Korkean intensiteetin intervalliharjoittelun vaikutus ylipainoisten miesten metaboliseen kuntoon. (CALIN)

Osallistujat:

Tätä tutkimusta varten 16 aikuista miestä, joilla oli ylipainoisia tai lihavia (BMI-alue 28 - 36 kg/m2), rekrytoitiin ja satunnaistettiin kahteen koeryhmään (korkean intensiteetin harjoittelu (n=8) ja jatkuva kohtalaisen intensiivinen aerobinen harjoittelu (n=8). )). Satunnaistaminen tehtiin kirjekuorimenetelmällä. Osallistujat suljettiin pois, jos heillä oli diabetes (HbA1c > 6,5 %), vakavia tuki- ja liikuntaelimistön (esim. nivelrikko), sydän- ja verisuonisairauksia (esim. krooninen sydämen vajaatoiminta) tai hengitystieongelmia (esim. krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus (COPD)) lääketieteellisten asiakirjojen perusteella A allekirjoitettu. kaikki osallistujat antoivat tietoisen suostumuksen ennen tutkimukseen pääsyä. Gentin yliopistollisen sairaalan eettinen komitea hyväksyi tutkimuksen (B670201318620).

Interventio:

Interventioryhmä suoritti korkean intensiteetin intervalliharjoittelun [HIIT]. HIIT-ryhmä seurasi 10 viikon koulutusohjelmaa. Osallistujat harjoittelivat 40 minuuttia kahdesti viikossa kahden fysioterapeutin valvonnassa. Jokainen harjoitus sisälsi lämmittelyn [suurten lihasryhmien venyttely ja sydän- ja verisuoniharjoitukset 30 %:lla pyöräilyn huipputehosta viiden minuutin ajan], sprintin intervallilohkon [10 minuuttia], jatkuvan aerobisen harjoituksen [10 minuuttia], toisen sprinttivälin blokki [10 minuuttia] ja jäähtyminen [suurten lihasryhmien venyttely ja sydän- ja verisuoniharjoitukset 30 % watin huipputeholla 5 minuutin ajan]. Ensimmäiset 5 viikkoa jokainen sprintin intervallilohko koostui 10 sprintistä [>100 r/min], jotka kestivät 15 sekuntia pyöräilyvastuksessa, joka vastasi hengityskynnystä [VTR], vuorotellen 45 sekunnin suhteellisella lepojaksolla [50 r/min klo. VTR]. Viikosta 6 alkaen viikkoon 10 sprintin intensiteettiä ja suhteellista lepoa nostettiin 110 prosenttiin VTR:stä.

Vertailuryhmä:

Vertailuryhmä suoritti jatkuvaa aerobista harjoittelua [CAT] 10 viikon ajan, kahdesti viikossa ja 40 minuuttia harjoituskertaa kohden [tilavuus ja taajuus on yhtä suuri kuin HIIT]. CAT-ryhmän protokolla koostui lämmittelystä [suurten lihasryhmien venyttely ja sydän- ja verisuoniharjoitukset 30 %:lla pyöräilyn huipputehosta viiden minuutin ajan], jatkuvasta aerobisesta harjoittelusta [3 kertaa 10 minuuttia] ja jäähdytyksestä [venyttelystä]. suuret lihasryhmät ja sydän- ja verisuoniharjoitukset 30 %:lla pyöräilyn huipputehosta viiden minuutin ajan]. Jatkuvan aerobisen protokollan aikana [pyöräily tai askellus] osallistujat harjoittelivat 10 minuuttia samanlaisella sykkeellä kuin VT [60 r/min], joka nostettiin 110 prosenttiin VT:stä viikosta 6 eteenpäin. Harjoitusta ohjasi kaksi fysioterapeuttia.

Molemmissa harjoitusmuodoissa osallistujat pyöräilivät ensimmäisessä ja kolmannessa lohkossa ja pyöräilivät tai astuivat toisessa lohkossa. Koulutusohjelmat suoritettiin Gentin yliopistollisen sairaalan fysioterapiaosastolla.

Tulosmuuttujat:

Kaikkien tutkittujen muuttujien kvantifioinnin suorittivat sokkotut arvioijat. Kaikki testit ja mittaukset tehtiin Gentin yliopiston fysioterapian osaston harjoituslaboratoriossa (maksimaalinen rasitustesti, metabolinen joustavuus) tai Gentin yliopistollisen sairaalan endokrinologian laitoksella (OGTT ja lihasbiopsia) tai patologisen anatomian laitoksella (lihashistologia). Ennen kaikkia testejä ja mittauksia osallistujat olivat hyvin perillä ja perehtyivät laitteisiin ja testauskäytäntöihin. Kaikki osallistujat kustakin ryhmästä testattiin samaan aikaan päivästä ennen ja jälkeen interventiota. Kaikki osallistujat säilyttivät normaalin fyysisen aktiivisuuden ja ruokailutottumukset ja pidättyivät perusteellisesta fyysisestä harjoituksesta kolme päivää ennen kutakin koepäivää. Antropometria Pituus mitattiin 0,1 cm:n tarkkuudella stadionometrillä (Holtain Ltd, Pembrokeshire, UK). Paino mitattiin 0,1 kg:n tarkkuudella digitaalisella vaakavaa'alla (Seca, Saksa) koehenkilön ollessa yllään kevyet vaatteet ja ilman kenkiä. Painoindeksi (BMI) laskettiin painon ja pituuden perusteella.

Fyysinen kunto Maksimaalinen kardiopulmonaalinen rasitustesti. Osallistujat testattiin tietokoneohjatulla sykloergometrillä (Marquette Case, Marquette Electronics, Milwaukee, WI, USA) käyttämällä ramped-protokollaa (20 W/min) alkaen 40 W:stä. Kaksitoistakytkentäistä elektrokardiogrammia ja sykettä (HR) mitattiin mitattiin jatkuvasti testin aikana, kun taas verenpaine mitattiin manuaalisella sfygmomanometrillä kahden minuutin välein. Koehenkilöt tutustuttiin testimenettelyyn ennen perustestausta. Koehenkilöitä pyydettiin ja rohkaistiin tekemään rasitustestejä fyysiseen uupumukseen asti tai kunnes lääkäri keskeytti testin vakavien haittatapahtumien vuoksi, kuten lisääntyvä rintakipu, huimaus, mahdollisesti hengenvaaralliset rytmihäiriöt, kliinisesti tärkeät ST-segmentin poikkeamat, merkittävä systolinen hypotensio tai hypertensio. . Testit luokiteltiin maksimiarvoiksi, kun hengitysvaihtosuhde (RER) nousi yli 1,1:n. Hengityskaasumittaukset saatiin käyttämällä Metalyzer 3B:tä (Cortex, Leipzig, Saksa). Sekakammioanalyysillä mitattiin jatkuvasti hapenkulutusta (VO2), hiilidioksidin tuotantoa (VCO2), minuuttiventilaatiota (VE), hengityksen tilavuutta, hengitystiheyttä ja sekahengityksen hiilidioksidipitoisuutta. Huippu VO2 ilmaistiin korkeimpana saavutettuna VO2:na viimeisen 30 sekunnin harjoituksen aikana American Thoracic Societyn ohjeiden mukaisesti. Ventilaattorin kynnys (VT) määritettiin O2:n ja CO2:n metabolisten ekvivalenttien (VE/VO2 ja VE/VCO2) perusteella. Kohta, jossa VE/VO2 nousi ilman VE/VCO2:n kasvua, tunnistettiin VT:ksi.

Perushengityksen vaihtosuhde Osallistujat joutuivat makaamaan selällään 30 minuuttia yön yli paaston jälkeen hiljaisessa ja lämpöneutraalissa ympäristössä. Perushapenkulutus ja hiilidioksidin tuotanto mitattiin automatisoidulla hengityskaasuanalysaattorilla käyttäen maskia (Metalyzer 3B; Cortex, Leipzig, Saksa). Kaasuanalysaattorijärjestelmä kalibroitiin ennen jokaista koetta. RER laskettiin muodossa VCO2/VO2. Tämä suhde on välillä 0,7 ja 1,0, mikä osoittaa hallitsevan rasvan hapettumisen hallitsevaan hiilihydraattihapettumiseen.

Suun glukoositoleranssitesti (OGTT) klo 8.00 10–12 tunnin yön yli paaston jälkeen koehenkilöt saivat 75 g OGTT:n. Verinäytteet otettiin -30, -15, 0, 30, 60, 90 ja 120 minuutin kohdalla plasman glukoosi- ja insuliinipitoisuuksien mittaamiseksi. Insuliinitasot määritettiin käyttämällä immunoanalysaattoria COBAS e411 (Roche). Glukoosi analysoitiin heksokinaasimenetelmällä (COBAS, Roche).

Insuliiniherkkyyden arvioimiseksi laskettiin OGTT-yhdistelmäpisteet Matsudoan et al.:n viittauksen perusteella. Tämä pistemäärä koostuu 10 000/neliöjuuri arvosta (paastoglukoosi x paastoinsuliini) x (keskimääräinen glukoosi x keskimääräinen insuliini OGTT:n aikana). Mitä korkeampi pistemäärä, sitä parempi insuliiniherkkyys.

Lihasbiopsia 1 tunnin tauon jälkeen otettiin perkutaaninen neulabiopsianäyte oikeasta vastus lateralis -lihaksesta biopsiapistoolilla (neula 14G) paikallispuudutuksessa 2 mm:n viillon kautta ihoon (2-3 ml lidokaiinia). kaikukuvauksen ohjauksessa. Kaksi 15 mg:n lihasnäytettä otettiin ja inkuboitiin PG:ssä (paraformaldehydi ja glutaarialdehydi) transmissioelektronimikroskooppia (TEM) varten.

Transmissioelektronimikroskooppia TEM käytettiin IMCL:n ja mitokondrioiden ominaisuuksien määrittämiseen. Näytteitä tarkasteltiin 6 500 × JEOL 1200EX TEM -laitteella. Kuusitoista mikrokuvaa otettiin kahdeksasta satunnaisesti otetusta lihassäikeen pitkittäisleikkauksesta (2 mikrokuvaa/kuitu) kustakin yksittäisestä lihaksesta - yksi mikrokuva läheltä solun pintaa edustaen subsarkolemmaalista (SS) aluetta ja toinen rinnakkaisista myofibrillikimpuista, jotka edustavat intramyofibrillaaria. (IMF) alueella. Lipidipisarat ja mitokondriofragmentit ympyröitiin ja muunnettiin todelliseen kokoon käyttämällä kalibrointiristikkoa. Jokaiselle 16 kuvan sarjalle laskettiin keskimääräinen IMCL- tai mitokondriokoko (µm2), IMCL-pisaroiden tai mitokondrioiden kokonaismäärä kudoksen neliömikrometriä kohti (#/µm2) IMF- ja SS-osastoissa digitaalisella kuvantamisohjelmistolla (Image Pro Plus, ver. 4,0; Media Cybernetics, Silver Springs, MD). SS-tilan kvantifioinnin viite oli sarkolemman ja myofibrillien ensimmäisen kerroksen välinen sytoplasminen tila.

Tilastolliset analyysit Kaikki tiedot analysoitiin kaupallisesti saatavilla olevalla tilastoohjelmistolla (Statistical Package for the Social Sciences, SPSS 20.0, SPSS Chicago, IL, USA). Tiedot ilmaistaan ​​keskiarvona ja standardipoikkeamana (SD). Pienen otoskoon vuoksi suositeltiin ei-parametrista tilastollista arviointia. Ennen postin välisten erojen arvioimiseksi ryhmien sisällä suoritettiin Wilcoxon-testi. Ryhmien välisten pre-post-erojen arvioimiseksi laskettiin erot ennakko- ja jälkiarvioinnin välillä (pre miinus post) ja niitä verrattiin Mann Withney U -testiin. Merkitystasot asetettiin arvoon P