Effetto dell'interval training ad alta intensità sull'idoneità metabolica nei maschi in sovrappeso. (CALIN)

Partecipanti:

Per questo studio, 16 maschi adulti con sovrappeso o obesità (intervallo BMI 28 - 36 kg/m2) sono stati reclutati e randomizzati in due gruppi sperimentali (allenamento ad alta intensità (n=8) e allenamento aerobico continuo moderato-intenso (n=8 )). La randomizzazione è stata eseguita con il metodo della busta. I partecipanti sono stati esclusi se avevano il diabete (HbA1c> 6,5%), gravi problemi muscoloscheletrici (es. osteoartrite), cardiovascolari (es. insufficienza cardiaca cronica) o respiratori (es. broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO)), sulla base di cartelle cliniche A firmato il consenso informato è stato fornito da tutti i partecipanti prima dell'ammissione allo studio. Lo studio è stato approvato dal comitato etico dell'ospedale universitario di Gand (B670201318620).

Intervento:

Il gruppo di intervento ha eseguito un allenamento ad intervalli ad alta intensità [HIIT]. Il gruppo HIIT ha seguito un programma di allenamento di 10 settimane. I partecipanti si sono esercitati per 40 minuti, due volte a settimana, sotto la supervisione di due fisioterapisti. Ogni sessione di allenamento includeva un riscaldamento [stretching dei grandi gruppi muscolari ed esercizi cardiovascolari al 30% della massima potenza di uscita del ciclismo per cinque minuti], un blocco di intervallo di sprint [10 minuti], esercizio aerobico continuo [10 minuti], un altro intervallo di sprint blocco [10 minuti] e defaticamento [stretching dei grandi gruppi muscolari ed esercizi cardiovascolari al 30% del Watt di picco per 5 minuti]. Per le prime 5 settimane, ogni blocco di intervallo di sprint consisteva in 10 attacchi di sprint [>100 giri/min] di 15 secondi a una resistenza di pedalata corrispondente alla soglia ventilatoria [VTR], alternati a 45 secondi di riposo relativo [50 giri/min a videoregistratore]. A partire dalla settimana 6 fino alla settimana 10, l'intensità dello sprint e del relativo riposo è stata aumentata fino al 110% del VTR.

Gruppo comparativo:

Il gruppo di confronto ha eseguito un allenamento aerobico continuo [CAT] per 10 settimane, due volte a settimana e 40 minuti per sessione [volume e frequenza pari a HIIT]. Il protocollo del gruppo CAT consisteva nel riscaldamento [stretching dei grandi gruppi muscolari ed esercizi cardiovascolari al 30% della potenza di picco del ciclo per cinque minuti], allenamento aerobico continuo [3 volte 10 minuti] e defaticamento [stretching del grandi gruppi muscolari ed esercizi cardiovascolari al 30% della potenza di picco del ciclismo per cinque minuti]. Durante il protocollo aerobico continuo [ciclismo o step] i partecipanti si sono esercitati per 10 minuti a una frequenza cardiaca simile alla frequenza cardiaca a VT [60 giri/min], che è stata aumentata al 110% di VT dalla settimana 6 in poi. La formazione è stata supervisionata da due fisioterapisti.

In entrambe le modalità di esercizio i partecipanti hanno pedalato nel primo e nel terzo blocco e hanno pedalato o calpestato nel secondo blocco. I programmi di formazione sono stati condotti presso il Dipartimento di Fisioterapia dell'Ospedale Universitario di Gent.

Variabili di risultato:

La quantificazione di tutte le variabili esaminate è stata eseguita da valutatori in cieco. Tutti i test e le misurazioni sono stati condotti presso il laboratorio di esercizio del Dipartimento di Fisioterapia, Università di Gand (test di esercizio massimale, flessibilità metabolica) o presso il Dipartimento di Endocrinologia dell'Ospedale Universitario di Gand (OGTT e biopsia muscolare) o il Dipartimento di Anatomia Patologica (istologia muscolare). Prima di tutti i test e le misurazioni, i partecipanti erano ben informati e avevano familiarità con le apparecchiature e i protocolli di test. Tutti i partecipanti di ciascun gruppo sono stati testati nello stesso momento della giornata prima e dopo l'intervento. Tutti i partecipanti hanno mantenuto una normale attività fisica e schemi dietetici e si sono astenuti da un esercizio fisico esaustivo tre giorni prima di ogni giorno sperimentale. Il peso è stato misurato con l'approssimazione di 0,1 kg su una bilancia digitale (Seca, Germania) con il soggetto che indossava abiti leggeri e senza scarpe. L'indice di massa corporea (BMI) è stato calcolato dal peso e dall'altezza.

Idoneità fisica Test da sforzo cardiopolmonare massimale. I partecipanti sono stati testati su un cicloergometro computerizzato (Marquette Case, Marquette Electronics, Milwaukee, WI, USA) utilizzando un protocollo a rampa (20 W/min) a partire da 40 W. L'elettrocardiogramma a dodici derivazioni e la frequenza cardiaca (FC) sono stati registrato in continuo durante il test, mentre la pressione arteriosa è stata misurata con uno sfigmomanometro manuale ogni due minuti. I soggetti hanno familiarizzato con la procedura del test prima del test di base. Ai soggetti è stato chiesto e incoraggiato a eseguire il test da sforzo fino all'esaurimento fisico o fino a quando il medico ha interrotto il test a causa di gravi eventi avversi, come aumento del dolore toracico, vertigini, aritmie potenzialmente letali, deviazioni del segmento ST clinicamente importanti, marcata ipotensione sistolica o ipertensione . I test sono stati classificati come massimi quando il rapporto di scambio respiratorio (RER) è aumentato sopra 1,1. Le misurazioni del gas respiratorio sono state ottenute utilizzando un Metalyzer 3B (Cortex, Lipsia, Germania). Il consumo di ossigeno (VO2), la produzione di anidride carbonica (VCO2), la ventilazione minuto (VE), il volume corrente, la frequenza respiratoria e la concentrazione espiratoria mista di anidride carbonica sono stati misurati in continuo con l'analisi in camera mista. Il VO2 di picco è stato espresso come il VO2 massimo raggiunto durante gli ultimi 30 secondi di esercizio secondo le linee guida dell'American Thoracic Society. La soglia ventilatoria (VT) è stata determinata sulla base degli equivalenti metabolici di O2 e CO2 (VE/VO2 e VE/VCO2). Il punto in cui VE/VO2 è aumentato senza un aumento di VE/VCO2 è stato identificato come VT.

Rapporto di scambio respiratorio basale I partecipanti dovevano rimanere supini per 30 minuti dopo un digiuno notturno in un ambiente tranquillo e termoneutro. Il consumo basale di ossigeno e la produzione di anidride carbonica sono stati misurati con un analizzatore di gas respiratorio automatizzato utilizzando una maschera (Metalyzer 3B; Cortex, Lipsia, Germania). Il sistema di analisi del gas è stato calibrato prima di ogni esperimento. Il RER è stato calcolato come VCO2/VO2. Questo rapporto si trova in un intervallo compreso tra 0,7 e 1,0 che indica l'ossidazione dominante dei grassi rispetto all'ossidazione dominante dei carboidrati.

Test orale di tolleranza al glucosio (OGTT) Alle 8:00 A.M. , dopo un digiuno notturno di 10-12 ore, i soggetti hanno ricevuto un OGTT di 75 g. I campioni di sangue sono stati prelevati a -30, -15, 0, 30, 60, 90 e 120 minuti per la misurazione della glicemia plasmatica e delle concentrazioni di insulina. I livelli di insulina sono stati determinati utilizzando l'immunoanalizzatore COBAS e411 (Roche). Il glucosio è stato analizzato con il metodo dell'esochinasi (COBAS, Roche).

Per valutare la sensibilità all'insulina è stato calcolato un punteggio composito OGTT basato sul riferimento di Matsudoa et al.. Questo punteggio è composto da 10.000/radice quadrata di (glicemia a digiuno x insulina a digiuno) x (glicemia media x insulina media durante l'OGTT). Più alto è il punteggio, migliore è la sensibilità all'insulina.

Biopsia muscolare Dopo un periodo di riposo di 1 ora, è stato prelevato un campione di agobiopsia percutanea dal muscolo vasto laterale destro con una pistola per biopsia (ago 14G) in anestesia locale attraverso un'incisione di 2 mm nella pelle (2-3 ml di lidocaina) sotto la guida dell'ecografia. Due campioni muscolari di 15 mg sono stati prelevati e incubati in PG (paraformaldeide e glutaaraldeide) per la microscopia elettronica a trasmissione (TEM).

La microscopia elettronica a trasmissione TEM è stata utilizzata per determinare l'IMCL e le caratteristiche mitocondriali. I campioni sono stati visualizzati a 6.500 × utilizzando un JEOL 1200EX TEM. Sono state acquisite sedici micrografie da 8 sezioni longitudinali campionate casualmente di fibre muscolari (2 micrografie/fibra) da ogni singolo muscolo - una micrografia acquisita vicino alla superficie cellulare che rappresenta la regione subsarcolemmale (SS) e l'altra acquisita di fasci paralleli di miofibrille che rappresentano la regione intramiofibrillare (FMI). Goccioline lipidiche e frammenti mitocondriali sono stati cerchiati e convertiti in dimensioni reali utilizzando una griglia di calibrazione. Per ogni set di 16 immagini, la dimensione media IMCL o mitocondriale (µm2), il numero totale di goccioline IMCL o mitocondri per micrometro quadrato di tessuto (#/µm2) sono stati calcolati nei compartimenti IMF e SS mediante software di imaging digitale (Image Pro Plus, ver. 4.0; Cibernetica dei media, Silver Springs, MD). Il riferimento per la quantificazione dello spazio SS era lo spazio citoplasmatico tra il sarcolemma e il primo strato di miofibrille.

Analisi statistiche Tutti i dati sono stati analizzati con un programma software statistico disponibile in commercio (Statistical Package for the Social Sciences, SPSS 20.0, SPSS Chicago, IL, USA). I dati sono espressi come media e deviazione standard (SD). A causa delle ridotte dimensioni del campione è stata preferita una valutazione statistica non parametrica. Per valutare le differenze pre-post all'interno dei gruppi, è stato eseguito un test di Wilcoxon. Per valutare le differenze pre-post tra i gruppi, sono state calcolate le differenze tra pre e post-valutazione (pre meno post) e confrontate con un test U di Mann Withney. I livelli di significatività sono stati fissati a P