Vliv vysoce intenzivního intervalového tréninku na metabolickou zdatnost u mužů s nadváhou. (CALIN)

Účastníci:

Pro tuto studii bylo vybráno 16 dospělých mužů s nadváhou nebo obezitou (BMI v rozmezí 28 - 36 kg/m2) a randomizováno do dvou experimentálních skupin (trénink vysoké intenzity (n=8) a kontinuální středně intenzivní aerobní trénink (n=8). )). Randomizace byla provedena obálkovou metodou. Účastníci byli vyloučeni, pokud měli cukrovku (HbA1c>6,5 %), závažnou muskuloskeletální (např. osteoartrózu), kardiovaskulární (např. chronické srdeční selhání) nebo respirační (např. chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN)) problémy, na základě lékařských záznamů. informovaný souhlas poskytli všichni účastníci před přijetím ke studiu. Studie byla schválena etickou komisí Univerzitní nemocnice v Gentu (B670201318620).

Zásah:

Intervenční skupina prováděla vysoce intenzivní intervalový trénink [HIIT]. Skupina HIIT následovala 10týdenní tréninkový program. Účastníci cvičili 40 minut dvakrát týdně pod dohledem dvou fyzioterapeutů. Každý trénink zahrnoval zahřátí [protažení velkých svalových skupin a kardiovaskulární cvičení na 30 % maximálního cyklistického výkonu po dobu pěti minut], intervalový blok ve sprintu [10 minut], nepřetržité aerobní cvičení [10 minut], další interval ve sprintu blok [10 minut] a ochlazení [protažení velkých svalových skupin a kardiovaskulární cvičení při 30 % maximálního wattu po dobu 5 minut]. Prvních 5 týdnů se každý blok sprintu skládal z 10 sprintů [>100 ot./min.] po 15 sekundách při cyklistickém odporu odpovídajícím ventilačnímu prahu [VTR], střídavě s relativním odpočinkem 45 sekund [50 ot./min. VTR]. Od 6. týdne do 10. týdne byla intenzita sprintu a relativního odpočinku zvýšena až na 110 % VTR.

Srovnávací skupina:

Srovnávací skupina prováděla kontinuální aerobní trénink [CAT] po dobu 10 týdnů, dvakrát týdně a 40 minut na sezení [objem a frekvence se rovná HIIT]. Protokol skupiny CAT sestával ze zahřátí [protažení velkých svalových skupin a kardiovaskulární cvičení na 30 % maximálního cyklistického výkonu po dobu pěti minut], nepřetržitý aerobní trénink [3krát 10 minut] a ochlazení [strečink velké svalové skupiny a kardiovaskulární cvičení při 30 % maximálního cyklistického výkonu po dobu pěti minut]. Během kontinuálního aerobního protokolu [jízda na kole nebo krokování] účastníci cvičili 10 minut při HR podobné HR při VT [60 ot./min], která byla od 6. týdne zvýšena na 110 % VT. Na trénink dohlíželi dva fyzioterapeuti.

V obou cvičebních režimech účastníci jezdili na kole v prvním a třetím bloku a na kole nebo krokovali ve druhém bloku. Tréninkové programy probíhaly na Fyzioterapeutickém oddělení Fakultní nemocnice v Gentu.

Proměnné výsledku:

Kvantifikace všech zkoumaných proměnných byla provedena zaslepenými posuzovateli. Všechny testy a měření byly prováděny ve zátěžové laboratoři Fyzioterapeutického oddělení Univerzity v Gentu (maximální zátěžový test, metabolická flexibilita) nebo na Endokrinologickém oddělení Fakultní nemocnice v Gentu (OGTT a svalová biopsie) nebo Ústavu patologické anatomie (svalová histologie). Před všemi testy a měřeními byli účastníci dobře informováni a seznámeni s vybavením a zkušebními protokoly. Všichni účastníci z každé skupiny byli testováni ve stejný okamžik dne před a po intervenci. Všichni účastníci udržovali normální fyzickou aktivitu a stravovací návyky a zdrželi se vyčerpávajícího fyzického cvičení tři dny před každým experimentálním dnem. Antropometrie Výška byla měřena s přesností na 0,1 cm pomocí stadiometru (Holtain Ltd, Pembrokeshire, UK). Hmotnost byla měřena s přesností na 0,1 kg na digitální váhové váze (Seca, Německo), přičemž subjekt měl na sobě lehké oblečení a neměl boty. Index tělesné hmotnosti (BMI) byl vypočten z hmotnosti a výšky.

Fyzická zdatnost Maximální kardiopulmonální zátěžový test. Účastníci byli testováni na počítačově řízeném cykloergometru (Marquette Case, Marquette Electronics, Milwaukee, WI, USA) za použití stupňovitého protokolu (20 W/min) počínaje 40 W. Dvanáctisvodový elektrokardiogram a srdeční frekvence (HR) byly zaznamenáván průběžně během testu, zatímco krevní tlak byl měřen ručním tlakoměrem každé dvě minuty. Subjekty byly seznámeny s testovacím postupem před základním testováním. Subjekty byly požádány a povzbuzeny, aby prováděly zátěžové testování až do fyzického vyčerpání nebo dokud lékař nepřerušil test kvůli závažným nežádoucím příhodám, jako je narůstající bolest na hrudi, závratě, potenciálně život ohrožující arytmie, klinicky významné odchylky ST-segmentu, výrazná systolická hypotenze nebo hypertenze. . Testy byly klasifikovány jako maximální, když poměr respirační výměny (RER) vzrostl nad 1,1. Měření dýchacího plynu byla získána pomocí Metalyzer 3B (Cortex, Lipsko, Německo). Spotřeba kyslíku (VO2), produkce oxidu uhličitého (VCO2), minutová ventilace (VE), dechový objem, dechová frekvence a smíšená exspirační koncentrace oxidu uhličitého byly měřeny kontinuálně analýzou smíšené komory. Vrchol VO2 byl vyjádřen jako nejvyšší dosažený VO2 během posledních 30 sekund cvičení podle pokynů American Thoracic Society. Prahová hodnota ventilátoru (VT) byla stanovena na základě metabolických ekvivalentů O2 a CO2 (VE/VO2 a VE/VCO2). Bod, ve kterém se VE/VO2 zvýšil bez zvýšení VE/VCO2, byl identifikován jako VT.

Bazální respirační výměnný poměr Účastníci museli po celonočním hladovění ležet 30 minut na zádech v tichém a termo-neutrálním prostředí. Bazální spotřeba kyslíku a produkce oxidu uhličitého byly měřeny pomocí automatického analyzátoru dýchacích plynů s použitím masky (Metalyzer 3B; Cortex, Lipsko, Německo). Systém analyzátoru plynu byl kalibrován před každým experimentem. RER byl vypočten jako VCO2/V02. Tento poměr leží v intervalu mezi 0,7 až 1,0, což ukazuje na dominantní oxidaci tuku k dominantní oxidaci sacharidů.

Orální glukózový toleranční test (OGTT) V 8:00 hod. po 10 až 12 hodinách nočního hladovění subjekty dostaly 75 g OGTT. Vzorky krve byly odebírány v -30, -15, 0, 30, 60, 90 a 120 minutách pro měření plazmatických koncentrací glukózy a inzulínu. Hladiny inzulínu byly stanoveny pomocí imunoanalyzátoru COBAS e411 (Roche). Glukóza byla analyzována hexokinázovou metodou (COBAS, Roche).

Pro hodnocení citlivosti na inzulín bylo vypočteno OGTT-složené skóre na základě odkazu Matsudoa et al.. Toto skóre se skládá jako 10 000/druhá odmocnina z (glukóza nalačno x inzulin nalačno) x (průměrná glukóza x průměr inzulinu během OGTT). Čím vyšší skóre, tím lepší citlivost na inzulín.

Svalová biopsie Po 1 hodině klidu byl odebrán vzorek perkutánní jehlové biopsie z pravého m. vastus lateralis bioptickou pistolí (jehla 14G) v lokální anestezii 2 mm řezem v kůži (2-3 ml lidokainu). pod vedením echografie. Byly odebrány dva vzorky svalů o hmotnosti 15 mg a inkubovány v PG (paraformaldehyd a glutaaraldehyd) pro transmisní elektronovou mikroskopii (TEM).

Pro stanovení IMCL a mitochondriálních charakteristik byla použita transmisní elektronová mikroskopie TEM. Vzorky byly prohlíženy při 6500× pomocí JEOL 1200EX TEM. Bylo pořízeno šestnáct mikrosnímků z 8 náhodně odebraných podélných řezů svalových vláken (2 mikrofotografie/vlákno) z každého jednotlivého svalu – jedna mikrofotografie pořízená v blízkosti buněčného povrchu představující subsarkolemální (SS) oblast a druhá pořízená paralelních svazků myofibril představujících intramyofibrilární regionu (MMF). Lipidové kapičky a mitochondriální fragmenty byly zakroužkovány a převedeny na skutečnou velikost pomocí kalibrační mřížky. Pro každou sadu 16 snímků byla vypočtena průměrná velikost IMCL nebo mitochondrií (µm2), celkový počet kapiček IMCL nebo mitochondrií na čtvereční mikrometr tkáně (#/µm2) v kompartmentech IMF a SS pomocí digitálního zobrazovacího softwaru (Image Pro Plus, ver. 4,0; Mediální kybernetika, Silver Springs, MD). Referenční pro kvantifikaci SS prostoru byl cytoplazmatický prostor mezi sarkolemou a první vrstvou myofibril.

Statistické analýzy Všechna data byla analyzována pomocí komerčně dostupného statistického softwarového programu (Statistical Package for the Social Sciences, SPSS 20.0, SPSS Chicago, IL, USA). Data jsou vyjádřena jako průměr a standardní odchylka (SD). Vzhledem k malé velikosti vzorku bylo preferováno neparametrické statistické vyhodnocení. Pro vyhodnocení pre-post rozdílů v rámci skupin byl proveden Wilcoxonův test. Pro vyhodnocení před-post rozdílů mezi skupinami byly vypočteny rozdíly mezi před a po vyhodnocení (před mínus post) a porovnány s Mann Withney U testem. Hladiny významnosti byly stanoveny na P