Serumbrusk oligomere matrixproteinniveauer efter 12 ugers forskellige øvelser

Design

Et prospektivt randomiseret kontrolforsøg med parallelgruppe blev designet. Mustafa Kemal University (MKU) Etisk Råd godkendte undersøgelsen (B.30.2.MKU.0.01.01.00/255). Den nøjagtige karakter af undersøgelsen blev forklaret for deltagerne, og de blev bedt om at underskrive et skriftligt samtykke. Testene blev udført på Middle East Technical University Medical Center, Ankara, Tyrkiet mellem januar og juni 2008. De uafhængige variable var grupper (n=4) og tid (n=2). Den afhængige variabel var serum brusk oligomer matrix protein (COMP) niveauer målt ved tre faser af træningen: før (Recovery), umiddelbart efter (Træthed) og 30 minutter efter træningen (Regeneration). Deltagerne blev udsat for følgende tests før og ved slutningen af ​​interventionsperioden: kropsmasseindeks (BMI), isokinetisk benmuskelstyrke, maksimalt iltforbrug (VO2max) og serum COMP-niveauer.

Deltagere

115 ansøgere meldte sig frivilligt til at deltage i denne undersøgelse. Berettigelsesscreening blev udført i henhold til inklusionskriterier. Fra 104 kvalificerede ansøgere, 48 raske, stillesiddende mandlige universitetsstuderende i alderen 18 til 25 år (Mage = 21,8±1,9) blev udvalgt ved en simpel tegning. Undersøgelsen blev dog afsluttet med 44 deltagere på grund af 4 frafald. Deltagerne blev tilfældigt tildelt i forholdet 1:1:1:1 til parallelle grupper, tre træningsgrupper (svømning, cykling og løb) og en kontrol. For at få en tilfældig tildeling modtog hver deltager et for forskerne ukendt nummer, som blev skrevet på et stykke papir og derefter trukket fra en boks, der gjorde det muligt at tildele personer til kontrol- og træningsgrupperne. Baseline blodprøver blev opbevaret i -80°C, og de blev ikke analyseret under deltagernes tildeling. Eksklusionskriterier, undersøgt ved hjælp af et spørgeskema, var: slidgigt, leddegigt eller anden inflammatorisk ledsygdom, intraartikulær steroidinjektion, fejljustering af knæene (varus/valgus) større end 15° og nylig (inden for seks måneder) fraktur af underekstremiteten. Aktive atleter og frivillige med tidligere sportsbaggrund var ikke inkluderet. I løbet af interventionsperioden blev en deltager udelukket fra undersøgelsen på grund af pludselig nyresygdom, og en anden besluttede at trække sig fra yderligere deltagelse. Derudover blev to deltagere udelukket fra undersøgelsen før biokemiske analyser, da et forsøgsperson fra løbegruppen ikke opfyldte minimumskravet på 75 % af tilstedeværelsen til træningssessioner, og et forsøgsperson fra kontrolgruppen ikke gennemførte posttestene. Deltageres beskrivende data præsenteres i.

Interventioner

Efter de første målinger blev deltagerne tilfældigt og ligeligt fordelt på svømning, løb, cykling og kontrolgrupper. Alle træningsgrupper deltog i sessioner på 40 minutter om dagen, tre dage om ugen, i en periode på 12 uger. Hver session begyndte med en fem minutters opvarmning, fortsatte med et hovedsæt af 30-minutters træning ved deres individuelle målpulszone (60-70 % af pulsreserven), og sluttede med en fem minutters nedkølingsperiode. Den individuelle målpulszone blev bestemt i henhold til retningslinjerne for træningstestning og recept fra American College of Sport Medicines [1]. Svømmeøvelser sammensat af frontcrawlsvømning og sparkeøvelser. Under hovedsættene udførte deltagerne front-crawl-svømning ved deres individuelle pulszoner, som blev bestemt af Karvonen-formlen [2]. Cyklere trænede mellem 60-80 gentagelser i minuttet (RPM) på et ergometer (Monark E 834, Varberg, Sverige), som blev justeret for hver enkelt person for at opretholde målpulszonen. Løbegruppens deltagere trænede på et løbebånd med en stigning på 1,5 %. Løbebåndets hastighed blev bestemt i henhold til den individuelle pulszone. Gennem de 12 ugers træning blev pulsreserverne (HRR) holdt konstant (60-70%), mens hastigheden steg i henhold til individuel progression. Individer i kontrolgruppen blev instrueret i ikke at deltage i nogen organiseret eller struktureret øvelse i løbet af de 12 ugers intervention.

Fysiske og fysiologiske målinger

Body Mass Index blev beregnet som forholdet mellem kropsvægt og højdekvadrat (Heyward & Stolarczyk 1996). VO2max blev målt ved standard Bruce Protocol (Bruce, Kusumi & Hosmer 1973) på et Jager LE 200 CE (Hochberg, Tyskland) løbebånd. Målinger blev udført med VIASYS Healthcare ergospirometri-linjen ved hjælp af enheden MasterScreen CPX (Wuerzburg, Tyskland). Resultaterne blev præsenteret i ml/kg/min (milliliter oxygen pr. kilogram legemsvægt pr. minut). Isokinetisk quadriceps styrke blev registreret med Biodex System Dynamometer (Biodex Medical Inc, Shirley, NY). Deltagerne blev placeret i en behagelig stilling, der tillod ubegrænset bevægelse af knæet fra 90 graders fleksion til terminal ekstension på et cykelergometer, og bedt om at varme op i fem minutter, hvorefter de strakte deres ekstremiteter. Før testforsøgene blev deltagerne instrueret i at yde deres maksimale indsats. Derefter blev der registreret fem isokinetiske koncentriske knæfleksion og ekstension ved 60°/sek. med deres dominerende ben. Derefter blev det maksimale drejningsmoment til kropsvægt-forholdet (PT/BW) målt.

Blodprøvetagning og enzymforbundet immunosorbentanalyse (ELISA) procedurer

Blodindsamlingsprocedurer blev modificeret fra Mundermann et al. [3]. Deltagerne blev bedt om at begrænse deres fysiske aktivitet 48 timer før eksperimentet. På dagen for forsøget lavede deltagerne deres morgenmad inden for en time efter at være vågnet, og eksperimentet startede to til tre timer efter morgenmaden. Derudover blev deltagerne siddende på en stol i 15 minutter umiddelbart før eksperimentet. Fem-milliliter blodprøver blev taget af en certificeret forskningssygeplejerske fra den samme antecubitale vene umiddelbart før, umiddelbart efter og 0,5 timer efter en 30-minutters gåøvelse. Under gangøvelsen i testprotokollen gik deltagerne i et tempo på 5 km/t på et løbebånd med 1,5 % hældning. Efter gåøvelsen sad deltagerne på en kontorstol i 30 minutter og blev bedt om at hvile sig.

Blodprøveopsamling og -opbevaring blev beskrevet tidligere [4]. Venøse blodprøver blev opnået fra vena mediana cubitii. Efter koagulation i 60 minutter ved stuetemperatur blev prøver centrifugeret ved 5000 rpm i 10 minutter. Serumprøverne blev opbevaret ved -80°C indtil analyse.

Serum COMP-koncentrationer blev analyseret med et kommercielt tilgængeligt enzym-koblet immunosorbent assay baseret på to monoklonale antistoffer: COMP ELISA og AnaMar Medical (Sverige). ELISA-analyse blev udført i en privat institution, og analyseprocedurer blev fulgt i henhold til producentens retningslinjer. Rækkefølgen af ​​blodprøver blev blandet, og biokemikeren var blind for tildeling af prøver. Alle blodprøver blev analyseret samtidigt for at opretholde ensartet specificitet på tværs af individer.

Statistiske procedurer

Effekterne af 12 ugers interventioner på generel kondition og serum COMP-koncentrationer ved pre-tests og post-tests blev analyseret ved hjælp af 4x2 (grupper og tid) blandede gentagne målinger ANOVA for hver variabel. T-tests med parvise prøver blev anvendt til sammenligning af serum COMP-koncentrationer under hvile-, trætheds- og restitutionstilstande. For at mindske sandsynligheden for at begå type 1-fejl blev der udført en metode til flere sammenligninger ved Bonferroni-konfidensintervaljustering.

Prøvestørrelsesberegning blev udført for at eliminere type II fejl. Prøvestørrelsen blev beregnet ved hjælp af G*Power 3.1.3 (Heinrich-Heine-University) software [5]. Signifikansniveauet blev sat til 0,05, og der blev anvendt en medium effektstørrelse (0,25) med tosidet beregning. Effektstørrelsen indeholder størrelsen af ​​forskellen mellem grupper og værdier på 0,25, indikerer middel effekt af behandlingen [6]. Ud fra disse antagelser var en stikprøvestørrelse på 36 deltagere nødvendig for at opnå en styrke på 0,80. Konservativt blev 48 forsøgspersoner rekrutteret, da vi forventede et frafald på 20 % på grund af den krævende karakter af interventionsprogrammet og vores tidligere erfaring.