Тренировки с отягощениями и кардиометаболическое здоровье

Хотя было твердо установлено, что аэробные упражнения являются эффективным методом управления риском кардиометаболических заболеваний, влияние тренировок с отягощениями (RT) не так хорошо охарактеризовано. Хорошо известно, что ЛТ улучшает мышечную силу, размер, площадь поперечного сечения и минеральную плотность костей. Изменения типа мышечного волокна, профиля гликолитических и окислительных ферментов, белков скелетных мышц и скорости синтеза белка также происходят в ответ на лучевую терапию и получаются из биопсии скелетных мышц. Данные квазиэкспериментальных исследований свидетельствуют о том, что RT с повторениями от среднего до высокого с более низкими тренировочными нагрузками может положительно влиять на белки скелетных мышц (транспортер глюкозы типа 4 (GLUT4), гексокиназу 2 (HK2) и аденилаткиназу 2 (AK2), участвующих в инсулинозависимой терапии). сигнализация у мужчин, не страдающих диабетом, страдающих ожирением. Однако данные о высокой нагрузке и низком повторении RT для этих переменных отсутствуют. Таким образом, мы будем собирать биопсии скелетных мышц, чтобы определить, присутствуют ли изменения в белках скелетных мышц, передающих сигналы инсулина, в ответ на тренировку как с высокой, так и с низкой тренировочной нагрузкой. Существует также совокупность данных, свидетельствующих о том, что ЛТ может улучшать значения VO2peak у лиц с низкими исходными значениями VO2peak за счет возможного увеличения плотности капилляров, однако в настоящее время результаты неоднозначны. Низкие значения VO2peak у лиц с избыточной массой тела и ожирением положительно связаны с высоким риском сердечно-сосудистой смертности и смертности от всех причин. Таким образом, мы будем измерять значения VO2peak, чтобы определить, может ли (A) начать с RT ранее нетренированных людей с ожирением также улучшить VO2peak и (B) потенциальные изменения VO2peak зависят от нагрузки. Сообщалось также, что ЛТ улучшает чувствительность к инсулину и центральное давление. Кроме того, аэробные упражнения могут положительно влиять на изменения в кишечном микробиоме, при этом в настоящее время нет доступных доказательств воздействия ЛТ. Хотя было показано, что ЛТ полезна для улучшения жесткости артерий и чувствительности к инсулину, большая часть доступной литературы основана на протоколах. предписывая количество повторений от умеренного до высокого и, таким образом, снижая тренировочную нагрузку. Таким образом, влияние предписания более высоких тренировочных нагрузок на вышеупомянутые переменные до конца не изучено.

Повышенная жесткость артерий (характеризуемая каротидно-бедренной скоростью пульсовой волны (СПВ) и индексом аугментации) является клиническим маркером сердечно-сосудистых заболеваний и независимым фактором риска неблагоприятных сердечно-сосудистых событий и смертности от всех причин. Повышенная жесткость артерий положительно связана с резистентностью к инсулину и диабетом II типа. На ранних стадиях инсулинорезистентности нарушается периферическое действие инсулина, которое проявляется преимущественно в скелетных мышцах. Это приводит к компенсаторному увеличению высвобождения инсулина для поддержания гомеостаза глюкозы, что приводит к гипертрофии β-клеток поджелудочной железы. На ранних стадиях инсулинорезистентности уровень глюкозы натощак остается нормальным, а на более поздних стадиях проявляется гипергликемия. Хроническая гиперинсулинемия и гипергликемия, в свою очередь, вызывают увеличение ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, а также экспрессию рецептора ангиотензина I типа в сосудистой ткани, таким образом, стимулируя пролиферацию VSMC, что приводит к увеличению жесткости артерий. Хроническая гипергликемия и/или диабет II типа могут привести к увеличению производства конечных продуктов гликирования (КПГ), представляющих собой белки или липиды, которые подвергаются гликированию из-за воздействия глюкозы. Чрезмерное производство КПГ может привести к увеличению поперечного связывания коллагена в сосудистых стенках, что, таким образом, приводит к увеличению жесткости артерий.

Таким образом, увеличение жесткости артерий происходит из-за возмущений пульсирующего сдвига и кровотока, что приводит к аномальному обмену каркасных белков, в частности, к избыточной выработке коллагена и пролиферации VSMC, что приводит к более жесткой сосудистой сети. Это усугубляется инсулинорезистентным и/или гипергликемическим состоянием из-за повышения локальной активности РААС и экспрессии активации рецепторов ангиотензина I в сосудистой стенке и увеличения возрастной продукции, что приводит к увеличению ГМКС и перекреста коллагена. -связывание, соответственно, что еще больше способствует развитию более жесткой сосудистой сети. Эти структурные изменения могут иметь пагубные последующие последствия, включая ишемическую болезнь сердца, инфаркт миокарда и сердечную недостаточность.

Текущие исследования влияния ЛТ на жесткость артерий дали смешанные результаты. Было высказано предположение, что тренировки с более высокими нагрузками могут вызвать большее увеличение жесткости, чем тренировки с более низкими нагрузками, из-за более резкого повышения артериального давления, которое происходит при высокой нагрузке RT. Исследования случай-контроль показали, что мужчины молодого и среднего возраста, не страдающие ожирением, тренированные с отягощениями, демонстрировали более высокий уровень жесткости артерий по сравнению с их сверстниками того же возраста. Альтернативные поперечные исследования показали, что мышечная сила обратно пропорциональна жесткости артерий. Последующие рандомизированные контролируемые испытания (РКИ) изучали изменения жесткости артерий после нескольких месяцев ЛТ у не страдающих ожирением взрослых, ранее не тренировавшихся с отягощениями. Сообщалось об улучшении центрального давления при отсутствии изменений СПВ у взрослых пациентов с ожирением без диабета после 12 недель ЛТ, но в исследовании отсутствовала эффективная контрольная группа. Кроме того, улучшение чувствительности к инсулину у мужчин с ожирением, не страдающих диабетом, после 12 недель ЛТ, но не было рандомизированным контролируемым исследованием (РКИ). Также сообщалось об улучшении эндотелиальной функции после шести месяцев прогрессивной ЛТ, включавшей как умеренные, так и высокие тренировочные нагрузки. Это важно, потому что дисфункция эндотелия является последующим следствием повышенной жесткости артерий, и, таким образом, улучшение функции эндотелия, измеряемое относительной дилатацией, опосредованной потоком (%FMD), в ответ на ЛТ отражает улучшение сосудистой функции, которая вряд ли произойдет в сочетании с увеличением жесткости сосудов. Насколько нам известно, в настоящее время нет опубликованных РКИ по влиянию ЛТ с высокой нагрузкой, в которых измерялась бы как жесткость артерий, так и функция эндотелия. Это исследование будет продолжением предыдущих исследований путем сравнения влияния двух различных протоколов ЛТ (высокая нагрузка против низкой нагрузки) на жесткость артерий, измеряемую по PWV и индексу аугментации, и функцию эндотелия, измеряемую по %FMD, с контрольной группой без физических упражнений. группа.

Существует множество литературных источников, в которых предполагается, что морфологические изменения левого желудочка происходят в ответ на тренировку с отягощениями. В исследованиях «случай-контроль» сообщалось, что у элитных спортсменов, тренирующихся с отягощениями, наблюдается утолщение стенки левого желудочка. Увеличение толщины стенки левого желудочка называют концентрической гипертрофией, которая возникает в ответ на хроническое увеличение постнагрузки. Это происходит на фоне повышенной жесткости артерий, неконтролируемой гипертензии и аортального стеноза, которые могут привести к сердечной недостаточности (СН). Индуцированная RT концентрическая гипертрофия, по-видимому, является физиологической тренировочной адаптацией, аналогичной эксцентрической гипертрофии, которая возникает в ответ на аэробную тренировку, и, таким образом, не является вредной. Кроме того, текущие РКИ по влиянию ЛТ на морфологические изменения ЛЖ предполагают, что эта адаптация не всегда происходит или может происходить в ответ на определенные объемы тренировок, частоту, интенсивность и/или более длительную тренировку. Поскольку основным результатом этого исследования является артериальная жесткость, которая является предвестником концентрической гипертрофии ЛЖ, мы также измерим толщину стенки левого желудочка, чтобы увидеть, имеют ли место А) морфологические изменения в ЛЖ и Б) имеют ли место морфологические изменения ЛЖ. влияет тренировочная нагрузка.

Таким образом, оказывается, что умеренные тренировочные нагрузки улучшают чувствительность к инсулину у людей с ожирением. Это важно, потому что резистентность к инсулину является предшественником увеличения жесткости артерий. Тем не менее, влияние тренировок с более высокими нагрузками на чувствительность к инсулину в настоящее время отсутствует в литературе. Ранее предполагалось, что ЛТ с высокой нагрузкой может снижать растяжимость артерий и/или приводить к концентрической гипертрофии стенок левого желудочка. Однако современные данные свидетельствуют о том, что как умеренные, так и высокие тренировочные нагрузки улучшают функцию эндотелия, не оказывая негативного влияния на стенку левого желудочка. Поскольку эндотелиальная дисфункция является негативным последующим последствием увеличения жесткости артерий, маловероятно, что она улучшится в сочетании с увеличением жесткости. Таким образом, это исследование будет первым, в котором будут измерены все эти переменные, чтобы определить, влияет ли на них тренировочная нагрузка и каким образом.

Кишечный микробиом человека в последнее время вызывает интерес из-за его роли в риске метаболических заболеваний. Текущие данные сообщают о связи между кардиометаболическими заболеваниями и изменениями в кишечной микробиоте. Влияние физических упражнений на изменения кишечного микробиома также в настоящее время изучается. Данные на крысиных моделях в настоящее время свидетельствуют о том, что добровольные и контролируемые аэробные упражнения связаны с благоприятными изменениями в микробиоме кишечника. Однако в настоящее время отсутствуют исследования влияния физических упражнений на кишечный микробиом на людях. .

Целью данного исследования является изучение влияния и потенциальных различий между ЛТ с высокой и низкой нагрузкой на жесткость артерий. Основываясь на описанных выше пробелах в литературе, настоящее исследование будет служить продолжением РКИ предыдущих исследований и будет дополнительно изучать связь между RT, жесткостью артерий и чувствительностью к инсулину. С исследовательской точки зрения мы рассмотрим изменения, если таковые имеются, в микробиоме кишечника после тренировки с отягощениями по сравнению с контрольной группой. Предлагаемое исследование будет служить в качестве последующего РКИ для изучения различий между ЛТ с высокой и низкой нагрузкой по маркерам жесткости артерий и чувствительности к инсулину. Это исследование также послужит первым РКИ для изучения долгосрочных эффектов лучевой терапии на кишечный микробиом. В настоящее время недостаточно исследований, изучающих влияние ЛТ с высокой нагрузкой/малым числом повторений на кардиометаболические биомаркеры, при этом текущий объем литературы сосредоточен на влиянии умеренных и низких нагрузок и высоких повторений, а данные о влиянии ЛТ с высокой нагрузкой ограничены.