Serumkraakbeen Oligomere Matrix Eiwitniveaus na 12 weken van verschillende oefeningen

Ontwerp

Er werd een prospectieve, gerandomiseerde controleproef met parallelle groepen opgezet. Mustafa Kemal University (MKU) Ethische Raad keurde de studie goed (B.30.2.MKU.0.01.01.00/255). De exacte aard van het onderzoek werd aan de deelnemers uitgelegd en hen werd gevraagd een schriftelijke toestemming te ondertekenen. De tests werden tussen januari en juni 2008 uitgevoerd in het Middle East Technical University Medical Center, Ankara, Turkije. De onafhankelijke variabelen waren groepen (n=4) en tijd (n=2). De afhankelijke variabele was serumkraakbeen oligomere matrix eiwit (COMP) niveaus gemeten in drie fasen van inspanning: vóór (Herstel), onmiddellijk na (Vermoeidheid) en 30 minuten na de inspanning (Regeneratie). Deelnemers werden voorafgaand aan en aan het einde van de interventieperiode onderworpen aan de volgende tests: body mass index (BMI), isokinetische beenspierkracht, maximaal zuurstofverbruik (VO2max) en serum COMP-waarden.

Deelnemers

115 aanvragers meldden zich vrijwillig aan om deel te nemen aan dit onderzoek. Geschiktheidsscreening werd uitgevoerd volgens inclusiecriteria. Van 104 in aanmerking komende aanvragers, 48 ​​gezonde, sedentaire mannelijke universiteitsstudenten tussen 18 en 25 jaar oud (Mage = 21,8 ± 1,9) werden geselecteerd door een eenvoudige tekening. Studie echter afgerond met 44 deelnemers, vanwege 4 uitvallers. Deelnemers werden willekeurig toegewezen in een verhouding van 1:1:1:1 aan parallelle groepen, drie oefengroepen (zwemmen, fietsen en hardlopen) en één controlegroep. Om een ​​willekeurige toewijzing te krijgen, ontving elke deelnemer een nummer dat de onderzoekers niet kenden, dat op een stuk papier werd geschreven en vervolgens uit een doos werd getrokken waarmee individuen aan de controle- en oefengroepen konden worden toegewezen. Baseline-bloedmonsters werden bewaard bij -80°C en werden niet geanalyseerd tijdens de toewijzing van de deelnemers. Uitsluitingscriteria, onderzocht aan de hand van een vragenlijst, waren: artrose, reumatoïde artritis of andere inflammatoire gewrichtsaandoeningen, intra-articulaire steroïde-injectie, slechte uitlijning van de knieën (varus/valgus) groter dan 15°, en recente (binnen zes maanden) breuk van de onderste extremiteit. Actieve sporters en vrijwilligers met een eerdere sportachtergrond werden niet meegenomen. Tijdens de interventieperiode werd één deelnemer uitgesloten van het onderzoek vanwege een plotselinge nierziekte en een andere besloot zich terug te trekken uit verdere deelname. Bovendien werden twee deelnemers vóór biochemische analyses uitgesloten van het onderzoek, omdat één proefpersoon uit de hardloopgroep niet voldeed aan de minimumvereiste van 75% van de deelname aan trainingssessies, en één proefpersoon uit de controlegroep de posttests niet voltooide. Beschrijvende gegevens van deelnemers worden gepresenteerd in.

Interventies

Na de eerste metingen werden de deelnemers willekeurig en gelijk verdeeld over de zwem-, de hardloop-, de fiets- en de controlegroep. Alle oefengroepen namen deel aan sessies van 40 minuten per dag, drie dagen per week, gedurende een periode van 12 weken. Elke sessie begon met een warming-up van vijf minuten, ging verder met een hoofdset van 30 minuten oefenen in hun individuele doelhartslagzone (60-70% van de hartslagreserve) en eindigde met een cool-downperiode van vijf minuten. De individuele streefhartslagzone werd bepaald volgens de Guidelines for Exercise Testing and Prescription of American College of Sport Medicines [1]. Zwemoefeningen bestaande uit borstcrawlzwemmen en trapoefeningen. Tijdens de hoofdsets deden de deelnemers aan borstcrawlzwemmen in hun individuele hartslagzones die werden bepaald door de formule van Karvonen [2]. Fietsers oefenden tussen 60-80 herhalingen per minuut (RPM) op een ergometer (Monark E 834, Varberg, Zweden), die voor elk individu werd aangepast om de doelhartslagzone te behouden. De deelnemers aan de hardloopgroep trainden op een loopband met een helling van 1,5%. De snelheid van de loopband werd bepaald volgens de individuele hartslagzone. Gedurende de 12 weken training werden de hartslagreserves (HRR) constant gehouden (60-70%) terwijl de snelheid toenam op basis van individuele progressie. Individuen van de controlegroep kregen de instructie om gedurende de 12 weken van de interventie niet deel te nemen aan georganiseerde of gestructureerde oefeningen.

Fysieke en fysiologische metingen

De Body Mass Index werd berekend als de verhouding van lichaamsgewicht tot lengte in het kwadraat (Heyward & Stolarczyk 1996). VO2max werd gemeten volgens het standaard Bruce Protocol (Bruce, Kusumi & Hosmer 1973) op een Jager LE 200 CE (Hochberg, Duitsland) loopband. Metingen werden uitgevoerd met de VIASYS Healthcare ergospirometry-lijn met behulp van het MasterScreen CPX-apparaat (Wuerzburg, Duitsland). De resultaten werden weergegeven in ml/kg/min (milliliter zuurstof per kilogram lichaamsgewicht per minuut). De kracht van de isokinetische quadriceps werd geregistreerd met de Biodex System Dynamometer (Biodex Medical Inc, Shirley, NY). De deelnemers werden op een fietsergometer in een comfortabele positie geplaatst die onbeperkte beweging van de knie mogelijk maakte van 90 graden flexie tot terminale extensie, en ze werden gevraagd om gedurende vijf minuten op te warmen, waarna ze hun ledematen strekten. Voorafgaand aan de testproeven kregen de deelnemers de instructie om hun maximale inspanningen te leveren. Daarna werden vijf isokinetische concentrische knieflexies en -extensies met 60°/sec met hun dominante benen geregistreerd. Daarna werd de maximale verhouding tussen koppel en lichaamsgewicht (PT/BW) gemeten.

Procedures voor bloedafname en Enzym-Linked Immunosorbent Assay (ELISA).

Procedures voor het verkrijgen van bloed werden gewijzigd van Mundermann et al. [3]. Deelnemers werd gevraagd om hun fysieke activiteit 48 uur voorafgaand aan het experiment te beperken. Op de dag van het experiment maakten de deelnemers hun ontbijt binnen een uur na het ontwaken en het experiment begon twee tot drie uur na het ontbijt. Bovendien zaten de deelnemers vlak voor het experiment 15 minuten op een stoel. Een gediplomeerde onderzoeksverpleegkundige nam bloedmonsters van vijf milliliter uit dezelfde antecubitale ader onmiddellijk voor, onmiddellijk na en 0,5 uur na een loopoefening van 30 minuten. Tijdens de loopoefening van het testprotocol liepen de deelnemers in een tempo van 5 km/u op een loopband met een helling van 1,5 %. Na de loopoefening zaten de deelnemers 30 minuten op een bureaustoel en werd hen gevraagd te rusten.

Procedures voor het verzamelen en bewaren van bloedmonsters zijn eerder beschreven [4]. Veneuze bloedmonsters werden verkregen uit vena mediana cubitii. Na 60 minuten stollen bij kamertemperatuur werden de monsters 10 minuten gecentrifugeerd bij 5000 rpm. De serummonsters werden tot analyse bij -80°C bewaard.

Serum-COMP-concentraties werden geanalyseerd met een in de handel verkrijgbare enzym-gekoppelde immunosorbenttest op basis van twee monoklonale antilichamen: COMP ELISA en AnaMar Medical (Zweden). ELISA-analyse werd uitgevoerd in een particuliere instelling en assayprocedures werden gevolgd volgens de richtlijnen van de fabrikant. De volgorde van bloedmonsters was gemengd en de biochemicus was blind voor de toewijzing van monsters. Alle bloedmonsters werden gelijktijdig geanalyseerd om uniforme specificiteit voor individuen te behouden.

Statistische Procedures

De effecten van interventies van 12 weken op de algemene fitheid en serum-COMP-concentraties bij pre-tests en post-tests werden geanalyseerd met behulp van 4x2 (groepen en tijd) gemengde ANOVA met herhaalde metingen voor elke variabele. Paired-samples t-testen werden gebruikt voor vergelijking van de serum-COMP-concentraties tijdens rust, vermoeidheid en herstel. Om de kans op het begaan van type 1-fouten te verkleinen, werd een methode van meervoudige vergelijkingen door aanpassing van het Bonferroni-betrouwbaarheidsinterval uitgevoerd.

Er werd een berekening van de steekproefomvang uitgevoerd om type II-fouten te elimineren. De steekproefomvang werd berekend met behulp van de G*Power 3.1.3 (Heinrich-Heine-Universiteit) software [5]. Het significantieniveau werd vastgesteld op 0,05 en er werd een gemiddelde effectgrootte (0,25) met tweezijdige berekening gebruikt. Effectgrootte bevat de grootte van het verschil tussen groepen en waarden van 0,25, geeft een gemiddeld effect van de behandeling aan [6]. Door deze aannames was een steekproefomvang van 36 deelnemers nodig om een ​​power van 0,80 te bereiken. Conservatief werden 48 proefpersonen gerekruteerd omdat we een uitval van 20% verwachtten vanwege de veeleisende aard van het interventieprogramma en onze eerdere ervaring.