Переваги різної інтенсивності аеробних вправ при модуляції складу тіла серед молодих людей із ожирінням: пілотне рандомізоване контрольоване дослідження

Анотація

Передумови

Метою цього дослідження було порівняти вплив різної інтенсивності аеробних вправ та витрат енергії на склад тіла сидячих студентів коледжу з ожирінням на Тайвані.

Методи

Сорок вісім учасників ожиріння [індекс маси тіла (ІМТ) ≥ 27 кг/м 2, вік 18-26 років] були рандомізовані на чотири рівні групи (n = 12): тренувальна група інтенсивності світла (LITG), 40% –50% резерву серцевого ритму (HRR); тренувальна група середньої інтенсивності (MITG), HRR від 50% до 70%; високоінтенсивна тренувальна група (HITG), 70-80% HRR; та контрольна група (КГ). Програма тренувань з аеробних вправ проводилася протягом 60 хв на день на біговій доріжці 3 дні на тиждень протягом 12 тижнів. Усі антропометричні дані учасників, біохімічні показники крові та компоненти фізичної підготовленості, пов’язані зі здоров’ям, вимірювали на початковому рівні та через 12 тижнів.

Результати

На початковому рівні антропометричні показники суттєво не відрізнялись серед чотирьох груп (стор > 0,05). Після 12-тижневого втручання HITG та MITG мали значно більше змін у масі тіла, окружності талії (WC), співвідношенні талії та стегон (WHR) та співвідношенні талії та зросту (WHtR), ніж LITG. Зміни в ІМТ та процентному вмісті жиру в організмі різнились у всіх чотирьох групах (стор го грудня 2009.

Передумови

Аеробні вправи збільшують пікове споживання кисню (пік VO2), що тісно корелює із загальним відсотком жиру (BF%); аеробні вправи - це також потужна стратегія для схуднення, зокрема втрати жиру в організмі [11, 12]. При розробці відповідної програми схуднення, тривалістю та інтенсивністю вправ зазвичай маніпулюють. Помірні аеробні вправи принаймні 150 хв на тиждень можуть покращити такі фактори ризику метаболічного синдрому, як склад тіла, резистентність до інсуліну та глікований гемоглобін (HbA1c) [13]. Американський коледж спортивної медицини припустив, що тривалі помірні аеробні вправи протягом> 150 або 200–300 хв на тиждень можуть значно зменшити масу тіла, коли дієта не контролюється [10]. Однак коли інтенсивність вправ різниться, витрати на вправи не є єдиним фактором, що відповідає за втрату ваги [14]. Ефекти збільшення інтенсивності вправ на втрату ваги, коли тривалість вправ постійно підтримується, залишаються невідомими.

Високоінтенсивні вправи можуть ефективно зменшити жир на тілі та животі [15]. Коли витрати енергії підтримуються рівними, вправи високої інтенсивності є більш корисними для поліпшення складу тіла та зменшення жиру в животі, ніж вправи низької інтенсивності [15, 16]. Крім того, рандомізоване контрольоване дослідження повідомило, що високоінтенсивні інтервальні тренування (що призвело до низьких витрат енергії) виявились однаково ефективними у зменшенні маси тіла та жиру, як і низькоінтенсивні тренування на витривалість [17]. Цей висновок свідчить про те, що більш висока інтенсивність вправ може бути більш ефективною для поліпшення складу тіла. Однак довгострокових доказів рандомізованих контрольованих досліджень про вплив тривалості фізичних вправ з різною інтенсивністю та витратами енергії на склад тіла є мізерним. Крім того, використання однієї тривалості під час занять аеробними вправами може підвищити апетит людей, що страждають ожирінням, у період відновлення [18]. Більше того, ефекти тривалих занять аеробними вправами на апетит та втрату ваги залишаються невідомими. Тому в цьому пілотному рандомізованому контрольованому дослідженні ми порівняли вплив різної інтенсивності аеробних вправ та нерівних витрат енергії на склад тіла серед студентів коледжів із сидячим ожирінням на Тайвані.

Матеріал і методи

Дизайн дослідження та учасники

Блок-схема реєстрації учасників та завершення 12-тижневої програми аеробних вправ

Фізичне втручання

Програми вправ, що включали три 60-хвилинних заняття щотижня протягом 12 тижнів, що поступово прогресували, проводились у фітнес-центрі університету Чунг Хуа (рис. 1). Кожен сеанс включав 10-хвилинні періоди розминки, охолодження та розтяжки. LITG виконував аеробні вправи для резервування пульсу 40% –50% (HRR) протягом 1–12 тижнів, як було визначено за допомогою тесту вправ на біговій доріжці. MITG виконував аеробні вправи протягом 40–50% HRR протягом 1–6 тижнів, збільшуючи до 50–70% HRR протягом 7–12 тижнів. HITG виконував аеробні вправи для HRR 40% –50% протягом 1–6 тижнів, збільшуючи до 70% –80% HRR протягом 7–12 тижнів. ЧСС постійно контролювали на моніторі Polar Accurex (Кемпеле, Фінляндія) для регулювання навантаження для досягнення цільового пульсу. Протягом 12-тижневого періоду всіх учасників просили не змінювати свої дієтичні звички; крім того, КГ попросили не змінювати звички до вправ та підтримувати нормальну активність.

експериментальна процедура

Були зафіксовані вік, стать, звичка куріння, поточне споживання алкоголю та сімейна історія хронічних захворювань усіх учасників. Систолічний та діастолічний артеріальний тиск після періоду спокою не менше 5 хв отримували з правої руки шляхом аускультації за допомогою ртутного сфігмоманометра (Baumanometer, Copiague, NY, USA). Всім учасникам було доручено підтримувати свій типовий режим харчування та щоденну фізичну активність протягом усього періоду дослідження, а відповідність цій інструкції оцінювали за допомогою 24-годинної анкети про відкликання дієти та 7-денної Міжнародної анкети з фізичної активності, що проводилась на початку та в кінці дослідження. . Дійсність та надійність цих анкет були описані в іншому місці [19, 20]. Окрім дієти та фізичної активності, загальне споживання енергії або передбачувані витрати енергії істотно не змінилися протягом досліджуваного періоду (дані не наведені). Демографічні дані учасників, антропометричні вимірювання, біохімічні параметри крові та компоненти фізичної підготовленості, пов’язані зі здоров’ям, оцінювались на початковому етапі та на 12 тижні.

Оцінка фізичної підготовленості, пов’язана зі здоров’ям

Національне дослідження фізичної підготовки, проведене Національною радою з фізичної підготовки та спорту на Тайвані протягом 1999–2001 та 2011–2013 років, включало чотири основні компоненти фізичної підготовленості, пов’язані зі здоров’ям: кардіореспіраторна витривалість, м’язова сила та витривалість, гнучкість та склад тіла. Ці тести використовувались для оцінки фізичної підготовленості людей у віці 20–65 років, пов’язаних зі здоров’ям; їх можуть проводити наукові співробітники, які відвідали офіційний навчальний семінар та пройшли сертифікаційний тест на стандартизовані процедури. У цьому дослідженні було виміряно склад тіла та пов'язані з ним результати, такі як кардіореспіраторна витривалість, які детально описані наступним чином [21,22,23]:

Склад тіла: Склад тіла визначали з використанням шести антропометричних показників, включаючи ІМТ, WC, обхват стегон (HC), співвідношення талії та стегон (WHR), співвідношення талії та зросту (WHtR) та BF%. Ці вимірювання проводились після того, як учасники зняли взуття та важкий одяг. Значення зросту та ваги тіла реєстрували в метрах з точністю до 0,1 см та 0,1 кг за допомогою каліброваної автоматичної шкали зросту та ваги (модель HW686, Тайвань) відповідно. ІМТ розраховували за такою формулою: ІМТ = маса тіла (у кг)/[зріст (у м)] 2. WC вимірювали з точністю до 0,1 см за допомогою гнучкої сталевої стрічки на рівні посередині між найнижчим краєм ребра і гребінем клубової кістки, а HC вимірювали на найширшому рівні над великими вертлюгами. WHR розраховували як WC, поділений на HC, а WHtR - як WC, розділений на висоту. BF%, масу жиру та знежирену масу визначали за допомогою аналізу біоелектричного імпедансу за допомогою аналізатора складу тіла (Корпорація TANITA, Японія).

Зміст вимірювань пояснювали кожному учаснику, а потім їм давали 10-хвилинний період розминки та розтяжки для досягнення їх найбільш сприятливих показників. Ці вимірювання були заплановані вранці перед будь-якими іншими вправами. Всі вимірювання проводив той самий добре навчений слідчий. Кожне вимірювання отримували два рази, і використовували середнє значення двох значень для кожного тесту.

Аналіз проби крові

Після 12-годинного нічного голодування зразки венозної крові (15 мл) були взяті з антекубітальної вени в положенні сидячи після 20-хвилинного відпочинку між 07:00 та 09:00 ранку на вихідному рівні та 12 тижня. Кров негайно переносили у пробірки для пилососів (Becton Dickinson, Rutherford, NJ, USA), що містять або не містять 0,1% ЕДТА як антикоагулянт для оцінки гематологічного статусу. Сироватку або плазму відокремлювали центрифугуванням при 2500 об/хв протягом 15 хв при 4 ° C, а потім зберігали при -80 ° C до аналізу. Гематологічні об'єкти, включаючи глюкозу натще, загальний холестерин (ТС), ліпопротеїни низької щільності (ЛПНЩ-С), холестерин ліпопротеїнів високої щільності (ЛПВЩ-С) та тригліцериди (ТГ) вимірювали за допомогою автоматизованого біохімічного аналізатора. Аналітичні коефіцієнти варіацій між- та внутрішньоаналітичного аналізу, отримані в нашій лабораторії, були відповідно такими: глюкоза натще, 2,4% та 1,6%; ТК, 1,3% та 0,7%; ХС ЛПНЩ, 2,2% та 1,6%; ЛПВЩ, 4,5% та 1,6%; та TG, 2,1% та 1,3%.

Статистичний аналіз

Всі аналізи проводились із використанням програмного пакету SAS (версія 9.12, Система статистичного аналізу, SAS Institute Inc., Кері, штат Північна Кароліна, США). Відмінності в демографічних даних учасника, антропометричному вимірі, біохімічних показниках крові та компонентах фізичної підготовленості, пов’язаних зі здоров’ям, між початковим та 12 тижнями були проаналізовані за допомогою парних т тест. Порівняння середніх значень нормально розподілених змінних між групами вправ аналізували за допомогою одностороннього дисперсійного аналізу (ANOVA). Коли значний F значення (стор

Результати

Базові характеристики чотирьох груп, включаючи демографічні дані, антропометричне вимірювання, біохімічні показники крові та компоненти фізичної підготовленості, пов’язані зі здоров’ям, суттєво не відрізнялись (усі стор > 0,05; Таблиця 1).

Зміни компонентів фізичної підготовленості, пов’язаних зі здоров’ям, включаючи зміни в складі тіла та кардіореспіраторній формі серед чотирьох груп між початковим та 12 тижнями, представлені в таблиці 2. На 12 тижні HITG продемонстрував значне покращення складу тіла у складі тіла та кардіореспіраторних вимірювання придатності (стор ≤ 0,05). Подібним чином, показники складу тіла та кардіореспіраторної підготовленості значно покращились у MITG та LITG; крім того, у MITG та LITG не спостерігалось різниці в масі без жиру, а також у LITG не було значних відмінностей у HC, масі без жиру та тесті сидіння та досяжності. Жодних суттєвих змін у КГ не спостерігалось.

У таблиці 3 також представлені відмінності у змінах компонентів фізичної підготовленості, пов’язаних зі здоров’ям, серед чотирьох груп. ANOVA вказував на значущі групові ефекти для зміни маси тіла, ІМТ, WC, HC, WHR, WHtR,% BF, маси жиру та CEI (усі стор Таблиця 3 Зміни у складі тіла та вимірах кардіореспіраторної форми після 12-тижневих програм ходьби

Більше того, об'єднані часткові кореляційні аналізи Пірсона (n = 48) були проведені для вивчення взаємозв'язку між змінами кардіореспіраторної форми та складу тіла після коригування віку та статі (табл. 4). Зміни в ЦЕІ були негативно пов'язані зі змінами маси тіла, ІМТ, WC, HC, WHR, WHtR,% BF, маси жиру та маси без жиру (стор Таблиця 4 Кореляти змін у вимірах складу тіла із зміною кардіореспіраторної підготовленості

Обговорення

У цьому рандомізованому контрольованому дослідженні ми вивчали вплив аеробних вправ із трьома інтенсивностями на масу тіла та жировий відклад у осіб із ожирінням. Після 12-тижневого втручання вправи, більш інтенсивні тренувальні вправи (HITG та MITG) призвели до значно більших змін у складі тіла. Вага тіла, WC, WHR та WHtR були значно покращені у HITG та MITG порівняно з такими у LITG та CG. Крім того, втручання з низькою інтенсивністю без контролю дієти також покращило склад тіла. У цьому дослідженні підкреслюється, що регулярні фізичні вправи є головним фактором, що відповідає за покращення складу тіла та профілактику хронічних захворювань, пов’язаних з абдомінальним ожирінням, у людей із зайвою вагою та ожирінням.

Наші результати узгоджуються з результатами попередніх досліджень: високоінтенсивні тренування ефективніше зменшують BF% [15]. Більш висока інтенсивність фізичних вправ та витрата енергії можуть бути пов’язані з поліпшенням складу тіла [30, 31]. Порівняно з фізичними вправами низької інтенсивності, вправи високої інтенсивності можуть значно зменшити масу тіла та жир, коли витрати енергії рівні [15, 16]. Можливими поясненнями впливу інтенсивності фізичних вправ на контроль за складом тіла є те, що вправи високої інтенсивності можуть збільшити вивільнення катехоламіну та гормону росту [32, 33], споживання кисню після вправ [34, 35] та активність ліпопротеїнової ліпази [36]. Навпаки, більші витрати енергії під час фізичних вправ можуть спричинити більшу втрату жиру в організмі [30, 31]. У сукупності вища інтенсивність фізичних вправ може призвести до значно вищого довгострокового зменшення жиру в порівнянні з меншою інтенсивністю фізичних вправ.

Попередні дослідження, що вивчали вплив тренувань на сприйняття апетиту під час відновлення після фізичних вправ, повідомляли про суперечливі результати [37,38,39,40,41,42]. Це дослідження показало, що аеробні тренування не можуть впливати на сприйняття апетиту, коли споживання енергії не контролюється. Цей висновок узгоджується з нещодавніми дослідженнями, які показують, що тривале фізичне навантаження може не впливати на споживання енергії та зменшити користь від втрати ваги [37, 39]. Дослідження також припустили, що вправи високої інтенсивності призводять до зменшення споживання енергії після тренування [41, 42]. Раніше не повідомлялося про зв'язок між витратами енергії під час фізичних вправ та споживанням енергії або сприйняттям апетиту [37, 40, 41]. У цьому дослідженні за період дослідження не спостерігалося такої асоціації: високоінтенсивні тренувальні вправи з більшими витратами енергії ефективно покращували склад тіла. Наші висновки вказують на те, що високоінтенсивні тренувальні вправи з більшими витратами енергії ефективніше покращують склад тіла, ніж низькоінтенсивні вправи, навіть коли дієта не контролюється.

Різниця в інтенсивності фізичних вправ призвела до значних змін маси тіла, WC, WHR та WHtR (HITG та MITG> LITG> CG) серед наших учасників. Таким чином, інтенсивність може мати вирішальне значення для зменшення жиру в животі та послідовного зменшення WC, WHR та WHtR. Більш висока інтенсивність фізичних вправ, але не великі витрати енергії, можуть суттєво зменшити жир у всьому тілі, жир на животі, підшкірно-жировий жир та вісцеральний жир на животі порівняно з меншою інтенсивністю вправ [15, 16]. Навпаки, витрата енергії під час тренувань з аеробних вправ пов'язана лише з вісцеральним жиром, а не з підшкірним або черевним жиром [31, 43]. Хоча вони не були статистично значущими, значення зниження WC, WHR та WHtR були вищими у HITG, ніж у MITG. Таким чином, інтенсивність фізичних вправ є вирішальною для модуляції жиру в животі. Крім того, додатковій перевазі зменшення жиру в животі можна протидіяти, якщо інтенсивність фізичних вправ перевищує 50% -80% HRR.

Результати цього дослідження свідчать про те, що вправи з низькою інтенсивністю можуть також значно зменшити масу тіла та жирові відкладення: маса тіла (-2,9 ± 0,2 кг, стор

Висновок

На закінчення вища інтенсивність фізичних вправ та витрата енергії можуть суттєво зменшити масу тіла, жирові відкладення, WC, WHR та WHtR. Світлоінтенсивні тренувальні вправи також можуть значно зменшити масу тіла та жирові відкладення. Тут 12-тижнева програма аеробних вправ суттєво модулювала антропометричні показники у студентів коледжу з ожирінням, навіть коли дієта не контролювалася. Відповідно, призначаючи програму тренувань з аеробних вправ для осіб з проблемами ожиріння, лікар-клінічний лікар повинен враховувати інтенсивність тренувань. Програма тренувань з аеробних вправ з високою інтенсивністю повинна призначити лікаря, який страждає ожирінням, коли фізичні вправи у людини є достатньо високими для завершення програми.