1 Departamentul de studii umane, Universitatea din Alabama la Birmingham, Birmingham, Alabama 35294-1250

1 Departamentul de studii umane, Universitatea din Alabama la Birmingham, Birmingham, Alabama 35294-1250

1 Departamentul de studii umane, Universitatea din Alabama la Birmingham, Birmingham, Alabama 35294-1250

1 Departamentul de studii umane, Universitatea din Alabama la Birmingham, Birmingham, Alabama 35294-1250

1 Departamentul de studii umane, Universitatea din Alabama la Birmingham, Birmingham, Alabama 35294-1250

Abstract

s-a dovedit că cheltuielile de energie de repaus (REE) s-au redus la adulții în vârstă, cel puțin parțial ca urmare a reducerilor legate de vârstă ale masei lipsite de grăsimi (FFM) (12, 13, 24,25, 29, 38, 44 ). Antrenamentul de rezistență a demonstrat anterior că crește atât FFM, cât și REE la adulții mai în vârstă (5, 32, 42). În plus, ratele de oxidare a grăsimilor pot fi crescute după antrenamentul de rezistență. S-a constatat că raportul de schimb respirator (RER) a fost redus la bărbații tineri la 15 ore după un antrenament de rezistență, sugerând o creștere a oxidării lipidelor (14, 28). Mai mult, am observat anterior, la un grup de femei în vârstă (60-77 de ani), o creștere aproape dublă a oxidării lipidelor după un program de antrenament de rezistență de 16 săptămâni (42). Măsurile metabolice post-antrenament au fost evaluate de la 22 la 44 de ore (măsurate într-un calorimetru de cameră) după ultima luptă de efort. Prin urmare, este probabil ca RER scăzut să nu se datoreze efectelor acute ale ultimei sesiuni de exerciții. Deoarece atât echilibrul energetic, cât și echilibrul macronutrienților sunt factori importanți pentru controlul greutății corporale și al compoziției corpului, este necesar un studiu suplimentar al efectelor antrenamentului de rezistență asupra metabolismului la adulții vârstnici.

Există controverse cu privire la efectele pe care formarea le are asupra cheltuielilor totale de energie (TEE) ale adulților în vârstă. Withers și colab. (47) au comparat recent REE, TEE și cheltuielile energetice legate de activitate (AEE) ale femeilor cu activitate cronică și inactivitate cronică, în vârstă de 49-70 de ani. Ei au raportat că femeile în vârstă cu activitate cronică au crescut REE, TEE și AEE. Mai mult, au găsit un AEE aproape identic, ajustat pentru cheltuielile de energie estimate pentru sesiunile de instruire planificate. Cu toate acestea, Goran și Poehlman (17) au raportat anterior un REE crescut, dar nu un TEE crescut, după un program de antrenament aerob de 8 săptămâni de înaltă intensitate la bărbați și femei în vârstă de 58 până la 78 de ani. Acest lucru sugerează că o scădere compensatorie a AEE poate exista în consecință la antrenamentul aerob de intensitate mare la adulții în vârstă. Din câte știm, nimeni nu a examinat efectele pe care le are antrenamentul de rezistență asupra TEE și AEE la adulții în vârstă. Prin urmare, scopul acestui studiu a fost de a examina efectele antrenamentului de rezistență de 26 săptămâni asupra REE, TEE, AEE și RER la un grup de adulți mai în vârstă.

Subiecte

Opt femei și șapte bărbați, în vârstă de 61–77 de ani, au participat la un program de antrenament de rezistență de 26 săptămâni. Toți subiecții au fost sănătoși, caucazieni și cu greutate corporală normală (indicele de masă corporală mediu de 24,8 ± 3,9 kg/m 2) și au fost lipsiți de orice tulburări metabolice sau medicamente care ar putea afecta consumul de energie. Toți subiecții au fost nefumători și au fost grei stabili (definiți ca fiind în termen de 1% greutate corporală în ultimele 4 săptămâni). Niciunul dintre subiecți nu a mai participat vreodată la antrenamentele de rezistență și toți subiecții, cu excepția unuia, au fost sedentari (definiți ca exercitând mai puțin de o dată pe săptămână în ultimul an). Un subiect de sex masculin era alergător și alerga între 6 și 7 mile pe săptămână în 3-4 sesiuni de exerciții. A continuat să alerge la același nivel pe tot parcursul studiului. Toate femeile erau în postmenopauză. Consimțământul în cunoștință de cauză aprobat de consiliul de examinare instituțional a fost obținut înainte de participarea la studiu, în conformitate cu reglementările Departamentului Sănătății și Serviciilor Umane pentru protecția subiecților de cercetare umană. Subiecții au fost evaluați înainte și după 26 săptămâni de antrenament de rezistență.

Testarea rezistenței

Repetare maximă.

Pentru primele trei sesiuni de exerciții, subiecții s-au antrenat cu o rezistență care le-a permis să se familiarizeze atât cu echipamentul, cât și cu exercițiile. În cea de-a treia sesiune, subiecții au efectuat un test cu o singură repetiție (1 RM) pe apăsarea picioarelor, extensia picioarelor, înfășurarea picioarelor, apăsarea pieptului, flexia cotului și apăsarea așezată folosind metodele descrise anterior (19, 22,41). Testarea 1-RM a fost repetată în timpul ultimei sesiuni de exerciții programate. Au fost rezumate rezultatele 1-RM ale celor trei exerciții superioare și trei inferioare ale corpului. În funcție de tipul de test 1-RM, fiabilitatea test-retest în laboratorul nostru pentru testarea 1-RM variază de la 0,95 la 0,99 pentru coeficienții de corelație intraclasă cu erori standard de măsurători variind de la 1,5 la 4,0 kg pentru probele care au abateri standard care variază de la 9 la 22 kg (19,22, 41).

Teste de rezistență izometrică.

Antrenament de rezistenta.

Antrenamentul de rezistență a avut loc la un centru de fitness local, unde subiecții s-au exercitat timp de 26 săptămâni, de 3 ori pe săptămână timp de ∼45 min pe sesiune. Fiecare sesiune a fost supravegheată de fiziologii de exerciții, iar rata medie de aderență a subiecților a fost> 90%. Fiecare sesiune de exerciții a început cu o încălzire de 5 minute, fie pe un ergometru de bicicletă, fie pe o bandă de alergat la o intensitate redusă, urmată de 10 întinderi statice. Exercițiile de rezistență au fost flexia cotului, extensia cotului, derularea laterală, rândul așezat, presarea pieptului, extensia piciorului, curlul piciorului, presă așezată, extensiile spatelui și așezările picioarelor îndoite (15-25 repetări). În plus, patru dintre femei și patru dintre bărbați au făcut genuflexiuni, iar patru dintre femei și trei dintre bărbați au efectuat apăsări pe picioare. Subiecții au fost instruiți să completeze două seturi de 10 repetări în toate exercițiile, cu o pauză de 2 minute între fiecare set. Cele trei sesiuni inițiale de pregătire urmau să permită subiecților să se familiarizeze cu echipamentul și exercițiile; ulterior subiecții instruiți la o intensitate cuprinsă între 65-80% de 1 RM. Progresia a fost încorporată în program cu evaluări zilnice ale jurnalului de antrenament și teste de 1 RM la fiecare 3 săptămâni.

Costul estimat al energiei pentru antrenamentul de rezistență.

Măsurarea repetată între zile consecutive pentru densitatea corpului derivată din BOD POD la opt femei sănătoase are o corelație intraclasă de r = 0,98 și o eroare standard de măsurare 0,0036 g/cm 3 în laboratorul nostru. În plus, am demonstrat anterior un bun acord între BOD POD și densitatea hidrostatică determinată în greutate (r = 0,97 și eroare standard de măsurare = 0,005 g/cm 3) (10).

Apa totală din corp.

Apa corporală totală a fost determinată prin tehnici de diluare a izotopilor utilizând atât apă deuteriu, cât și apă oxigenată cu 18, așa cum s-a descris anterior (15). Pe scurt, o doză mixtă de apă dublu marcată a fost administrată pe cale orală după colectarea unei probe inițiale de urină (10 ml). Doza de încărcare a izotopilor a fost de ± 0.1 și 0.08 g oxigen-18 și, respectiv, deuteriu, pe kg de masă corporală. Două probe au fost colectate dimineața după administrare și alte două probe au fost colectate dimineața, 14 zile mai târziu. Toate probele au fost analizate în triplicat pentru deuteriu și oxigen-18 utilizând metoda off-line de reducere a zincului (23) și tehnica de echilibrare (7), respectiv, după cum s-a descris anterior (18). Îmbogățirile în timp zero de deuteriu și oxigen-18 au fost calculate din interceptările graficului semilogaritmic de îmbogățire a izotopilor în urină vs. timpul după administrare. Spațiile de diluție a izotopilor au fost calculate utilizând ecuația lui Coward și colab. (8). Apa totală din corp a fost luată ca medie a spațiului de diluare oxigen-18 împărțit la 1,01 și spațiul de diluare deuteriu împărțit la 1,04. Analiza test-retest a probelor de la opt adulți mai în vârstă are o corelație intraclasă de 0,97 și o eroare standard de predicție de 1,38 litri.

Conținutul mineral osos a fost determinat de DXA (DPX-L, Lunar Radiation, Madison, WI). Scanările au fost analizate folosind software-ul pentru adulți (versiunea 1.33). Conținutul mineral osos a fost utilizat în calculul procentului de grăsime corporală utilizând modelul cu patru compartimente (2).

TEE a fost măsurată înainte și în timpul ultimelor 2 săptămâni de antrenament de rezistență utilizând tehnica de apă dublu etichetată așa cum s-a descris anterior (15). Au fost recoltate patru probe de urină temporizate după administrarea orală a apei dublu etichetate: două probe de urină au fost prelevate dimineața după administrare și alte două probe de urină au fost prelevate 14 zile mai târziu cu o doză de încărcare de 1 g de premix (10% H2 18 O și 8% 2 H2O) pe kilogram de greutate corporală. Spațiile de diluare izotopice (în litri) au fost calculate din îmbogățirile H2 18 O și 2 H2O din corp prin extrapolarea îmbogățirilor log înapoi la zero (8) prin utilizarea următoarei ecuații (36)

REE a fost măsurat între orele 5:00 și 8:00 după un post de 12 ore. Subiecților nu li s-a permis să doarmă, iar măsurătorile au fost făcute într-o cameră liniștită, ușor luminată, bine ventilată. Temperatura a fost menținută între 22 și 24 ° C. Măsurătorile au fost făcute cu subiectul în decubit dorsal pe un pat confortabil, cu capul închis într-un baldachin din plexiglas. REE post-antrenament a fost măsurat în medie 96 ore după ultima sesiune de exerciții de rezistență. După 15 minute de odihnă, REE a fost măsurată timp de 30 de minute cu un sistem computerizat, cu circuit deschis, cu calorimetrie indirectă, cu un baldachin ventilat (Delta Trac II, Sensor Medics, Yorba Linda, CA). Ultimele 20 de minute de măsurare au fost utilizate pentru analiză. V˙ o 2 și producția de CO2 (V˙ co 2) au fost măsurate continuu, iar valorile au fost calculate la intervale de 1 min. Cheltuielile cu energia și RER au fost calculate din datele V˙ o 2 și V˙ co 2.

Măsurarea submaximalului V˙ o 2 pe parcursul a trei sarcini standardizate.

AEE și activitate fizică de viață liberă.

AEE a fost estimată prin scăderea REE din TEE după reducerea TEE cu 10% pentru a ține cont de răspunsul termic la mese.

Activitatea fizică de viață liberă (min/zi) a fost derivată din AEE (kJ/zi) utilizând indicele echivalent al timpului legat de activitate (ARTE) (45). Indicele este determinat prin împărțirea AEE la AEC a subiectului. Pentru acest studiu, AEE a fost ajustat pentru AEC de a efectua trei sarcini standardizate: urcarea scărilor, mersul în timp ce transporta o sarcină mică și mersul fără notă. Prin urmare, indicele ARTE (min/zi) = [AEE (kJ/zi)/AEC (kJ/min)], unde AEC este AEC a trei sarcini de exercițiu peste REE. Indicele ARTE reflectă timpul pe care subiectul l-a petrecut în activități fizice de viață liberă similar cu sarcinile efectuate în laborator.

Statistici

Scopul acestei investigații a fost de a evalua efectele antrenamentului de rezistență asupra metabolismului energetic la adulții în vârstă. Măsuri repetate bidirecționale ANOVA (antrenament × sex), cu măsuri repetate pentru factorul de antrenament, nu au arătat nicio interacțiune semnificativă pentru niciuna dintre compozițiile corpului (P interval = 0,20-0,77) sau cheltuială energeticăP interval = 0,43-0,60) variabile. Prin urmare, raportăm asociat t-analize de testare numai asupra factorului de antrenament din această lucrare. Asociat t-testele au fost folosite pentru a evalua diferențele pre-post-antrenament cu α stabilit la 0,05.

Subiecții nu au modificat semnificativ greutatea corporală în timpul celor 26 de săptămâni de antrenament. Cu toate acestea, procentul de grăsime corporală a scăzut semnificativ cu 3,4%, masa grasă a scăzut semnificativ cu 3,1 kg, iar FFM a crescut semnificativ cu 2 kg. Rezistența a crescut, de asemenea, în mod semnificativ, în medie, 14,9 kg în trei exerciții pentru corpul superior și 49,0 kg în trei exerciții pentru corpul inferior. (A se vedea tabelul 1.) Datele individuale pentru datele de apă dublu etichetate și componentele cheltuielilor de energie sunt furnizate în tabelul 2.

Tabelul 1. Compoziția corpului și modificările de forță la 15 adulți în vârstă după 26 săptămâni de antrenament de rezistență

VariablePretrainingPosttrainingP Vârstă, an66,8 ± 3,7 Greutate corporală, kg70,4 ± 8,769,8 ± 8,30,12Procent de grăsime28,8 ± 12,125,4 ± 12,1

Tabelul 2. Date individuale pentru variabilele de apă dublu etichetate și cheltuielile de energie

DH și DO, ora 0 spații de diluare de deuteriu și respectiv oxigen-18; r H2O, cifra de afaceri totală H2O a corpului; r CO2, rata producției de CO2.

Rezultatele cheltuielilor cu energia sunt prezentate în Tabelul 3. REE și TEE au crescut semnificativ după 26 săptămâni de antrenament de rezistență. Mai mult, RER de repaus a scăzut semnificativ (Tabelul 3). Raportul dintre REE și FFM a fost, de asemenea, semnificativ crescut după antrenament (Tabelul 3), indicând faptul că REE a crescut relativ mai mult decât FFM.

Tabelul 3. Modificarea cheltuielilor cu energia la adulții în vârstă după 26 săptămâni de antrenament de rezistență

Valorile sunt medii ± SD. REE, cheltuieli energetice de repaus; FFM, masă fără grăsimi; RER, raport de schimb respirator; TEE, cheltuieli totale de energie pe 14 zile; AEE, cheltuieli energetice legate de activitate; exercițiu V˙ o 2, absorbție medie de O2 în timpul celor 3 sarcini de exerciții standardizate; AEC, cheltuieli medii de energie peste repaus pentru cele 3 sarcini de exerciții standardizate; ARTE, echivalent de timp legat de activitate. Valorile ajustate pentru TEE, AEE și ARTE au fost derivate prin reducerea măsurii adecvate a cheltuielilor de energie cu cheltuielile medii zilnice de energie ale exercițiului de rezistență.

Deși diferența medie în AEE a fost> 500 kJ, schimbarea a abordat doar semnificația (P = 0,06). Nu s-au găsit diferențe semnificative în ceea ce privește greutatea corporală medie, V adjusted o 2 ajustat sau AEC. Cu toate acestea, ARTE a crescut semnificativ cu 37 de minute pe zi după cele 26 săptămâni de antrenament de rezistență. Cheltuielile de energie estimate pentru antrenamentul de rezistență au fost în medie de 615 ± 157 kJ/sesiune de exerciții în ultimele 2 săptămâni de antrenament. Deoarece subiecții s-au antrenat de cinci ori pe parcursul celor 14 zile în care TEE a fost evaluat la sfârșitul programului de antrenament (o zi de antrenament a fost permisă în ultimele 2 săptămâni pentru a permite 96 de ore de spălare pentru orice efect rezidual acut asupra factorilor metabolici), medie zilnică cheltuielile de energie pentru antrenamentul de rezistență au fost de 215 ± 55 kJ/zi. TEE, cu costul mediu zilnic de energie al antrenamentului de rezistență scăzut, a rămas semnificativ crescut după antrenament (+747 kJ/zi). Deși nu diferă semnificativ de valorile căutării, AEE ajustat după antrenament (+503 kJ/zi) și ARTE (+23 min/zi) au avut tendința de a fi mai mari decât valorile căutării.

Din câte știm, acesta este primul studiu care arată că antrenamentul de rezistență la adulții în vârstă este asociat cu creșterea TEE. Această creștere a fost mare (963 kJ/zi) și a rămas încă după ce TEE a fost ajustat pentru costul estimat al energiei pentru antrenamentul de rezistență. Creșterea TEE a fost asociată cu creșteri atât ale REE, cât și ale activității fizice (Fig. 1). Această creștere TEE este potențial relevantă pentru abordarea problemei reducerii cheltuielilor de energie la adulții în vârstă.

totale

FIG. 1.Rezumatul componentelor cheltuielilor totale de energie de viață liberă înainte și în timpul ultimelor 2 săptămâni ale unui program de antrenament de rezistență de 26 săptămâni. Subiecții erau bărbați și femei în vârstă de 61 până la 77 de ani. EE, cheltuieli de energie. * Posttrenarea este semnificativ diferită de preinstruire, P

În concordanță cu alte studii, REE a crescut după programul de formare a rezistenței (28, 32, 42). Majoritatea creșterii constatate în acest studiu a rezultat probabil din creșterea FFM. În concordanță cu această ipoteză, Taaffe și colab. (39) nu au raportat nicio creștere a ratei metabolice bazale după 15 săptămâni de antrenament de rezistență la un grup de femei cu vârste cuprinse între 65 și 79 de ani care nu au crescut FFM. Cu toate acestea, diferențele REE din studiul nostru au persistat chiar și după ajustarea pentru modificările FFM, sugerând că și alți factori pot contribui la creșterea REE. Deși nu au fost măsurate în acest studiu, volumul de proteine ​​(37) și activitatea sistemului nervos simpatic s-au dovedit a fi legate de modificările REE (31, 32, 40). S-a demonstrat că antrenamentul de rezistență crește acut activitatea nervului simpatic muscular (6) și crește ratele de sinteză și descompunere a proteinelor musculare până la 48 de ore după exercițiu (30). Nu se cunoaște dacă aceste efecte persistă la 96 de ore.

În concordanță cu modificările RER constatate la antrenamentul din acest studiu, am constatat anterior RER scăzut și rate crescute de oxidare a grăsimilor după un program de antrenament de rezistență de 16 săptămâni la femeile în vârstă. Melby și colab. (28) au raportat o scădere a RER de odihnă cu 15 ore după o singură sesiune de antrenament de rezistență la bărbați tineri. RER a fost măsurată la 96 de ore după ultima sesiune de exerciții de antrenament de rezistență din prezentul studiu și la ~ 44 de ore după ultima sesiune de exerciții din studiul nostru anterior cu femei în vârstă. Prin urmare, este puțin probabil ca scăderea RER constatată în studiile noastre să se datoreze unor efecte acute ale exercițiului. Broeder și colab. (4) și Pratley și colab. (32) nu a găsit nicio modificare în RER după antrenamentul de rezistență. Cu toate acestea, studiul Broeder a folosit bărbați tineri și, de asemenea, nu a găsit nicio creștere semnificativă a REE. Subiecții Pratley și colegii de muncă erau bărbați mai în vârstă și s-a observat o creștere a REE. Câteva studii transversale (21, 34,40) au raportat rate mai ridicate de oxidare a lipidelor la subiecții instruiți pentru rezistență.