sportu koji, osobito ako je udružen s nedostatnim kalorijskim unosom hrane, izlaže mlade sportašice nekolikim zdravstvenim rizicima, poput nepravilnosti menstrualnog ciklusa i reproduktivne disfunkcije. To, s druge strane, ima negativan učinak na razvoj mineralne gustoće kosti kod tih sportašica. Povezanost niskog BMD s amenorejom u sportašica naglašava važnost određivanja BMD u ovoj populaciji. To je osobito bitno za područje slabinske kralješnice. No, kako denzitometrijsko mjerenje BMD predstavlja samo statičnu procjenu zdravlja kosti, dinamičnija priroda kosti mogla bi se dobiti mjerenjem biokemijskih markera koštane izgradnje i razgradnje iz krvi i/ili mokraće. Uz to, trebalo bi odrediti objektivne hormonske parametre koji bi kvantificirali ravnotežu između konkretnog opterećenja u sportskom treningu i toleranciju mladih sportašica na dano trenažno opterećenje. U obzir također treba uzeti činjenicu da kod započinjanja s napornim treninzima u vrlo mladoj dobi postoji izloženost povećanom riziku od razvoja trijasa sportašica, sindroma koji karakteriziraju kasni nastup prve menstruacije, poremećaj (smanjeni unos) prehrane i povećana učestalost prijeloma zamora. Zbog toga je nužno redovito praćenje mladih sportašica u kratkim vremenskim intervalima, da bi se bolje razumio utjecaj visokog trenažnog opterećenja na različite hormonske markere odgovorne za opći rast, uključujući koštani razvoj i energetsku homeostazu