太りすぎの男性のメタボリックフィットネスに対する高強度インターバルトレーニングの効果。 (CALIN)

参加者：

この研究では、過体重または肥満 (BMI 範囲 28 ～ 36 kg/m2) の 16 人の成人男性が募集され、無作為に 2 つの実験グループ (高強度トレーニング (n=8) および継続的な中強度の有酸素トレーニング (n=8)) に分けられました。 )))。 ランダム化はエンベロープ法で行われました。 医療ファイルに基づいて、糖尿病 (HbA1c>6.5%)、重度の筋骨格 (例: 変形性関節症)、心臓血管 (例: 慢性心不全) または呼吸器 (例: 慢性閉塞性肺疾患 (COPD)) の問題がある場合、参加者は除外されました。インフォームドコンセントは、研究入学前にすべての参加者によって提供されました。 この研究は、ゲント大学病院の倫理委員会 (B670201318620) によって承認されました。

介入：

介入グループは、高強度インターバル トレーニング [HIIT] を実行しました。 HIIT グループは、10 週間のトレーニング プログラムを実施しました。 参加者は、2 人の理学療法士の監督の下、週に 2 回、40 分間の運動を行いました。 各トレーニング セッションには、ウォーミング アップ [5 分間の最大サイクリング パワー出力の 30% での大きな筋肉群のストレッチと有酸素運動]、スプリント インターバル ブロック [10 分]、連続有酸素運動 [10 分]、別のスプリント インターバルが含まれていました。ブロック [10 分間] とクールダウン [大きな筋肉群のストレッチと 5 分間のピークワットの 30% での有酸素運動]。 最初の 5 週間は、各スプリント インターバル ブロックは、換気閾値 [VTR] と一致するサイクリング抵抗で 15 秒間の 10 回のスプリント バウト [>100 r/min] と、45 秒間の相対休息 [50 r/min] を交互に行うことで構成されていました。 VTR]。 6 週目から 10 週目まで、全力疾走と相対的な休息の強度は VTR の 110% まで増加しました。

比較群：

比較グループは、連続有酸素トレーニング [CAT] を 10 週間、週 2 回、セッションあたり 40 分間実行しました [量と頻度は HIIT と同じです]。 CATグループのプロトコルは、ウォーミングアップ[大きな筋肉群のストレッチと最大サイクリングパワー出力の30%で5分間の有酸素運動]、継続的な有酸素運動トレーニング[10分間3回]、クールダウン[筋肉のストレッチ]で構成されていました。大きな筋肉群と有酸素運動を 5 分間のピーク サイクリング パワー出力の 30% で行う]。 連続有酸素運動プロトコル [サイクリングまたはステッピング] の間、参加者は VT [60 r/min] での HR と同様の HR で 10 分間運動し、6 週目以降は VT の 110% に増加しました。 トレーニングは 2 人の理学療法士によって監督されました。

両方の運動モードで、参加者は 1 番目と 3 番目のブロックで自転車に乗り、2 番目のブロックで自転車に乗るか足を踏み入れました。 研修プログラムは、ゲント大学病院の理学療法部門で実施されました。

結果変数:

検査されたすべての変数の定量化は、盲検化された評価者によって実行されました。 すべてのテストと測定は、ゲント大学の理学療法部門の運動実験室 (最大運動テスト、代謝柔軟性) またはゲント内分泌大学病院 (OGTT および筋肉生検) または病理解剖学部門 (筋肉組織学) で実施されました。 すべてのテストと測定の前に、参加者は十分な情報を得て、機器とテスト プロトコルに精通していました。 各グループのすべての参加者は、介入前後の同じ時刻にテストされました。 すべての参加者は、通常の身体活動と食事パターンを維持し、各実験日の 3 日前に徹底的な身体運動を控えた。 体重は、被験者が軽量の服を着て靴を履いていない状態で、デジタル バランス スケール (Seca、ドイツ) で 0.1 kg 単位まで測定されました。 体格指数（BMI）は、体重と身長から計算されました。

体力最大の心肺運動テスト。 参加者は、コンピューター駆動のサイクロエルゴメーター (Markette Case、Marquette Electronics、ミルウォーキー、ウィスコンシン州、米国) で、40 W から始まる傾斜プロトコル (20 W/分) を使用してテストされました。テスト中は継続的に記録されましたが、血圧は手動血圧計で2分ごとに測定されました。 被験者は、ベースライン テストの前にテスト手順に慣れていました。 被験者は、肉体的に疲労するまで、または胸痛の増加、めまい、生命を脅かす可能性のある不整脈、臨床的に重要な ST セグメントの逸脱、顕著な収縮期低血圧または高血圧などの深刻な有害事象のために医師がテストを中止するまで、運動テストを実施するよう求められ、奨励されました。 . 呼吸交換比 (RER) が 1.1 を超えて増加した場合、テストは最大として分類されました。 呼吸ガス測定値は、メタライザー 3B (Cortex、ライプツィヒ、ドイツ) を使用して取得されました。 酸素消費量（VO2）、二酸化炭素生成量（VCO2）、分時換気量（VE）、一回換気量、呼吸数、および混合呼気二酸化炭素濃度は、混合チャンバー分析で連続的に測定されました。 ピーク VO2 は、米国胸部学会のガイドラインに従って、運動の最後の 30 秒間に達成された最高の VO2 として表されました。 人工呼吸器閾値 (VT) は、O2 と CO2 の代謝当量 (VE/VO2 と VE/VCO2) に基づいて決定されました。 VE/VCO2 が上昇せずに VE/VO2 が上昇した点を VT とした。

基礎呼吸交換率 参加者は、静かで体温が中​​立な環境で一晩断食した後、30分間仰向けに寝なければなりませんでした。 基礎酸素消費量と二酸化炭素生成量は、マスクを使用した自動呼吸ガス分析装置 (Metalyzer 3B; Cortex, Leipzig, Germany) で測定しました。 ガス分析システムは、すべての実験の前に較正されました。 RER は VCO2/VO2 として計算されました。 この比率は 0.7 と 1.0 の間の間隔にあり、脂肪の酸化が支配的であり、炭水化物の酸化が支配的であることを示しています。

経口ブドウ糖負荷試験（OGTT） 午前8時、10 時間から 12 時間の一晩の断食の後、被験者は 75 g の OGTT を受け取りました。 血液サンプルは、血漿グルコースおよびインスリン濃度の測定のために、-30、-15、0、30、60、90、および 120 分で採取されました。 インスリンレベルは、免疫分析装置 COBAS e411 (Roche) を使用して決定されました。 グルコースは、ヘキソキナーゼ法（COBAS、Roche）によって分析されました。

インスリン感受性を評価するために、松戸らの参考文献に基づいて OGTT 複合スコアを計算しました。 このスコアは、10,000/(空腹時グルコース x 空腹時インスリン) x (平均グルコース x OGTT 中の平均インスリン) の平方根として構成されます。 スコアが高いほど、インスリン感受性が良好です。

筋生検 1 時間の休息期間の後、経皮的針生検サンプルを、生検銃 (針 14G) を使用して、皮膚の 2 mm の切開 (2 ～ 3 ml リドカイン) を通して、右外側広筋から採取しました。超音波検査の指導の下で。 15 mg の 2 つの筋肉サンプルを採取し、透過型電子顕微鏡 (TEM) 用に PG (パラホルムアルデヒドおよびグルタルアルデヒド) でインキュベートしました。

透過型電子顕微鏡 TEM を使用して、IMCL とミトコンドリアの特性を決定しました。 サンプルは、JEOL 1200EX TEM を使用して 6,500 倍で観察しました。 16 の顕微鏡写真は、個々の筋肉から無作為にサンプリングされた 8 つの筋線維の縦断面から取得されました (2 つの顕微鏡写真/繊維) - 1 つの顕微鏡写真は、筋細胞膜下 (SS) 領域を表す細胞表面近くで取得され、もう 1 つは筋原線維内を表す筋原線維の平行な束から取得されました。 (IMF) 地域。 脂肪滴とミトコンドリアの断片を丸で囲み、キャリブレーショングリッドを使用して実際のサイズに変換しました。 16 枚の画像の各セットについて、平均 IMCL またはミトコンドリア サイズ (µm2)、組織の平方マイクロメートルあたりの IMCL 液滴またはミトコンドリアの総数 (#/µm2) は、デジタル イメージング ソフトウェア (Image Pro Plus、バージョン。 4.0;メディア サイバネティックス、シルバー スプリングス、MD)。 SS 空間の定量化の基準は、筋鞘と筋原線維の最初の層の間の細胞質空間でした。

統計分析 すべてのデータは、市販の統計ソフトウェア プログラム (社会科学用統計パッケージ、SPSS 20.0、SPSS シカゴ、イリノイ州、米国) を使用して分析されました。 データは平均および標準偏差 (SD) として表されます。 サンプルサイズが小さいため、ノンパラメトリック統計評価が好まれました。 グループ内の前後の違いを評価するために、ウィルコクソン検定が実行されました。 グループ間の事前事後差を評価するために、事前評価と事後評価の差を計算し（事前マイナス事後）、Mann Withney U 検定と比較しました。 有意水準は P に設定されました