Az edzésmódalitás és a táplálkozási manipulációk akut hatása az edzés utáni nyugalmi energiafelhasználásra és a légcsere arányra nőknél: randomizált vizsgálat

Kísérleti terv

A vizsgálati hipotézisek tesztelésére randomizált, keresztirányú, faktoriális tervezést alkalmaztunk. Az előzetes nyugalmi pulzusszám, testösszetétel és erőmérés után minden résztvevő hat, véletlenszerűen elrendezett, három edzésmódszerből álló edzéssorozatot végzett: AEE, HIIT és HIRT; valamint két akut randomizált táplálkozási beavatkozást: CHO és PRO (1. ábra). A résztvevők minden edzésmódot kétszer végeztek, minden alkalommal más-más táplálkozási beavatkozással. Nyálmintát gyűjtöttek minden edzés előtt az ösztradiol- és kortizolkoncentráció meghatározására, és minden edzés után a kortizolkoncentráció meghatározására. Az edzéseket a nap azonos időpontjában, 2 órán belül végezték, az egyes edzések között legalább 48 óra telt el, és a sorrendet véletlenszerűen osztották ki a random allokációs szoftver (1.0.0 verzió; Isfahan, Irán) segítségével. A kísérleti személyeket arra utasítottuk, hogy jól hidratáltak maradjanak, 3 h posztprandiális állapotban legyenek, 5 órával korábban tartózkodjanak a koffeintől, és minden edzés előtt 24 órával tartózkodjanak a megerőltető testmozgástól.

Kísérleti protokoll vázlat. REE, nyugalmi energiafelhasználás (kcal/nap); RER, légzéscsere-arány; CHO, szénhidrát; PRO, fehérje; HRR, pulzustartalék; AEE, aerob állóképességi edzés; HIIT, nagy intenzitású intervallumfutás; HIRT, nagy intenzitású ellenállóképességi edzés.

Résztvevők

Huszonegy eumenorrheás, főiskolás korú, szabadidős tevékenységet folytató nőt vontak be a vizsgálatba; egy résztvevő nem kapcsolódó sérülés miatt visszalépett. Húsz nő (n = 20) befejezte a vizsgálatot (1. táblázat), és bekerült a statisztikai elemzésekbe. A vizsgálati protokollt az egyetem intézményi felülvizsgálati bizottsága hagyta jóvá, és minden követett eljárás összhangban volt a 2008-ban felülvizsgált 1975-ös Helsinki Nyilatkozattal. A részvétel előtt minden résztvevő írásbeli beleegyezését adta, és kitöltött egy kórtörténeti kérdőívet. A vizsgálatban való részvételhez a résztvevőknek 18 és 35 év közötti nőknek kellett lenniük, és rekreációs céllal aktívnak kellett lenniük, ami heti 1-5 óra aerob és/vagy ellenállóképességi edzést jelentett, kivéve a versenysportolókat. A résztvevőket kizárták, ha alkalmatlanok, terhesek voltak, bármilyen kardiovaszkuláris vagy neuromuszkuláris egészségügyi kockázattal rendelkeztek, sérüléseik voltak, vagy bármilyen szív-, tüdő-, vese- vagy májbetegségben szenvedtek.

Szívfrekvencia tartalék mérés és testösszetétel felmérés

A résztvevők 8 órás koplalás után jelentkeztek az alkalmazott fiziológiai laboratóriumban, ahol 15 percig pihentek. A nyugalmi pulzusszámot (RHR) Polar pulzusmérővel (Polar FT1, Polar USA, Port Washington, NY, USA) mértük, míg a kor előre jelzett maximális pulzusszámát (MHR) meghatároztuk. A terheléses célpulzusszámot (THR) a Karvonen-egyenlet segítségével számoltuk ki. Minden egyes edzés során a szívfrekvenciát (HR) a fent említett HR-monitorral mértük. Az edzéseket a kalóriafelhasználás (kísérleti adatok nem publikusak), szemben az idővel, az edzés hosszának ellenőrzése érdekében illesztettük össze.

A kiindulási adatokhoz a teljes testösszetételt egy Hologic Dual Energy X-ray Absorptiometer (DEXA, Hologic Discovery W, Bedford, MA, USA) segítségével mértük a készülék alapértelmezett szoftverének (Apex szoftver 3.3. verziója) használatával. A készülék egyenes vonalú ventilátornyalábot használ, hogy a testösszetétel háromkomponensű értékelését adja, beleértve a zsírtömeget (FM), a sovány tömeget (LM) és a testzsír százalékos arányát (% zsír). Miután minden fémtárgyat eltávolítottak, az alanyok hanyatt feküdtek a platform közepén, kezüket arccal lefelé fordítva az oldaluk közelében. Az alanyokat arra utasították, hogy a vizsgálat időtartama alatt maradjanak mozdulatlanul és lélegezzenek normálisan. Minden vizsgálatot ugyanaz a DEXA-tanúsított technikus végzett. A készüléket a gyártó ajánlásainak megfelelően kalibrálták a vizsgálat előtt, hogy biztosítsák az érvényes eredményeket. A korábbi teszt-reteszt megbízhatóság a mi laboratóriumunkban a következő volt: FM: ICC = 0,98, SEM = 0,85 kg; LM: ICC = 0,99, SEM = 1,07 kg; % zsír: ICC = 0,98, SEM = 1,0%.

Maximális erőpróba

Az abszorpció utáni standard állapotban minden résztvevő egy ismétléses maximális (RM) erőpróbát végzett a fekvenyomás és a lábprés esetében, szabad súlyokkal és spotterrel, a laboratóriumban korábban használt standard irányelvek szerint. Az 5 perces bemelegítést és könnyű nyújtást követően a résztvevők megismerkedtek a felszereléssel és a mozdulatok mozgásával. Ezután minden résztvevő nyolc-tíz ismétlést hajtott végre az előre jelzett 1RM 50%-ával. Az 1 perces pihenőidő után minden résztvevő négy-hat ismétlést hajtott végre az előre jelzett 1RM 80%-ával. Az 1 perces pihenőidőszakot követően a súlyt a becsült 1RM terhelésre növelték, amelyet a résztvevők egy alkalommal emeltek fel. Minden sikeres egy ismétlésből álló sorozat után a súlyt addig növelték, amíg egy sikertelen próbálkozás nem történt, négy próbálkozáson belül. Az 1RM próbálkozások között két-három perc pihenőidő volt.

Az 1RM próbák után a résztvevők többszörös RM erőpróbát végeztek négy kiegészítő gyakorlatnál: váltakozó álló fekvőtámasz, fej feletti vállnyomás, bicepsz curls és fej feletti tricepsznyújtás. Szabad súlyokkal és egy spotterrel a résztvevők minden gyakorlatot olyan súllyal végeztek, amelyet egy legalább három, de legfeljebb tíz ismétlésből álló sorozatban tudtak felemelni. Az egyes gyakorlatok súlyát, amelyet a laborasszisztensek állítottak be, az egyes résztvevők korábbi erőedzési tapasztalatai alapján határozták meg. Ha a résztvevő nem tudta három ismétlésen keresztül végrehajtani a gyakorlatot, vagy több mint tíz ismétlést tudott végrehajtani, akkor a súlyt csökkentették, illetve növelték, és a tesztet újra elvégezték. Az egyes gyakorlatok között 2-3 perces pihenőidőt tartottunk.

Az erőpróbákból kapott többszörös RM-et használtuk a segédgyakorlatok 1RM-jének becslésére a következő egyenlet segítségével :

mivel RepWt = az egyes ismétlésekkel felemelt súly mennyisége (font) és RTF = a fáradásig tartó ismétlések száma.

Mihelyt a résztvevő 1RM-jét minden gyakorlatra meghatározták, a HIRT-gyakorlatokhoz használt 6RM-8RM-hez 80%-85%-ot számoltak.

Energiabevitel felmérése

Minden résztvevő kitöltött egy 3 napos alapszintű étkezési naplót a rendszeres tápanyagbevitel felmérése érdekében. A résztvevőket felvilágosították az ételadagokról, és arra kérték őket, hogy az egyes edzéseket megelőző napon hasonló étrendet fogyasszanak, hogy elősegítsék a hasonló makrotápanyag-profilokat. A táplálékbevitelt egy táplálkozási szoftverprogram (The Food Processor, 10.12.0 verzió, Esha Research, Salem, OR, USA) segítségével elemezték. Az alanyok átlagosan 2078,7 ± 679,9 kcal-t, 253,7 ± 97,6 g CHO-t (körülbelül 48,8% CHO), 84,3 ± 29,9 g PRO-t (körülbelül 16,2% PRO) és 80,9 ± 36,7 g zsírt (körülbelül 35,0% zsír) vettek be naponta.

Saliva gyűjtés és elemzés

Az edzések közötti esetleges energiaszubsztrát-felhasználási különbségek figyelembevétele érdekében ösztradiolt mértünk. Az ösztradiol-koncentrációt minden edzés előtt 2,5-5,0 ml nyálmintával határoztuk meg, a nyál ösztradiol-β-17 (ösztrogén) ELISA-teszt segítségével (Salivary 17β-Estradiol Enzyme Immunoassay Kit, Salimetrics, LLC, State College, PA, USA). Az érvényes nyálgyűjtési eredmények biztosítása érdekében a résztvevőket megkérték, hogy a nyálminta leadása előtt 12 órán keresztül ne fogyasszanak alkoholt és 3 órán keresztül ne egyenek nagyobb ételt. A résztvevőket megkérték, hogy a nyálgyűjtés előtt 10 perccel öblítsék ki a szájukat vízzel, hogy eltávolítsák az ételmaradékokat. A nyálmintákba kerülő vér elkerülése érdekében a résztvevőket arra kérték, hogy a nyálminták leadása előtt 48 órával 45 percig ne mossanak fogat és ne végeztessenek fogászati beavatkozást. Minden mintát a szükségesnél nem hosszabb ideig tartottunk 4°C-on, mielőtt -20°C-on lefagyasztottuk volna. A vizsgálaton belüli pontossági variációs együttható (CV) az ösztrogén esetében 8,7% és 18,6% között volt; a vizsgálatok közötti pontossági CV 3,9% volt. Az ösztradiol-β-17 fiziológiai szerepe miatt a nőknél az energiaszubsztrát-felhasználásban , a kiindulási ösztradiolszinteket kovariátorként használtuk a REE és RER elemzésekben.

A kortizolt mértük, hogy figyelembe vegyük az egyes edzési módozatokból származó stresszválaszt. A kortizolkoncentrációkat 2,5-5,0 ml nyálmintával határoztuk meg minden egyes edzés előtt és után, a nyál kortizol ELISA Assay-vel (Salivary Cortisol Enzyme Immunoassay Kit, Salimetrics, LLC, State College, PA, USA); a fent említett protokollt alkalmaztuk a gyűjtésre és tárolásra. Miután az összes mintát begyűjtöttük, kisebb részmintákat egyesítettünk a két kiegészítés között, hogy egy edzés előtti és egy edzés utáni mintát kapjunk, hogy meghatározzuk az egyes módozatok kortizolra gyakorolt hatását, függetlenül a kezeléstől. A kortizol vizsgálaton belüli pontossági CV 12,0% és 17,1% között volt; a vizsgálatok közötti pontossági CV 4,9% volt.

Táplálkozási beavatkozás

A nyálminta leadása után és közvetlenül az egyes edzések megkezdése előtt, kettős vak módszerrel, a résztvevők szájon át bevettek 25 g CHO-t (maltodextrin) vagy PRO-t (tejsavóizolátum; Elite Whey Protein Isolate, Dymatize Nutrition, Farmers Branch, TX, USA) 6 oz vízzel keverve egy átlátszatlan üvegben. A kezelési sorrendet véletlenszerűen osztottuk ki a véletlen elosztó szoftver segítségével. A CONSORT-irányelveknek megfelelően a tápanyagokat a laboratóriumba való megérkezés előtt a vállalat vakon vakította. A résztvevők és a kutatócsoport minden tagja vak volt a kezeléssel kapcsolatban, egészen a statisztikai elemzések elvégzéséig.

Aerob állóképességi edzés (AEE)

Az AEE edzés egy saját maga által kiválasztott 5 perces bemelegítésből állt, amelyet egy 30 perces futópados (Q65 Series 90, Quinton Instrument Co., Seattle, WA, USA) kocogás követett 45-55%-os HRR-rel . Az RPE-t (Borg-skála) rögzítettük, és minden perc végén megmértük a pulzusszámot; mindkettőt átlagoltuk a 30 perces edzésidőszak alatt.

Magas intenzitású intervallumfutás (HIIT)

A HIIT-edzés önmaga által kiválasztott 5 perces bemelegítésből állt, amelyet tíz kör 60 másodperces futópados futás követett 85%-95%-os pulzusszámon, 60 másodperces passzív pihenőidővel. A teljes edzés körülbelül 20 percig tartott. Az RPE-t rögzítettük, és minden intervallum végén megmértük a HR-t. A statisztikai elemzéshez a tíz 60 s-os edzésintervallum átlagát használtuk.

Magas intenzitású ellenállásos edzés (HIRT)

Az erőfelmérésből kapott adatokat használtuk a HIRT-edzés megfelelő súlyterhelésének meghatározásához. A gyakorlatokat a következő sorrendben végeztük: láb- és fekvenyomás (York Barbell Co., York, PA, USA), fekvőtámasz, vállprés, bicepsz curl és tricepsznyújtás szabad súlyokkal. Az alanyok a kezdés előtt saját maguk által kiválasztott bemelegítést végeztek. Egy HIRT edzés három sorozatból állt 6RM és 8RM között, amelyet minden egyes gyakorlatnál 20-30 másodperces pihenő követett. Az egyes gyakorlatok között 2,5 perc pihenőidő volt. A HIRT-edzések átlagos hossza körülbelül 25 perc volt. A HR-t minden sorozat végén mértük, és az RPE-t minden gyakorlat végén rögzítettük; a statisztikai elemzésekben a hat gyakorlat HR-jének és RPE-jének átlagát használtuk.

A metabolikus méréseket

REE és RER elemzése metabolikus kocsival és belső szoftverrel (TrueOne 2400, ParvoMedics, Inc., Sandy, UT, USA) történt. Az oxigénfelvétel (VO2) és a szén-dioxid-termelés (VCO2) közvetett értékelését mértük, és a következő egyenletekben használtuk fel a REE, illetve a RER kiszámításához: