تجربة معشاة ذات شواهد لدراسة الآثار الحادة لتمارين القوة على حساسية الأنسولين لدى البالغين الذين يعانون من السمنة المفرطة
Summary
تصف هذه الدراسة بروتوكول تجربة معشاة ذات شواهد تهدف إلى تقييم الآثار الحادة لحجم تمارين القوة على حساسية الأنسولين لدى الأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة.
Abstract
جلسة حادة من تمارين القوة (SE) تخفف من حساسية الأنسولين (IS) لعدة ساعات. ومع ذلك ، فإن تأثيرات حجم SE (أي عدد المجموعات) لم تتم دراستها بدقة. على الرغم من أنه من البديهي أن بعض SE أفضل من لا شيء ، وأكثر من البعض لتحسين IS ، إلا أن الجلسات ذات الحجم الكبير قد تكون صعبة على السكان المرضى لإكمالها ، وخاصة البالغين الذين يعانون من السمنة المفرطة ، والذين قد يكون المشي السريع أمرا صعبا بالنسبة لهم. يفصل هذا البروتوكول تجربة سريرية عشوائية لتقييم الآثار الحادة ل SE على IS لدى البالغين الذين يعانون من السمنة المفرطة. معايير الإدراج هي مؤشر كتلة الجسم >30 كجم / م2 ، والسمنة المركزية (محيط الخصر >88 سم و >102 سم للنساء والرجال ، على التوالي) ، والعمر >40 سنة. سيتم تعريف المشاركين ب SE (7 تمارين تستهدف مجموعات العضلات الرئيسية) ثم سيؤدون ثلاث جلسات بترتيب عشوائي: الجلسة 1 – جلسة كبيرة الحجم (3 مجموعات / تمرين) ؛ الجلسة 1 – جلسة كبيرة الحجم (3 مجموعات / تمرين) ؛ الجلسة 1 – جلسة عالية الحجم (3 مجموعات / تمرين) ؛ الجلسة 1 – جلسة عالية الحجم (3 مجموعات / تمرين) ؛ الجلسة 1 – جلسة عالية الحجم (3 مجموعات / تمرين) ؛ الجلسة 1 – جلسة كبيرة الحجم (3 مجموعات / تمرين) ؛ الجلسة 1 – جلسة كبيرة الحجم (3 مجموعات / تمرين) ؛ الجلسة 1 – جلسة عالية الحجم (3 الجلسة 2 – جلسة منخفضة الحجم (1 مجموعة / تمرين) ؛ الجلسة 3 – جلسة التحكم (بدون تمرين). سيتم التحكم في النظام الغذائي في اليوم السابق وفي يوم الجلسات. سيتم الانتهاء من الجلسات في الليل ، وسيتم إجراء اختبار تحمل الجلوكوز عن طريق الفم في صباح اليوم التالي ، والذي سيتم اشتقاق العديد من مؤشرات IS ، مثل المنطقة الواقعة تحت منحنى (AUC) للجلوكوز والأنسولين ، ومؤشر ماتسودا ، ومؤشر Cederholm ، ومؤشر IS للعضلات ، ومؤشر Gott. استنادا إلى الدراسات التجريبية ، نتوقع تحسنا ~ 15٪ في IS (الأنسولين AUC ، ومؤشرات Matsuda و Cederholm) بعد الجلسة ذات الحجم الكبير ، و ~ 8٪ تحسنا بعد الجلسة ذات الحجم المنخفض مقارنة بجلسة التحكم. ستفيد هذه الدراسة الأفراد الذين يجدون جلسات SE ذات الحجم الكبير صعبة ولكنهم ما زالوا يهدفون إلى تحسين IS من خلال استثمار 1/3 من وقتهم وجهدهم.
Introduction
على الرغم من أن الآثار المزمنة لتدريب القوة على حساسية الأنسولين قد أظهرت مرارا وتكرارا1،2،3 ، حتى جلسة حادة من تمارين القوة يمكن أن تحسن عمل الأنسولين لمدة تصل إلى 48 ساعة4. وقد ثبت هذا التأثير فيالأصحاء 5،6،7،8 ، والسمنة 9 ، وكبار السن10 ، والأفراد المقاومين للأنسولين4 ، ومرضى السكري من النوع 211. لم يبلغ آخرون عن آثار إيجابية12،13،14،15،16،17 ، ومن غير الواضح سبب حدوث هذه الاختلافات.
في مراجعة سردية حديثة18 ، اقترح أن حجم تمرين القوة (عدد المجموعات لكل تمرين) ضروري لتحسين حساسية الأنسولين. على سبيل المثال ، أظهرت مراجعة منهجية حديثة وتحليل تلوي أن الجلسات المكونة من 21 مجموعة أو أكثر أدت إلى تحسن أكبر في عمل الأنسولين مقارنة بالجلسات التي تحتوي على أقل من 21 مجموعة19. ومع ذلك ، فإن أدلة محدودة فقط من الأدبيات تدعم هذه الفكرة بشكل مباشر. على سبيل المثال ، أدى حجم التمارين ذات القوة العالية (30 مجموعة) إلى تحسين استقلاب الجلوكوز أكثر من الحجم المنخفض (10 مجموعات)20. ولكن تجدر الإشارة إلى أن هذه الدراسة نفذت تمارين القوة على غرار الدائرة ، مما يحد من المقارنة مع تمارين القوة التقليدية. في دراسة أخرى ، لوحظت حساسية أفضل للأنسولين بعد بروتوكول تمرين القوة المكون من 32 مجموعة مقارنة ببروتوكول21 المكون من 8 مجموعات. ومع ذلك ، لم يتم الإبلاغ عن درجة الجهد بعد المجموعات ، ويفترض أنها كانت أكبر بعد بروتوكول الحجم الكبير. هذا مهم لأن درجة الجهد (أو القرب من الفشل العضلي متحد المركز ، الذي يتميز بعدم القدرة على مواصلة المجموعة بسبب الفشل في الحركة متحدة المركز لتكرار معين) قد اعتبرت أيضا متغيرا مهما لتحسين استقلاب الأنسولين والجلوكوز18. وبالتالي ، فإن الدراسات المحدودة المتاحة حول هذا الموضوع ، إلى جانب قيودها المنهجية ، تمنع المزيد من الاستدلالات فيما يتعلق بتأثيرات حجم تمرين القوة على حساسية الأنسولين.
نقطة أخرى مثيرة للاهتمام عند مناقشة حجم تمارين القوة هي أنها مرتبطة بطبيعتها بالالتزام بالوقت. انخفاض حجم التمرين ، حسب التصميم ، يعني قضاء وقت أقل في صالة الألعاب الرياضية. من بين أسباب عدم الالتزام ببرنامج التمرين ، يأتي ضيق الوقت على رأس القائمة22. وبالتالي ، فإن جلسة تمرين القوة منخفضة الحجم التي تحسن حساسية الأنسولين بشكل فعال تعني التزاما أقلبالوقت 23 وقد تؤدي إلى التزام أعلى على المدى الطويل. علاوة على ذلك ، ترتبط المشاعر الذاتية ، مثل الكفاءة الذاتية (الإدراك الذاتي للقدرة على إنجاز شيء ما) وأحاسيس المتعة والمرح (المتعة) ، أيضا بالالتزام بالتمرين24،25،26. من المعقول التكهن بأن الناس قد يشعرون بمزيد من الثقة ويستمتعون بتجربة التمرين أكثر عندما يؤدون جلسة تمرين قوة منخفضة الحجم تترجم إلى تحسن في الصحة.
لمعالجة الثغرات في الأدبيات الملخصة أعلاه ، وصفنا بروتوكولا لتجربة سريرية عشوائية ومضبوطة ومتقاطعة بهدف أساسي هو تقييم آثار حجم تمارين القوة على حساسية الأنسولين لدى الأفراد الذين يعانون من السمنة المفرطة. كهدف ثانوي ، نقوم بتقييم آثار حجم تمرين القوة على المشاعر الذاتية (الكفاءة الذاتية والمودة والمتعة).
يصف البروتوكول هنا تجربة سريرية عشوائية ، خاضعة للرقابة ، 3 اتجاهات ، متقاطعة. يشمل التسلسل الزمني للبروتوكول ما يلي: تقييم ما قبل المشاركة للتاريخ الصحي والمقاييس البشرية (كتلة الجسم والطول ومحيط الخصر وتكوين الجسم) ؛ موعد مع أخصائي التغذية المعتمد للفريق ؛ فترة التعرف على تمارين القوة واستبيانات المشاعر الذاتية ؛ تقييم القوة في كل تمرين ؛ التوزيع العشوائي لترتيب الجلسات ؛ أداء 3 جلسات (مفصولة ب 7-28 يوما) ، تليها مباشرة الإجابة على استبيانات المشاعر الذاتية ؛ اختبار تحمل الجلوكوز عن طريق الفم (OGTT) في صباح اليوم التالي ؛ وتحليل البيانات. يوضح الشكل 1 تصميم البروتوكول.
الشكل 1: تصميم الدراسة. يتبع هنا مخطط انسيابي لمنهجية التجربة. 1: السمنة (مؤشر كتلة الجسم [BMI] >30 كجم / م2 ؛ محيط الخصر >102/88 سم) ؛ 2: التقييمات الأنثروبومترية والتعريف؛ تعيين عشوائي إلى 3: جلسة تمرين قوة كبيرة الحجم (21 مجموعة) ، 4: جلسة تمرين قوة منخفضة الحجم (7 مجموعات) ، أو 5: يوم تحكم ؛ 6: وجبة قياسية بعد الجلسات ؛ 7: النوم والصيام بين عشية وضحاها. 8: اختبار تحمل الجلوكوز عن طريق الفم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Protocol
Representative Results
Discussion
فصلت هذه الورقة خطوات تجربة معشاة ذات شواهد تهدف إلى تقييم آثار حجم تمارين القوة على حساسية الأنسولين لدى البالغين الذين يعانون من السمنة المفرطة. التجارب المعشاة ذات الشواهد هي أفضل بروتوكولات البحث لتحديد سبب ونتيجة العلاج بطريقة غير متحيزة49,50. على وجه ا…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذه الدراسة مدعومة من قبل المجلس الوطني للتنمية العلمية والتكنولوجية (CNPQ: Grant # 407975 / 2018-7 و # 402091 / 2021-3) ووكالة ولاية ميناس جيرايس للبحث والتطوير (FAPEMIG: Grant # APQ-00008-22). لم يلعب الممولون أي دور في تصميم هذه الدراسة ، ولا يلعبون أي أدوار في إجراء الدراسة أو تفسير البيانات أو الإبلاغ عن النتائج. تستند هذه الدراسة إلى الجامعة الفيدرالية في وديان جيكيتينهونها وموكوري (Diamantina-MG ، البرازيل) التي توفر المعدات والمساحة (DXA ، غرفة تدريب القوة ، معدات تدريب القوة ، إلخ) اللازمة لإجراء البحث.
Materials
| dual-energy X-ray absorptiometry | GE | DXA, Lunar, iDXA Advanced | for assessing body composition |
| G*Power program | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Germany | version 3.1.9.6 | for calculating sample size |
References
- Ismail, A. D., et al. The effect of short-duration resistance training on insulin sensitivity and muscle adaptations in overweight men. Experimental physiology. 104 (4), 540-545 (2019).
- Jiahao, L., Jiajin, L., Yifan, L. Effects of resistance training on insulin sensitivity in the elderly: A meta-analysis of randomized controlled trials. Journal of Exercise Science and Fitness. 19 (4), 241-251 (2021).
- Liu, Y., et al. Resistance exercise intensity is correlated with attenuation of HbA1c and insulin in patients with type 2 diabetes: A systematic review and meta-analysis. International Journal of Environmental Research and Public Health. 16 (1), (2019).
- van Dijk, J. W., et al. Both resistance- and endurance-type exercise reduce the prevalence of hyperglycaemia in individuals with impaired glucose tolerance and in insulin-treated and non-insulin-treated type 2 diabetic patients. Diabetologia. 55 (5), 1273-1282 (2012).
- Koopman, R., et al. A single session of resistance exercise enhances insulin sensitivity for at least 24 in healthy men. European Journal of Applied Physiology. 94 (1-2), 180-187 (2005).
- Andersen, E., Høstmark, A. T. Effect of a Single Bout of Resistance Exercise on Postprandial Glucose and Insulin Response the Next Day in Healthy, Strength-Trained Men. The Journal of Strength and Conditioning Research. 21 (2), 487 (2007).
- Tong, T. K., Kong, Z., Shi, X., Shi, Q. Comparable Effects of Brief Resistance Exercise and Isotime Sprint Interval Exercise on Glucose Homeostasis in Men. Journal of Diabetes Research. 2017, (2017).
- Monroe, J. C., Naugle, K. M., Naugle, K. E. Effect of Acute Bouts of Volume-Matched High-Intensity Resistance Training Protocols on Blood Glucose Levels. Journal of Strength and Conditioning Research. 34 (2), 445-450 (2020).
- Bittel, A. J., et al. A Single Bout of Premeal Resistance Exercise Improves Postprandial Glucose Metabolism in Obese Men with Prediabetes. Medicine and science in sports and exercise. 53 (4), (2021).
- Fluckey, J. D., et al. Effects of resistance exercise on glucose tolerance in normal and glucose-intolerant subjects. Journal of Applied Physiology. 77 (3), 1087-1092 (1994).
- Fenicchia, L. M., et al. Influence of resistance exercise training on glucose control in women with type 2 diabetes. Metabolism: Clinical and Experimental. 53 (3), 284-289 (2004).
- Gordon, B. A., Fraser, S. F., Bird, S. R., Benson, A. C. Insulin sensitivity not modulated 24 to 78h after acute resistance exercise in type 2 diabetes patients. Diabetes, Obesity and Metabolism. 15 (5), 478-480 (2013).
- Gordon, B. A., Fraser, S. F., Bird, S. R., Benson, A. C. Insulin sensitivity in response to a single resistance exercise session in apparently healthy individuals. Journal of Endocrinological Investigation. 35 (7), 665-669 (2012).
- Malin, S. K., Hinnerichs, K. R., Echtenkamp, B. G., Evetovich, T. K., Engebretsen, B. J. Effect of adiposity on insulin action after acute and chronic resistance exercise in non-diabetic women. European Journal of Applied Physiology. 113 (12), 2933-2941 (2013).
- Moreno-Cabañas, A., et al. One Bout of Resistance Training Does Not Enhance Metformin Actions in Prediabetic and Diabetic Individuals. Medicine and Science in Sports and Exercise. 54 (7), (2022).
- Luebbers, P. E., et al. Glucose Uptake After Resistance Training of Different Intensities but of Equal Work Volume. Journal of Strength and Conditioning Research. 22 (4), 1094-1100 (2008).
- Chapman, J., Garvin, A. W., Ward, A., Cartee, G. D. Unaltered insulin sensitivity after resistance exercise bout by postmenopausal women. Medicine & Science in Sports & Exercise. 34 (6), 936-941 (2002).
- Brown, E. C., Franklin, B. A., Regensteiner, J. G., Stewart, K. J. Effects of single bout resistance exercise on glucose levels, insulin action, and cardiovascular risk in type 2 diabetes: A narrative review. Journal of Diabetes and its Complications. 34 (8), (2020).
- Ishiguro, H., et al. In Search of the Ideal Resistance Training Program to Improve Glycemic Control and its Indication for Patients with Type 2 Diabetes Mellitus: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Medicine. 46 (1), 67-77 (2016).
- Reed, M. E., Ben-Ezra, V., Biggerstaff, K. D., Nichols, D. L. The Effects of Two Bouts of High- and Low-Volume Resistance Exercise on Glucose Tolerance in Normoglycemic Women. Journal of Strength and Conditioning Research. 26 (1), 251-260 (2012).
- Black, L. E., Swan, P. D., Alvar, B. A. Effects of Intensity and Volume on Insulin Sensitivity During Acute Bouts of Resistance Training. Journal of Strength and Conditioning Research. 24 (4), 1109-1116 (2010).
- Carballo-Fazanes, A., et al. Physical Activity Habits and Determinants, Sedentary Behaviour and Lifestyle in University Students. International Journal of Environmental Research and Public Health. 17 (9), 3272 (2020).
- SCHOENFELD, B. J., et al. Resistance Training Volume Enhances Muscle Hypertrophy but Not Strength in Trained Men. Medicine & Science in Sports & Exercise. 51 (1), 94-103 (2019).
- Neupert, S. D., Lachman, M. E., Whitbourne, S. B. Exercise Self-Efficacy and Control Beliefs: Effects on Exercise Behavior after an Exercise Intervention for Older Adults. Journal of Aging and Physical Activity. 17 (1), 1-16 (2009).
- Gjestvang, C., Abrahamsen, F., Stensrud, T., Haakstad, L. A. H. Motives and barriers to initiation and sustained exercise adherence in a fitness club setting—A one-year follow-up study. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. 30 (9), (2020).
- Collado-Mateo, D., et al. Key factors associated with adherence to physical exercise in patients with chronic diseases and older adults: An umbrella review. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (4), (2021).
- Riebe, D., et al. Updating ACSM’s Recommendations for Exercise Preparticipation Health Screening. Medicine & Science in Sports & Exercise. 47 (11), 2473-2479 (2015).
- Cortés, M. E., Alfaro, A. A. The effects of hormonal contraceptives on glycemic regulation. Linacre Quarterly. 81 (3), (2014).
- Kerksick, C. M., et al. ISSN exercise & sports nutrition review update: research & recommendations. , 1-57 (2018).
- ROBERTSON, R. J., et al. Concurrent Validation of the OMNI Perceived Exertion Scale for Resistance Exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 35 (2), 333-341 (2003).
- Hardy, C. J., Rejeski, W. J. Not What, but How One Feels: The Measurement of Affect during Exercise. Journal of Sport and Exercise Psychology. 11 (3), (2016).
- Alves, E. D., Panissa, V. L. G., Barros, B. J., Franchini, E., Takito, M. Y. Translation, adaptation, and reproducibility of the Physical Activity Enjoyment Scale (PACES) and Feeling Scale to Brazilian Portuguese. Sport Sciences for Health. 15 (2), (2019).
- Kendzierski, D., DeCarlo, K. J. Physical Activity Enjoyment Scale: Two Validation Studies. Journal of Sport and Exercise Psychology. 13 (1), (2016).
- McAuley, E., Lox, C., Duncan, T. E. Long-term maintenance of exercise, self-efficacy, and physiological change in older adults. Journals of Gerontology. 48 (4), (1993).
- Chen, T. C., et al. Changes in Insulin Sensitivity and Lipid Profile Markers Following Initial and Secondary Bouts of Multiple Eccentric Exercises. Frontiers in Physiology. 13, (2022).
- Jimenez, C., Santiago, M., Sitler, M., Boden, G., Homko, C. Insulin-Sensitivity Response to a Single Bout of Resistive Exercise in Type 1 Diabetes Mellitus. Journal of Sport Rehabilitation. 18 (4), 564-571 (2009).
- Gonzalez, J. T., Barwood, M. J., Goodall, S., Thomas, K., Howatson, G. Alterations in whole-body insulin sensitivity resulting from repeated eccentric exercise of a single muscle group: A pilot investigation. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 25 (4), 405-410 (2015).
- Ismail, A. D., et al. The effect of short-duration resistance training on insulin sensitivity and muscle adaptations in overweight men. Experimental Physiology. 104 (4), 540-545 (2019).
- de Matos, M. A., et al. High-Intensity Interval Training Improves Markers of Oxidative Metabolism in Skeletal Muscle of Individuals With Obesity and Insulin Resistance. Frontiers in Physiology. 9 (OCT), (2018).
- . Carbohydrate Homeostasis. New England Journal of Medicine. 283 (5), 237-246 (1970).
- Mari, A., Pacini, G., Murphy, E., Ludvik, B., Nolan, J. J. A Model-Based Method for Assessing Insulin Sensitivity From the Oral Glucose Tolerance Test. Diabetes Care. 24 (3), 539-548 (2001).
- Matsuda, M., DeFronzo, R. A. Insulin sensitivity indices obtained from oral glucose tolerance testing: comparison with the euglycemic insulin clamp. Diabetes Care. 22 (9), 1462-1470 (1999).
- Cederholm, J., Wibell, L. Insulin release and peripheral sensitivity at the oral glucose tolerance test. Diabetes Research and Clinical Practice. 10 (2), 167-175 (1990).
- Abdul-Ghani, M. A., Matsuda, M., Balas, B., DeFronzo, R. A. Muscle and Liver Insulin Resistance Indexes Derived From the Oral Glucose Tolerance Test. Diabetes Care. 30 (1), 89-94 (2007).
- de Matos, M. A., et al. High-Intensity Interval Training Improves Markers of Oxidative Metabolism in Skeletal Muscle of Individuals With Obesity and Insulin Resistance. Frontiers in Physiology. 9, (2018).
- Gutt, M., et al. Validation of the insulin sensitivity index (ISI0,120): comparison with other measures. Diabetes Research and Clinical Practice. 47 (3), 177-184 (2000).
- Avignon, A., Bœgner, C., Mariano-Goulart, D., Colette, C., Monnier, L. Assessment of insulin sensitivity from plasma insulin and glucose in the fasting or post oral glucose-load state. International Journal of Obesity. 23 (5), (1999).
- Stumvoll, M., van Haeften, T., Fritsche, A., Gerich, J. Oral Glucose Tolerance Test Indexes for Insulin Sensitivity and Secretion Based on Various Availabilities of Sampling Times. Diabetes Care. 24 (4), 796-797 (2001).
- Kendall, J. M. Designing a research project: Randomised controlled trials and their principles. Emergency Medicine Journal. 20 (2), (2003).
- Moher, D., et al. CONSORT 2010 explanation and elaboration: updated guidelines for reporting parallel group randomised trials. BMJ (Clinical research ed.). 340, (2010).
- Sibbald, B., Roberts, C. Understanding controlled trials Crossover trials. BMJ. 316 (7146), (1998).
- Lim, C. Y., In, J. Considerations for crossover design in clinical study. Korean Journal of Anesthesiology. 74 (4), (2021).
- Taylor, H. L., et al. Post-exercise carbohydrate-energy replacement attenuates insulin sensitivity and glucose tolerance the following morning in healthy adults. Nutrients. 10 (2), (2018).
- Johnson-Bonson, D. A., et al. Interactive effects of acute exercise and carbohydrate-energy replacement on insulin sensitivity in healthy adults. Applied physiology, nutrition, and metabolism = Physiologie appliquee, nutrition et metabolisme. 46 (10), (2021).
- Patarrão, R. S., Wayne Lautt, W., Paula Macedo, M. Assessment of methods and indexes of insulin sensitivity. Revista Portuguesa de Endocrinologia, Diabetes e Metabolismo. 9 (1), 65-73 (2014).
- DeFronzo, R. A., Tobin, J. D., Andres, R. Glucose clamp technique: A method for quantifying insulin secretion and resistance. American Journal of Physiology Endocrinology Metabolism and Gastrointestinal Physiology. 6 (3), (1979).
- Monzillo, L. U., Hamdy, O. Evaluation of Insulin Sensitivity in Clinical Practice and in Research Settings. Nutrition Reviews. 61 (12), 397-412 (2003).
- Radziuk, J. Insulin Sensitivity and Its Measurement: Structural Commonalities among the Methods 1. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 85 (12), (2000).
- Gordon, B. A., Fraser, S. F., Bird, S. R., Benson, A. C. Reproducibility of multiple repeated oral glucose tolerance tests. Diabetes Research and Clinical Practice. 94 (3), (2011).
- Beaudry, K. M., Surdi, J. C., Mari, A., Devries, M. C. Exercise mode influences post-exercise glucose sensitivity and insulin clearance in young, healthy males and females in a sex-dependent manner: A randomized control trial. Physiological Reports. 10 (13), (2022).
- Aguiar, S. d. a. S., et al. Acute metabolic responses following different resistance exercise protocols. Applied Physiology, Nutrition and Metabolism. 43 (8), 838-843 (2018).
- Venables, M. C., Shaw, C. S., Jeukendrup, A. E., Wagenmakers, A. J. M. Effect of acute exercise on glucose tolerance following post-exercise feeding. European Journal of Applied Physiology. 100 (6), 711-717 (2007).
