高齢者の短期漸進的筋力トレーニングによる筋力・筋力・筋弛緩力の改善
Summary
高齢者に対する短期抵抗トレーニングの効果は、いくつかの方法の同時使用によって調査された。対照群と比較して、筋好気性能力、耐糖能、筋力、筋肉の質（ すなわち、細胞シグナル伝達および筋繊維型組成に関与するタンパク質）を含む多くの改善が見られた。
Abstract
このプロトコルは、短期抵抗トレーニング（RET）を実施する高齢者の筋好気性能力、耐糖能、強さ、および力を検査するための広範な方法の同時使用を記載する。 RET参加者は、1週間に3回、8週間にわたって1時間、進行性抵抗性訓練を監督した（71±1歳、範囲65〜80）。訓練を受けていない対照群と比較して、RETは、強度、力、耐糖能、および筋有酸素能力のいくつかのパラメータを示すために使用された尺度の改善を示した。筋力トレーニングは、頑丈なフィットネス器具のみを備えたジムで行われた。膝伸筋強度の等速動力計は、RET群で増加した同心、偏心、および静的強度の測定を可能にした（8〜12％対前試験）。最初の0〜30msにおける力（力発達速度、RFD）もRET群（52％）の増加を示した。フリークによる耐糖能試験2時間後の血糖値（14％）および曲線下面積（21％）の点でRET群の改善のみを示した。血中脂質プロファイルも改善した（8％）。組織化学を用いて調製された筋肉生検試料から、IIa型線維の量が増加し、RET群におけるIIxの減少傾向は、繊維組成の点でより酸化的な変化への変化を反映した。ウェスタンブロット（筋肉タンパク質合成のシグナル伝達に関連するタンパク質含量を決定する）は、RET群のAktおよびmTORの両方で69％の上昇を示した;これはまた、RET群のみにおいて、OXPHOS複合体IIおよびクエン酸シンターゼ（〜30％）および複合体IV（90％）のミトコンドリアタンパク質の増加を示した。我々は、このタイプの漸進的抵抗トレーニングが、様々な改善（ 例えば、強さ、力、有酸素能力、耐糖能および血漿脂質プロフィール）を提供することを実証する。
Introduction
高齢化は、筋肉量（筋肉減少症）、筋力、および力の喪失と関連している。強度の低下、おそらくさらに重要なのは、動力の不動、怪我の危険性の増大、生活の質の低下です。耐性訓練は、筋肉減少症および筋肉機能の低下に対抗するよく知られた戦略である。筋力の大まかな見積もりは、達成された反復の負荷または数から得ることができる。しかし、本研究では、等速、同心、偏心収縮時のトルク情報と力発達の動態を把握するために、等速ダイナモメータを用いて筋肉機能に関するより詳細で正確な情報を得た。
高齢者では、全身レベル（VO 2max ）および骨格筋での好気性能力が低下する。加齢に伴う心拍数の低下は、VO 2max 1の減少の大きな部分を説明するが、主に減少した身体活動2に関連した酸化能力が寄与する。ミトコンドリア機能の障害は、筋肉減少症およびインスリン抵抗性の発症にも関与する可能性がある3 。筋肉好気性能力は、マトリックス（ すなわち、クエン酸シンターゼ）およびミトコンドリア内膜の両方に位置するミトコンドリア酵素およびタンパク質複合体の内容物の生化学的分析を通じて筋生検で評価された。さらに、筋組織形態（ すなわち、繊維の種類組成、繊維断面積および毛細血管密度）に対する耐性訓練の効果を測定するために、組織化学技術を用いた。筋好気性能力を評価する別の方法は、運動誘発枯渇後のクレアチンリン酸塩再合成の速度を磁気共鳴分光法を用いて測定することである4 。この方法は、 インビボ筋好気性容量の推定値を提供するミトコンドリア機能障害と循環障害を区別することはできません。さらに、設備のコストが高いため、この技術をほとんどの研究所で使用することが制限されています。有酸素能力（VO 2maxとミトコンドリア密度）は、若年者と高齢者の両方の持久運動によって改善することができる5,6 。しかし、これらのパラメータに対する耐性訓練の効果は、特に高齢者では調査されておらず、結果は7,8,9,10と相反する。
2型糖尿病は、高齢者集団における広範な疾患である。身体活動と肥満は、2型糖尿病の増加した発生率を説明する主要な生活習慣関連因子である。低強度の有酸素運動は、耐糖能が低下した被験者にしばしば推奨されます。しかし、それはuncです高齢者の筋力トレーニングが耐糖能/インスリン感受性にどのように影響するかを学ぶ11,12。インスリン感度を測定する最も正確な方法は、グルコースクランプ技術を使用することです。ここでは、上昇したインスリンの状態の間、グルコース注入によって血糖が一定に維持されます。この技術の欠点は、時間がかかり侵襲的（動脈カテーテル法）であり、特別な実験施設が必要であることである。この研究では、医療機関で一般的である経口糖負荷試験を用いた。この方法は、いくつかの被験者が限られた期間にわたって調査される場合に適している。
実験手順の試験およびタイムラインは、以下のように要約することができる。 8週間前後の試験には3つの別々の日を使用し、同じ配置とおおよその時間スケジュール（毎日24時間以上、強い>図1）。最初の試験日に、身長、体重、無脂肪体重（FFM）、上肢周長（仰臥位の膝蓋骨の15cm上）などの人体計測データを測定する。準最大サイクリング能力;ステップ4と5で説明したように、膝の筋力を測定します。2回目の試験日に大腿部から筋生検を行います。詳細については、手順6.1を参照してください。最後の試験日に経口耐糖能（OGTT）を試験する。詳細については、手順7.1を参照してください。すべての参加者に、24時間にわたり精力的な身体活動を避け、各試験日前に一晩中一晩中絶食させるように要請する。しかし、OGTT試験日の48時間前に激しい身体活動を避けるように頼んでください。毎日の身体活動や食事習慣に従うように頼んでください。介入前と介入後、グループで自己報告された食物摂取量と食物の種類は変わらなかったことに注意してください。
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図1：実験プロトコル。回路図。 3回の前試験と後試験の間のタイミングは、各被験者について同様であり、少なくとも24時間であった。詳細は本文中に記載されている。この図はFrank らから修正されました。 Scand。 J.Med。 Sci。スポーツ 。 2016：26,764-73。 28 この図の拡大版を見るには、ここをクリックしてください。
本研究では、高齢者の短期耐性訓練が筋肉酸化能および耐糖能に及ぼす影響を調査した。第2の目的は、筋力、筋肉の質的改善（ すなわち、細胞シグナル伝達および筋繊維型組成に関与するタンパク質）に対する効果を調べることであった。
Protocol
Representative Results
Discussion
この研究では、高齢被験者の筋肉機能/形態、好気性能力、耐糖能に対する短期進行性抵抗トレーニングの効果を調べるために、多くの技術が用いられてきた。主な所見は、対照群と比較して、筋好気性能力、耐糖能、筋力、筋肉質（ すなわち、細胞シグナル伝達および筋繊維組成に関与するタンパク質）において多くの改善が生じたことであった。たとえば、静的、偏心および同心?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者はAndréeNienkerk氏、Dennis Peyron氏、SebastianSkjöld氏にトレーニングセッションやいくつかのテストを監督してくれたことに感謝しています。参加している被験者に。 Tim Crosfieldに言語リビジョンのために;スウェーデンのスポーツ・ヘルス・サイエンス・スクールから経済的支援を受けています。
Materials
| Western blot | |||
| Pierce 660nm Protein Assay Kit | Thermo Scientific, Rockford, IL, USA | 22662 | |
| SuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate | Thermo Scientific | 34096 | |
| Halt Protease Inhibitor Cocktail (100X) | Thermo Scientific | 78429 | |
| Restore PLUS Western Blot Stripping Buffer | Thermo Scientific | 46430 | |
| Pierce Reversible Protein Stain Kit for PVDF Membranes | Thermo Scientific | 24585 | |
| 10 st – 4–20% Criterion TGX Gel, 18 well, 30 µl | Bio-Rad Laboratories, Richmond, CA, USA | 567-1094 | |
| Immun-Blot PVDF Membrane | Bio-Rad | 162-0177 | |
| Precision Plus Protein Dual Color Standards | Bio-Rad | 161-0374 | |
| 2x Laemmli Sample Buffer | Bio-Rad | 161-0737 | |
| 10x Tris/Glycine | Bio-Rad | 161-0771 | |
| 2-Mercaptoethanol | Bio-Rad | 161-0710 | |
| Tween 20 | Bio-Rad | P1379-250ML | |
| Band analysis with Quantity One version 4.6.3.software | Bio-Rad | ||
| 1% phosphatase inhibitor coctail | Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Antibodies | |||
| mTOR (1:1000) | Cell Signaling, Danvers, Massachusetts, USA | 2983 | |
| Akt (1:1000) | Cell Signaling, Danvers | 9272 | |
| Secondary anti-rabbit and anti-mouse HRP-linked (1:10000) | Cell Signaling, Danvers | ||
| Citrate synthase (CS) (1:1000) | Gene tex, San Antonio, California, USA | ||
| OXPHOS (1:1000) | Abcam, Cambridge, UK | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment – Analysis of muscle samples | |||
| Bullet Blender 1.5 for homogenizing | Next Advance, New York, USA | ||
| Plate reader | Tecan infinite F200 pro, Männedorf, Switzerland | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Histochemistry | |||
| Mayer hematoxylin | HistoLab, Västra Frölunda, Sweden | 1820 | |
| Oil Red o | Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA | 00625-25y | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | 793566-2.5 kg | |
| Cobalt Chloride | Sigma-Aldrich | 60818-50G | |
| Amylase | Sigma-Aldrich | A6255-25MG | |
| ATP | Sigma-Aldrich | A2383-5G | |
| Glycine | VWR-chemicals / VWR-international, Spånga, Sweden | 101196X | |
| Calcium Chloride | VWR-chemicals / VWR-international | 22328.262 | |
| Iso-pentane | VWR-chemicals / VWR-international | 24872.298 | |
| Etanol 96% | VWR-chemicals / VWR-international | 20905.296 | |
| NaOH | MERCK, Stockholm, Sweden | 1.06498.1000 | |
| Na acetate | MERCK | 1.06268.1000 | |
| KCl | MERCK | 1.04936.1000 | |
| Ammonium Sulphide | MERCK | U1507042828 | |
| Acetic acid 100% | MERCK | 1.00063.2511 | |
| Schiffs´ Reagent | MERCK | 1.09033.0500 | |
| Periodic acid | MERCK | 1.00524.0025 | |
| Chloroform | MERCK | 1.02445.1000 | |
| pH-meter LANGE | HACH LANGE GMBH, Dusseldorf, Germany | ||
| Light microscope | Olympus BH-2, Olympus, Tokyo, Japan | ||
| Cryostat Leica CM1950 | Leica Microsystems, Wetzlar, Germany | ||
| Leica software Leica Qwin V3 | Leica Microsystems | ||
| Gel Doc 2000 – Bio-Rad, camera setup | Bio-Rad Laboratories AB, Solna, Sweden | ||
| Software program Quantift One – 4.6 (version 4.6.3; Bio Rad) | Bio-Rad Laboratories AB, Solna, Sweden | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Oral glucos tolerance test, OGTT | |||
| Glukos APL 75 g | APL, Stockholm, Sweden | 323,188 | |
| Automated analyser Biosen 5140 | EKF Diagnostics, Barleben, Germany | ||
| Insulin and C-peptide in plasma kit ELISA | Mercodia AB, Uppsala Sweden | 10-1132-01, 10-1134-01 | |
| Plate reader | Tecan infinite F200 pro, Männedorf, Switzerland | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Further equipment | |||
| Measures of fat-free-mass | FFM-Tanita T5896, Tanita, Tokyo, Japan | ||
| Strength training equipment for all training exercises | Cybex International Inc., Medway, Massachusetts, USA | ||
| Cycle ergometer | Monark Ergometer 893E, Monark Exercises, Varberg, Sweden | ||
| Heart rate monitor RS800, Polar | Polar Electro OY, Kampele, Finland | ||
| Oxycin-Pro – automatic ergo-spirometric device | Erich Jaeger GmbH, Hoechberg, Germany | ||
| Isokinetic dynamometer, Isomed 2000, knee muscle strength | D&R Ferstl GmbH, Henau, Germany | ||
| CED 1401 data acquisition system and Signal software | Cambridge Electronic Design, Cambridge, UK | ||
| Software for muscle strength analysis, Spike 2, version 7 | Signal Hound, LA Center, WA, USA | ||
| Statistica software for statistical analyses | Statistica, Stat soft. inc, Tulsa, Oklahoma, USA | ||
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Muscle biopsy equipment | |||
| Weil Blakesley conchotome | Wisex, Mölndal, Sweden | ||
| Local anesthesia | Carbocain, 20 mL, 20 mg/mL; Astra Zeneca, Södertälje, Sweden | 169,367 | |
| Surgical Blade | Feather Safety Razor CO, LTD, Osaka, Japan | 11048030 |
Riferimenti
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