Зміни м’язової сили після індукованого дієтою зниження ваги у дорослих чоловіків із ожирінням: перспективне дослідження

Бокун Кім

1 Факультет спортивного медичного обслуговування, Університет Індже, Кьонсангнамдо, Республіка Корея

Такехіко Цудзімото

2 Факультет здоров'я та спорту, Університет Цукуби, Ібаракі

3 Факультет гуманітарних наук, Університет Шімане, Шімане

Ріна Со

4 Дослідницький центр розладів, пов’язаних із перевтомою, Національний інститут охорони праці, Кавасакі, Канагава

Сяогуан Чжао

5 Докторська програма зі спортивної медицини, Вища школа комплексних гуманітарних наук

Сечанг О

6 Медичний факультет Університету Цукуби

7 Центр спортивної медицини та наук про здоров'я, Університет лікарні Цукуба, Цукуба, Ібаракі, Японія

Кійодзі Танака

2 Факультет здоров'я та спорту, Університет Цукуби, Ібаракі

Анотація

Передумови та завдання

Переваги зниження ваги при опорно-руховому апараті добре відомі. Різке зниження м’язової маси після значного зниження ваги може зменшити м’язову силу і, як наслідок, фізичну працездатність. Однак лише обмежена кількість досліджень вивчала зміни м’язової маси та сили у контексті інтервенційних програм зниження ваги. Таким чином, ми досліджували вплив зменшення м’язової маси, спричиненого зниженням ваги, спричиненого дієтою, на м’язову силу чоловіків із ожирінням.

Методи

Загалом 24 чоловіки з ожирінням (індекс маси тіла [ІМТ]: 29,2 ± 2,6 кг/м 2; вік: 52,4 ± 10,0 років) брали участь у 12-тижневій програмі зниження ваги, яка передбачала дієтичні обмеження. Кожен учасник проходив оцінку маси тіла (за цифровою шкалою), складу тіла (за допомогою подвійної енергії рентгенівської абсорбціометрії [DEXA]) та сили м’язів верхніх і нижніх кінцівок (за допомогою ручного динамометра та Biodex Динамометр системи 3 відповідно) до і після програми.

Результати

Програма призвела до значного зменшення маси тіла на 10,5% та на 6,1% м’язів нижніх кінцівок. Подібним чином, сила м’язів нижніх кінцівок (виміряна за допомогою динамометра Biodex System 3) значно зменшилась (ізометричний піковий момент на 60 ° зменшився на 10%, а ізокінетичний піковий момент на 60 °/с зменшився на 9,4%); однак рівень нормованої маси тіла м'язів нижніх кінцівок суттєво не змінився (збільшився на + 1,2% і + 1,4%). Зниження м’язової сили було пов’язане із зменшенням м’язової маси, але не повністю. Хоча міцність рукоятки не суттєво відрізнялася (-2,2%), нормований за вагою рівень цього параметра суттєво покращився (+ 9,1%). Крім того, спостерігалося зменшення відсотка загальної жирової маси та збільшення відсотка індексу м’язової маси.

Висновок

Ми рекомендуємо виконувати вправи після індукованого дієтою зниження ваги, щоб відновити м’язову масу і силу та поліпшити нормалізовану вагу тіла м’язову силу нижніх кінцівок.

Вступ

Ожиріння асоціюється з широким спектром хронічних захворювань, включаючи хвороби серця, гіпертонію та діабет.1 На додаток до таких захворювань ожиріння може також призвести до порушень опорно-рухового апарату (МСЗ), таких як біль, скутість, втрата рухливості суглобів, остеоартроз, епікондиліт, тендиніт та болі в спині. 2–4 Для поліпшення симптомів РСЗ Американський коледж ревматологів (2000) рекомендує зменшення ваги, про ефективність якого широко повідомлялося. 5–7

Зниження ваги спричиняє зменшення не тільки жирової маси, але й м’язової маси: маса тіла є основним фактором, що визначає м’язову масу, а м’ясна маса позитивно корелює з жировою тканиною.8,9 На основі позитивного зв’язку між м’язовою масою та силою різке зниження м’язової маси, спричинене значним зниженням ваги, може зменшити м’язову силу, а отже, і фізичну працездатність.9–11 Більше того, низька м’язова маса та сила може призвести до розвитку РСЗ. Тому зменшення м’язової маси та сили, яке відбувається під час зменшення ваги, є важливою проблемою.

На сьогоднішній день лише обмежена кількість досліджень вивчала зміни м’язової маси та сили у контексті інтервенційних програм зниження ваги.12,13 Зокрема, ізольований вплив на м’язову масу та силу, спричинений зменшенням ваги після обмеження дієти у чоловіків із ожиріння залишається незрозумілим.13 Тому в цьому дослідженні ми досліджували, як зменшення м’язової маси, спричинене зниженням ваги, спричинене дієтою, впливає на м’язову силу чоловіків із ожирінням.

Методи

Експериментальний дизайн

Повні чоловіки були зараховані для участі у 12-тижневій програмі обмеження дієти. Дані були отримані, а оцінки проводились до і після програми. Основними результатами були зміни м’язової маси та сили та зменшення ваги, спричинені обмеженням харчування.

Предмети

Блок-схема набору учасників.

Скорочення: ІМТ, індекс маси тіла.

Програма обмеження дієти

Ми провели 12-тижневу програму обмеження дієти, яка була зосереджена на позитивному впливі на дієту суб’єктів. Ця програма базувалась на методі Four-Food-Group Point, 15, а кожен навчальний клас на групі складався з дієтичної лекції та невеликого інтерактивного групового заняття тривалістю 90 хвилин. Заняття проводились вісім разів протягом 12-тижневого періоду. Точковий метод Four-Food-Group розділяє дієту на наступні чотири групи продуктів харчування на основі поживності: група 1 (молочні продукти та яйця), група 2 (квасоля, риба та м’ясо), група 3 (фрукти та овочі), та група 4 (цукор та зернові). Для розрахунків балансу поживних речовин та вимірювання споживання енергії всі продукти порціонували на порції по 80 ккал, і кожна порція розглядалася як 1 бал. Для кожного прийому їжі випробовуваним було наказано вибирати 1, 2, 1 та 3 пункти різноманітних продуктів з груп продуктів 1, 2, 3 та 4 відповідно, щоб споживати добре збалансований щоденний раціон. Відповідно, суб'єкти приймали всередину

21 бал їжі на день, що відповідає 1680 ккал/добу. Випробовувані вели щоденний харчовий щоденник, в якому реєстрували всю їжу, яку споживали. Під час кожного заняття дієтологи переглядали щоденники випробовуваних та надавали їм індивідуальний відгук щодо споживання енергії та харчового балансу. Загальне споживання енергії (ккал/день) та кількість споживання (г/день) кожної поживної речовини (вуглеводів, білків та жирів) оцінювали до та в кінці програми обмеження дієти, використовуючи 3-денний метод зважених дієтичних записів, проведений кваліфікованим дієтологом.

Антропометрія та склад тіла

Сила м’язів

Міцність рукоятки

Випробовувані стискали динамометр (Grip-D, TKK 5401; Takei Scientific Instruments, Токіо, Японія) по черзі в кожній руці з максимальним зусиллям, одночасно опускаючи руку в сторону тіла.21 Оцінку проводили двічі для кожної руки, і найкращий результат був зафіксований як сила рукоятки на руку. Сила рукоятки виражалася як абсолютна величина та нормалізована вага тіла.

Сила розгинача коліна

Статистичний аналіз

Таблиця 3

Часткові коефіцієнти кореляції з урахуванням віку a

Вага Нога м'язової маси IMT60 PTQ, NmIMT60 PTQ/BW, Нм/кг ICT60 PTQ, NmIKT60 PTQ/BW, Нм/кг ICT60 TW, JIKT60 AP, W

Вага, кг	0,47 *	0,07	-0,75 **	0,11	-0,72 **	0,09	0,12
Маса м’язів ніг, кг	0,63 **	0,63 **	0,07	0,64 **	0,08	0,67 **	0,61 **
IMT60 PTQ, Нм	0,33	0,70 *	0,47 *	0,86 **	0,43 *	0,86 **	0,87 **
IMT60 PTQ/BW, Нм/кг	−0,29	0,29	0,80 **	0,42 *	0,97 **	0,42 *	0,40
IKT60 PTQ, Нм	0,23	0,58 **	0,80 **	0,64 **	0,60 *	0,97 **	0,98 **
IKT60 PTQ/BW, Нм/кг	−0,33	0,20	0,61 **	0,82 **	0,83 **	0,49 *	0,47 *
IKT60 TW, J	0,22	0,68 **	0,82 **	0,68 **	0,92 **	0,77 **	0,97 **
IKT60 AP, W	0,23	0,62 **	0,80 **	0,67 **	0,96 **	0,81 **	0,95 **

Примітки:

Примітка: Значення представляють середнє значення ± стандартне відхилення.

Скорочення: IMT60 PTQ, ізометричний 60 піковий крутний момент; IKT60 PTQ, ізокінетичний 60 піковий крутний момент; IKT60 TW, ізокінетична 60 загальна робота; IKT60 AP, ізокінетична 60 середньої потужності.

Обговорення

Основними висновками цього дослідження було те, що 12-тижнева програма обмеження дієти призвела до значного зменшення ваги та м’язової маси нижніх кінцівок. Відповідно, сила м’язів нижніх кінцівок (виміряна за допомогою динамометра Biodex System 3) значно зменшилася під час програми. Однак рівень нормованої маси тіла м’язів нижніх кінцівок суттєво не змінився. Незважаючи на те, що міцність рукоятки не відрізнялася суттєво, нормалізована вага ваги тіла значно покращилася після програми. Крім того, спостерігалося зменшення відсотка маси жиру у всьому тілі та збільшення% MMI (табл. 2). Незважаючи на те, що збільшення% MMI та зменшення відсоткового вмісту жирової маси всього тіла корисно для чоловіків із ожирінням, низька м’язова маса та сила також пов’язані з появою МСД після зменшення ваги. Отже, контрзахід необхідний для відновлення м’язової маси та сили та поліпшення нормованої маси тіла м’язів нижніх кінцівок після зменшення ваги, спричиненого дієтою.

При середньому зниженні ваги на 10,5%, відсоток маси жиру у всьому тілі (-14,7%) та SMI (-5,4%) суттєво зменшились (табл. 2). Оскільки вага тіла є основним фактором, що визначає м’язову масу, а м’язова маса позитивно пов’язана з жиром, ці результати є обґрунтованими.8,22 Однак результати щодо м’язової маси нижніх і верхніх кінцівок відрізнялись. Попередні дослідження показали, що важка вага тіла, наприклад, у дорослих із ожирінням, служить стимулом для фізичних вправ для набору м’язової маси і, відповідно, для збільшення м’язової сили.23–25 Зокрема, люди з ожирінням мають зайву вагу, яка впливає на силу нижніх кінцівок більше, ніж верхніх кінцівок.26 Отже, у міру зменшення маси тіла тренувальний стимул, що створюється вагою тіла в нижніх кінцівках, знижується, тоді як на верхні кінцівки зменшення ваги не сильно впливає.24 взаємозв'язки пояснюють, чому м'язова маса та сила верхніх кінцівок зберігалися, незважаючи на зменшення м'язової маси та сили нижніх кінцівок у цьому дослідженні.

Повним чоловікам рекомендується зменшувати відсоток загальної маси жиру в цілому і збільшувати% MMI, оскільки надмірна кількість жиру в організмі є фізичним навантаженням на опорно-руховий апарат, який підтримується м’язовою масою. Зниження маси жиру у всьому тілі (-14,7%, P Таблиця 3), здається очевидним, що зміни сили м’язів ніг походять від змін м’язової маси ніг і що сила м’язів ніг прямо пропорційна м’язовій масі ніг. Однак це зв'язок між змінами м'язової маси та змінами сили означає, що зміни інших факторів, що впливають на м'язову силу, також впливають на м'язову масу (табл. 4). Довгий час вважалося, що зміни м'язової сили пов'язані зі зміною м'язової маси і що сила м'язів є прямо пропорційна м’язовій масі. 34,35 В останні роки багато досліджень повідомляють, що зміни м’язової сили не є прямо пропорційними змінам м’язової маси; насправді зміни м’язової маси пояснюють лише 5% загальної зміни м’язової сили .26 Особи, які набирають м’язову масу, не стають сильнішими, що не є несподіваним. відповідно до останніх звітів. Barbat-Artigas та співавт. 28 запропонували кілька факторів, які можуть сприяти цій невідповідності, включаючи ожиріння, фізичну активність, статеві гормони та фіброз. На сьогодні, однак, не було представлено чітких доказів, що пояснювали б невідповідність м’язової маси та сили.

Дане дослідження має деякі обмеження. По-перше, розмір вибірки, можливо, був недостатньо великим, щоб зробити вагомі висновки. Однак зменшення ваги на 10,5% за рахунок зменшення м’язової маси ніг на 6% повністю узгоджується з результатами існуючого звіту, в якому зниження ваги на 13% призвело до зменшення м’язової маси нижніх кінцівок на 4,6 %.13 Таким чином, малоймовірно, що розмір вибірки впливав на результати цього дослідження. По-друге, рівень фізичної активності випробовуваних не контролювався протягом 12-тижневої програми зниження ваги. Однак ми заохочували випробовуваних підтримувати звичний рівень фізичної активності протягом періоду зменшення ваги. По-третє, ми не можемо точно пояснити, чому зміна м’язової сили не синхронізувалася зі зміною м’язової маси після зменшення ваги. Ця знахідка повинна бути додатково досліджена.

Висновок

Зниження ваги, здійснене за допомогою обмеження дієти, спричинило незалежні втрати м’язової маси та сили нижніх кінцівок, а також зменшення ІМС. Хоча зменшення ваги, яке спостерігалося в цьому дослідженні, мало позитивні ефекти, тобто зменшення відсотка маси жиру у всьому тілі та збільшення% MMI, воно не мало позитивного впливу на нормалізовану масу тіла м’язову силу нижніх кінцівок. На основі цих результатів ми рекомендуємо виконувати вправи після зниження ваги, спричиненого дієтою, для відновлення м’язової маси та сили та поліпшення нормованої маси тіла м’язів нижніх кінцівок.

Подяки

Ми дякуємо всім учасникам дослідження та персоналу за допомогу. Ця робота була підтримана частково грантами на наукові дослідження від Міністерства освіти, культури, спорту, науки та технологій, Японія (№ 2604307).