Weerstandstraining en cardiometabolische gezondheid

Hoewel het vaststaat dat aerobe training een effectieve manier is om het risico op cardiometabole ziekten te beheersen, is de invloed van weerstandstraining (RT) niet zo goed gekarakteriseerd. Het is algemeen bekend dat RT de spierkracht, de grootte, het dwarsdoorsnedegebied en de botmineraaldichtheid verbetert. Veranderingen in spiervezeltype, glycolytisch en oxidatief enzymprofiel, skeletspiereiwitten en snelheid van eiwitsynthese treden ook op als reactie op RT en worden verkregen uit skeletspierbiopten. Gegevens uit quasi-experimentele onderzoeken suggereren dat matige tot hoge herhalings-RT met lagere trainingsbelasting een positief effect kan hebben op skeletspiereiwitten (Glucose Transporter Type 4 (GLUT4), Hexokinase 2 (HK2) en Adenylaatkinase 2 (AK2) betrokken bij insuline signalering bij niet-diabetische, zwaarlijvige mannen. Gegevens over hoge belasting, lage rep RT voor deze variabelen ontbreken echter. Daarom zullen we skeletspierbiopten verzamelen om te bepalen of er veranderingen zijn in insulinesignalerende skeletspiereiwitten als reactie op zowel training met zowel hoge als lage trainingsbelasting. Er is ook veel bewijs dat suggereert dat RT de VO2-piekwaarden kan verbeteren bij personen met lage basis-VO2-piekwaarden via een mogelijke toename van de capillaire dichtheid, maar de resultaten zijn momenteel gemengd. Lage VO2-piekwaarden bij personen met overgewicht en obesitas zijn positief geassocieerd met een hoog risico op cardiovasculaire en sterfte door alle oorzaken. Daarom zullen we VO2peak-waarden meten om te bepalen of (A) het starten van eerder ongetrainde zwaarlijvige personen met RT ook de VO2peak kan verbeteren en (B) mogelijke veranderingen in VO2peak afhankelijk zijn van de belasting. Van RT is ook gemeld dat het de insulinegevoeligheid en centrale druk verbetert. Bovendien kan aerobe training een positieve invloed hebben op veranderingen in het darmmicrobioom, zonder momenteel beschikbaar bewijs over de effecten van RT. Hoewel is aangetoond dat RT gunstig is voor het verbeteren van arteriële stijfheid en insulinegevoeligheid, is de meeste beschikbare literatuur gebaseerd op protocollen. het voorschrijven van matige tot hoge herhalingen en dus lagere trainingsbelastingen. De effecten van het voorschrijven van hogere trainingsbelastingen op de bovengenoemde variabelen worden dus niet volledig begrepen.

Verhoogde arteriële stijfheid (gekarakteriseerd door carotis-femorale pulsgolfsnelheid (PWV) en augmentatie-index) is een klinische marker voor hart- en vaatziekten en een onafhankelijke risicofactor voor ongunstige cardiovasculaire voorvallen en mortaliteit door alle oorzaken. Verhoogde arteriële stijfheid is positief geassocieerd met insulineresistentie en diabetes type II. In de vroege stadia van insulineresistentie is de perifere werking van insuline, die voornamelijk in de skeletspieren plaatsvindt, verstoord. Dit leidt tot een compenserende toename van de insulineafgifte om de glucosehomeostase te behouden, wat leidt tot hypertrofie van de β-cellen van de pancreas. Tijdens de vroege stadia van insulineresistentie blijven de nuchtere glucosespiegels normaal, met hyperglykemie die zich in de latere stadia manifesteert. Chronische hyperinsulinemie en hyperglycemie veroorzaken op hun beurt verhogingen van het renine-angiotensine-aldosteronsysteem en expressie van de angiotensine type I-receptor in vaatweefsel, waardoor VSMC-proliferatie wordt gestimuleerd, wat leidt tot een toename van arteriële stijfheid. Chronische hyperglykemie en/of diabetes type II kan leiden tot een toename van de productie van geavanceerde glycatie-eindproducten (AGE's), dit zijn eiwitten of lipiden die geglyceerd worden als gevolg van blootstelling aan glucose. Overmatige productie van AGE's kan leiden tot een toename van collageenverknoping in de vaatwanden, wat dus leidt tot een toename van arteriële stijfheid.

Het lijkt er dus op dat een toename van arteriële stijfheid optreedt als gevolg van verstoringen in pulserende afschuiving en stroming, wat leidt tot abnormale omzetting van steigereiwitten, met name overmatige collageenproductie, en de proliferatie van VSMC's, wat resulteert in een stijver vaatstelsel. Dit wordt verergerd door de insulineresistente en/of hyperglykemische toestand als gevolg van een toename van lokale activiteit van het RAAS en expressie van angiotensine I-receptoractivering in de vaatwand en een toename van de leeftijdsproductie, wat leidt tot een toename van VSMC's en collageenkruisingen. -linking, respectievelijk, waardoor verder wordt bijgedragen aan de ontwikkeling van een stijver vaatstelsel. Deze structurele veranderingen kunnen nadelige stroomafwaartse gevolgen hebben, waaronder ischemische hartziekte, hartinfarct en hartfalen.

Huidige onderzoeken naar de effecten van RT op arteriële stijfheid hebben gemengde resultaten opgeleverd. Er is gesuggereerd dat training met hogere belastingen een grotere toename van de stijfheid kan veroorzaken dan training met lagere belastingen vanwege grotere acute verhogingen van de bloeddruk die optreden bij RT met hoge belasting. Case-control-onderzoeken hebben gemeld dat jonge en niet-zwaarlijvige mannen van middelbare leeftijd en weerstandstraining hogere niveaus van arteriële stijfheid vertoonden in vergelijking met hun tegenhangers van dezelfde leeftijd. Alternatieve cross-sectionele studies meldden dat spierkracht omgekeerd evenredig was met arteriële stijfheid. Follow-up gerandomiseerde controlestudies (RCT) onderzochten veranderingen in arteriële stijfheid na enkele maanden RT bij niet-zwaarlijvige, weerstandstraining-naïeve volwassenen. Verbeteringen in de centrale druk, bij afwezigheid van veranderingen in PWV, zijn gemeld bij niet-diabetische obese volwassenen na 12 weken RT, maar in het onderzoek ontbrak een effectieve controlegroep. Bovendien waren er verbeteringen in de insulinegevoeligheid bij niet-diabetische zwaarlijvige mannen na 12 weken RT, maar dit was geen gerandomiseerde gecontroleerde studie (RCT). Verbeteringen in de endotheliale functie zijn ook gemeld na zes maanden progressieve RT met zowel matige als hoge trainingsbelastingen. Dit is significant omdat endotheliale disfunctie een stroomafwaarts gevolg is van verhoogde arteriële stijfheid, en dus een verbetering van de endotheliale functie, zoals gemeten door relatieve flow-gemedieerde dilatatie (% FMD), als reactie op RT een verbetering van de vasculaire functie weerspiegelt, wat is waarschijnlijk niet optreden in combinatie met een toename van vasculaire stijfheid. Voor zover wij weten, zijn er momenteel geen gepubliceerde RCT's over de effecten van RT met hoge belasting die zowel arteriële stijfheid als endotheliale functie hebben gemeten. Deze studie is een vervolg op eerdere studies door de effecten van twee verschillende RT-protocollen (hoge belasting versus lage belasting) op arteriële stijfheid zoals gemeten door PWV en augmentatie-index, en endotheliale functie, zoals gemeten door %FMD, te vergelijken met een niet-inspannende controle groep.

Er bestaat een grote hoeveelheid literatuur die suggereert dat morfologische veranderingen van de linkerventrikel plaatsvinden als reactie op weerstandstraining. Case-control-onderzoeken hebben gemeld dat elite-weerstandsgetrainde atleten tekenen vertonen van verdikking van de linkerventrikelwand. De toename van de wanddikte van de linkerventrikel wordt concentrische hypertrofie genoemd, die optreedt als reactie op een chronische toename van afterload. Dit gebeurt in aanwezigheid van verhoogde arteriële stijfheid, ongecontroleerde hypertensie en aortastenose, die allemaal kunnen leiden tot hartfalen (HF). Door RT geïnduceerde concentrische hypertrofie lijkt een fysiologische trainingsaanpassing te zijn, vergelijkbaar met de excentrische hypertrofie die optreedt als reactie op aerobe training, en lijkt dus niet schadelijk te zijn. Bovendien suggereren huidige RCT's over de effecten van RT op morfologische veranderingen van de LV dat deze aanpassing niet altijd optreedt of kan optreden als reactie op specifieke trainingsvolumes, frequenties, intensiteiten en/of over een langere trainingsduur. Aangezien de belangrijkste uitkomst van deze studie arteriële stijfheid is, wat een voorloper is van concentrische hypertrofie van de LV, zullen we ook de wanddikte van de linkerventrikel meten om te zien of A) morfologische veranderingen in de LV plaatsvinden en B) of LV morfologische veranderingen optreden. beïnvloed door trainingsbelasting.

Het lijkt er dus op dat matige trainingsbelasting de insulinegevoeligheid bij zwaarlijvige personen verbetert. Dit is belangrijk omdat insulineresistentie een voorbode is van een toename van arteriële stijfheid. De effecten van training met hogere belasting op insulinegevoeligheid is echter een actueel hiaat in de literatuur. Eerder is voorgesteld dat RT met hoge belasting de arteriële compliantie kan verminderen en/of kan leiden tot concentrische hypertrofie van de linkerventrikelwanden. Het huidige bewijs suggereert echter dat zowel matige als hoge trainingsbelastingen de endotheliale functie verbeteren, zonder de linkerventrikelwand negatief te beïnvloeden. Aangezien endotheliale disfunctie een negatief stroomafwaarts gevolg is van een toename van de arteriële stijfheid, is het onwaarschijnlijk dat deze zou verbeteren in combinatie met een toename van de stijfheid. Deze studie zal dus de eerste zijn die al deze variabelen meet om te bepalen of en hoe ze worden beïnvloed door trainingsbelasting.

Het menselijke darmmicrobioom is een recent doelwit van interesse vanwege zijn rol bij het risico op stofwisselingsziekten. Huidig ​​​​bewijs meldt een verband tussen cardiometabolische ziekten en veranderingen in de darmmicrobiota. De effecten van lichaamsbeweging op veranderingen in het darmmicrobioom worden momenteel ook onderzocht. Bewijs in rattenmodellen suggereert momenteel dat vrijwillige en gecontroleerde aërobe training geassocieerd is met gunstige veranderingen in het darmmicrobioom. Studies bij mensen naar de effecten van lichaamsbeweging op het darmmicrobioom ontbreken momenteel echter. .

Het doel van deze studie is om de effecten en mogelijke verschillen tussen hoge belasting en lage belasting RT op arteriële stijfheid te onderzoeken. Op basis van de hierboven beschreven hiaten in de literatuur zal de huidige studie dienen als een follow-up RCT op eerdere studies en zal het verband tussen RT, arteriële stijfheid en insulinegevoeligheid verder worden onderzocht. Vanuit een verkennend standpunt zullen we eventuele veranderingen in het darmmicrobioom onderzoeken na weerstandstraining versus controle. De voorgestelde studie zal dienen als een follow-up RCT om de verschillen tussen hoge belasting en lage belasting RT op markers van arteriële stijfheid en insulinegevoeligheid te onderzoeken. Deze studie zal ook dienen als de eerste RCT om de langetermijneffecten van RT in het darmmicrobioom te onderzoeken. Studies die de effecten van RT met hoge belasting/lage herhaling op cardiometabolische biomarkers onderzoeken, ontbreken momenteel, waarbij de huidige hoeveelheid literatuur zich richt op de effecten van matige en lage belasting en hoge herhalingen, met beperkte gegevens over de effecten van RT met hoge belasting.