Poziomy białka macierzy oligomerycznej chrząstki w surowicy po 12 tygodniach różnych ćwiczeń

Projekt

Zaprojektowano prospektywną, randomizowaną próbę kontrolną w grupach równoległych. Rada Etyczna Uniwersytetu Mustafa Kemal (MKU) zatwierdziła badanie (B.30.2.MKU.0.01.01.00/255). Uczestnikom wyjaśniono dokładny charakter badania i poproszono ich o podpisanie pisemnej zgody. Testy przeprowadzono w Centrum Medycznym Uniwersytetu Technicznego Bliskiego Wschodu w Ankarze w Turcji w okresie od stycznia do czerwca 2008 roku. Zmiennymi niezależnymi były grupy (n=4) i czas (n=2). Zmienną zależną były poziomy oligomerycznego białka macierzy chrząstki (COMP) w surowicy mierzone w trzech fazach ćwiczeń: przed (regeneracja), bezpośrednio po (zmęczenie) i 30 minut po wysiłku (regeneracja). Uczestnicy zostali poddani następującym testom przed i na koniec okresu interwencji: wskaźnik masy ciała (BMI), izokinetyczna siła mięśni nóg, maksymalne zużycie tlenu (VO2max) i poziomy COMP w surowicy.

Uczestnicy

Do udziału w badaniu zgłosiło się 115 kandydatów. Badanie kwalifikowalności przeprowadzono zgodnie z kryteriami włączenia. Spośród 104 kwalifikujących się kandydatów, 48 zdrowych, prowadzących siedzący tryb życia studentów uniwersytetów w wieku od 18 do 25 lat (Mage = 21,8 ± 1,9) zostały wybrane za pomocą prostego rysunku. Jednak badanie zakończyło się z udziałem 44 uczestników, z powodu 4 osób, które porzuciły naukę. Uczestnicy zostali losowo przydzieleni w stosunku 1:1:1:1 do grup równoległych, trzech grup ćwiczeń (pływanie, jazda na rowerze i bieganie) oraz jednej grupy kontrolnej. W celu losowego przydziału każdy uczestnik otrzymywał nieznany badaczom numer, który był zapisywany na kartce, a następnie losowany z pudełka, które pozwalało przypisać osoby do grup kontrolnej i ćwiczącej. Wyjściowe próbki krwi były przechowywane w temperaturze -80°C i nie były analizowane podczas przydziału uczestników. Kryteria wykluczenia, zebrane za pomocą kwestionariusza, były następujące: choroba zwyrodnieniowa stawów, reumatoidalne zapalenie stawów lub inna choroba zapalna stawów, dostawowe wstrzyknięcie steroidu, nieprawidłowe ustawienie kolan (szpotawość/koślawość) większe niż 15° oraz niedawne (w ciągu sześciu miesięcy) złamanie kończyny dolnej. Aktywni sportowcy i ochotnicy z wcześniejszym doświadczeniem sportowym nie zostali uwzględnieni. W okresie interwencji jeden uczestnik został wykluczony z badania z powodu nagłej choroby nerek, a inny zdecydował się wycofać z dalszego udziału. Dodatkowo dwie osoby zostały wykluczone z badania przed analizą biochemiczną, ponieważ jedna osoba z grupy biegowej nie spełniła minimalnego wymogu 75% frekwencji na zajęciach, a jedna osoba z grupy kontrolnej nie zaliczyła posttestów. Dane opisowe uczestników przedstawiono w.

Interwencje

Po pierwszych pomiarach uczestnicy zostali losowo i równo przydzieleni do grup pływackich, biegowych, kolarskich i kontrolnych. Wszystkie grupy ćwiczeniowe brały udział w 40-minutowych sesjach dziennie, trzy dni w tygodniu, przez okres 12 tygodni. Każda sesja rozpoczynała się pięciominutową rozgrzewką, była kontynuowana głównym zestawem 30-minutowych ćwiczeń w ich indywidualnej docelowej strefie tętna (60-70% rezerwy tętna) i zakończona pięciominutowym okresem wyciszenia. Indywidualną docelową strefę tętna określono zgodnie z wytycznymi dotyczącymi testów wysiłkowych i recept wydanych przez American College of Sport Medicines [1]. Ćwiczenia pływackie składające się z ćwiczeń pływania kraulem i kopnięć. Podczas głównych serii uczestnicy pływali czołgając się w swoich indywidualnych strefach tętna, które zostały określone wzorem Karvonena [2]. Rowerzyści wykonywali od 60 do 80 powtórzeń na minutę (RPM) na ergometrze (Monark E 834, Varberg, Szwecja), który był dostosowany dla każdej osoby w celu utrzymania docelowej strefy tętna. Uczestnicy grupy biegowej ćwiczyli na bieżni o nachyleniu 1,5%. Prędkość bieżni została ustalona w zależności od indywidualnej strefy tętna. Przez 12 tygodni treningu rezerwa tętna (HRR) utrzymywała się na stałym poziomie (60-70%), podczas gdy prędkość wzrastała zgodnie z indywidualnymi postępami. Osoby z grupy kontrolnej zostały poinstruowane, aby nie brały udziału w żadnych zorganizowanych lub zorganizowanych ćwiczeniach podczas 12 tygodni interwencji.

Pomiary fizyczne i fizjologiczne

Wskaźnik masy ciała obliczono jako stosunek masy ciała do kwadratu wzrostu (Heyward i Stolarczyk 1996). VO2max mierzono za pomocą standardowego protokołu Bruce'a (Bruce, Kusumi i Hosmer 1973) na bieżni Jager LE 200 CE (Hochberg, Niemcy). Pomiary wykonano aparatem do ergospirometrii VIASYS Healthcare przy użyciu urządzenia MasterScreen CPX (Wuerzburg, Niemcy). Wyniki przedstawiono w ml/kg/min (mililitry tlenu na kilogram masy ciała na minutę). Siłę izokinetyczną mięśnia czworogłowego rejestrowano za pomocą dynamometru Biodex System Dynamometer (Biodex Medical Inc, Shirley, NY). Uczestnicy zostali umieszczeni w wygodnej pozycji, która pozwalała na nieograniczony ruch kolana od 90 stopni zgięcia do końcowego wyprostu na ergometrze rowerowym i poproszeni o rozgrzewkę przez pięć minut, po czym rozciągali kończyny. Przed próbami testowymi uczestnicy zostali poinstruowani, aby wykonali maksymalny wysiłek. Następnie zarejestrowano pięć izokinetycznych koncentrycznych zgięć i wyprostów w kolanie z prędkością 60°/s z nogami dominującymi. Następnie zmierzono stosunek maksymalnego momentu obrotowego do masy ciała (PT/BW).

Procedury pobierania próbek krwi i testu immunoenzymatycznego (ELISA).

Procedury pobierania krwi zostały zmodyfikowane od Mundermanna i in. [3]. Uczestników poproszono o ograniczenie aktywności fizycznej na 48 godzin przed eksperymentem. W dniu eksperymentu uczestnicy jedli śniadanie w ciągu godziny po przebudzeniu, a eksperyment rozpoczynał się dwie do trzech godzin po śniadaniu. Ponadto uczestnicy zostali posadzeni na krześle przez 15 minut bezpośrednio przed eksperymentem. Pięć mililitrowych próbek krwi zostało pobranych przez certyfikowaną pielęgniarkę badawczą z tej samej żyły łokciowej bezpośrednio przed, bezpośrednio po i 0,5 godziny po 30-minutowym chodzeniu. Podczas ćwiczenia marszowego w protokole testowym uczestnicy szli w tempie 5 km/h na bieżni o nachyleniu 1,5%. Po ćwiczeniu chodzenia uczestnicy siedzieli na krześle biurowym przez 30 minut i zostali poproszeni o odpoczynek.

Procedury pobierania i przechowywania próbek krwi opisano wcześniej [4]. Próbki krwi żylnej pobierano z żyły środkowej cubitii. Po skrzepnięciu przez 60 minut w temperaturze pokojowej próbki wirowano przy 5000 obr./min przez 10 minut. Próbki surowicy przechowywano w temperaturze -80°C do czasu analizy.

Stężenia COMP w surowicy analizowano za pomocą dostępnego w handlu testu immunoenzymatycznego opartego na dwóch przeciwciałach monoklonalnych: COMP ELISA i AnaMar Medical (Szwecja). Analizę ELISA przeprowadzono w prywatnej instytucji i postępowano zgodnie z procedurami testowymi zgodnie z wytycznymi producenta. Kolejność próbek krwi była mieszana, a biochemik był ślepy na przydział próbek. Wszystkie próbki krwi analizowano jednocześnie, aby zachować jednolitą specyficzność u poszczególnych osób.

Procedury statystyczne

Wpływ 12-tygodniowych interwencji na ogólną sprawność i stężenia COMP w surowicy w testach przed i po testach analizowano za pomocą ANOVA z mieszanymi powtarzanymi pomiarami 4x2 (grupy i czas) dla każdej zmiennej. Testy t dla par próbek zastosowano do porównania stężeń COMP w surowicy podczas stanów spoczynku, zmęczenia i regeneracji. W celu zmniejszenia prawdopodobieństwa popełnienia błędu pierwszego rodzaju zastosowano metodę porównań wielokrotnych z korektą przedziału ufności Bonferroniego.

Obliczenia liczebności próby przeprowadzono w celu wyeliminowania błędu II rodzaju. Wielkość próby obliczono za pomocą G*Power 3.1.3 (Heinrich-Heine-University) [5]. Poziom istotności ustalono na 0,05 i zastosowano średnią wielkość efektu (0,25) z obliczeniami dwustronnymi. Wielkość efektu zawiera wielkość różnicy między grupami i wartości 0,25, co wskazuje na średni efekt leczenia [6]. Przy tych założeniach, aby osiągnąć moc 0,80, potrzebna była próba licząca 36 uczestników. Konserwatywnie zrekrutowano 48 osób, ponieważ spodziewaliśmy się 20% wskaźnika rezygnacji ze względu na wymagający charakter programu interwencyjnego i nasze wcześniejsze doświadczenia.