通过多种方法的联合应用，研究了短期抗阻训练对老年人的影响。与对照组相比，观察到多项改善，包括肌肉有氧能力、葡萄糖耐量、力量、功率以及肌肉质量（即参与细胞信号传导和肌纤维类型组成的蛋白质）。
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本文内容
摘要
摘要
本方案描述了同时采用多种方法评估老年人在进行短期抗阻训练（RET）期间肌肉有氧能力、葡萄糖耐量、力量和功率的综合流程。RET组受试者（71±1岁，年龄范围65-80岁）在8周内每周进行3次、每次1小时的监督式渐进性抗阻训练。与未进行训练的对照组相比，RET组在反映力量、功率、葡萄糖耐量以及多项肌肉有氧能力指标方面均表现出显著改善。抗阻训练在健身房内仅使用结构稳固的健身器材完成。采用等速肌力测定仪评估膝伸肌力量，可测量向心、离心和静态力量，RET组在训练后较训练前均有所提升（提高8-12%）。RET组在初始0-30毫秒内的发力速率（RFD，即功率）也显著增加（52%）。通过频繁采血检测血糖的葡萄糖耐量试验显示，仅RET组在2小时后的血糖值（降低14%）和曲线下面积（降低21%）方面有所改善。血脂谱亦得到优化（改善8%）。通过组织化学方法制备的肌肉活检样本显示，RET组IIa型肌纤维比例增加，IIx型肌纤维比例呈下降趋势，提示肌纤维组成向更具氧化代谢特性的表型转变。Western blot检测（用于测定与肌肉蛋白质合成信号通路相关的蛋白含量）显示，RET组Akt和mTOR蛋白含量均升高69%；同时，仅在RET组中观察到OXPHOS复合体II、柠檬酸合酶（均约增加30%）以及复合体IV（增加90%）的线粒体蛋白含量上升。我们证实，此类渐进性抗阻训练可带来多种生理改善（例如，力量、功率、有氧能力、葡萄糖耐量及血浆血脂谱）。
引言
衰老伴随着肌肉质量（肌少症）、力量和功率的下降。力量降低，尤其是功率的降低，会导致活动能力下降、受伤风险增加以及生活质量降低。抗阻训练是预防肌少症和肌肉功能衰退的常用有效策略。肌肉力量的粗略估计可通过负荷量或完成的重复次数获得。然而，本研究采用等速肌力测试仪，更详细且准确地获取了肌肉功能信息，包括等长、向心和离心收缩过程中的力矩，以及力量发展动力学的相关数据。
整体水平的有氧能力（VO₂max）与局部肌肉水平的有氧能力（如通过近红外光谱技术评估的肌肉氧利用）均是衡量心肺耐力的重要指标。这些参数在运动生理学、临床康复及健康风险评估中具有广泛应用。准确测定有氧能力有助于制定个性化运动处方、监测训练效果以及评估慢性疾病患者的预后。常用测试方法包括递增负荷运动试验（如跑步机或功率自行车测试），结合气体代谢分析系统持续采集呼出气体以计算VO₂变化。测试过程中需密切监测受试者的心率、血压及主观疲劳程度，确保安全性。近年来，便携式生理监测设备的发展使得在非实验室环境下进行有氧能力评估成为可能，提升了测试的可及性与生态效度。关键词：有氧能力，VO₂max，近红外光谱，递增负荷运动试验，气体代谢分析，心肺耐力，运动生理学，临床评估2max)以及骨骼肌中的含量在老年人中有所降低。心率随年龄增长而下降，这在很大程度上解释了VO₂max的降低。2max1，但肌肉氧化能力下降，主要与体力活动减少有关
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方案
瑞典斯德哥尔摩地区伦理委员会批准了本研究的设计。
1. 材料
- 招募年龄在65至80岁之间、体重指数（BMI）在20至30 kg·m-2范围内的相对健康女性和男性。将其随机分为两组。确保两组个体的体力活动水平相对较低（即每日有中等程度的身体活动，但无规律的运动训练）。
- 排除使用β受体阻滞剂者，以及患有冠状动脉疾病或严重神经系统或关节问题的个体。
- 在告知受试者测试和训练过程中可能产生的不适与风险后，获取其书面知情同意。
- 在年龄、性别和BMI方面对阻力训练（RET）组和无训练对照组（CON）进行均衡匹配。要求其中一组在教练指导下每周进行三次、每次1小时的阻力训练，持续八周；另一组作为对照组（CON）不进行训练。
2. 测试与训练
注意：这八项练习是标准的力量训练动作：坐姿腿推举、坐姿仰卧起坐、仰卧推胸、坐姿背部伸展、坐姿肩部推举、坐姿划船、坐姿腿伸展（膝关节伸展）和俯卧腿弯举（膝关节屈曲）；参见代表性结果部分的图8。
- 在第一次训练期间，评估每项训练动作的一次最大重复（1 RM）最大力量。
注意：1 RM 模型是常用方法，定义为受试者仅能完成....
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结果
材料
在该研究中，纳入了21名相对健康的65至80岁女性和男性，其BMI值介于20至30 kg·m⁻²之间。-2 参与并被随机分为两组。两组个体的体力活动水平均相对较低（即， 中等日常体力活动水平且无规律性运动训练）。一组（n=12，6名女性和6名男性）在教练指导下进行抗阻运动训练（RET），每周3次，每次1小时，持续8周；另一组作为对照组（n=10，5名女性和5名男性）。RET组与CON组在年龄、性别和BMI方面具有可比性（表1为弥补脱落的受试者，向RET组招募了更多受试者；预计RET组的脱落人数将多于CON组。
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讨论
本研究采用多种技术，探讨短期渐进性抗阻训练对老年人群肌肉功能/形态、有氧能力及葡萄糖耐量的影响。主要发现表明，与对照组相比，实验组在肌肉有氧能力、葡萄糖耐量、力量、功率及肌肉质量（即参与细胞信号传导和肌纤维组成的蛋白质）等方面均出现显著改善。例如，静态、离心和向心性最大膝关节伸展力量提高了8-12%；训练负荷提升了19-72%；初始0-30 ms内的最大力发展速率（RFD）提高了52%；多种线粒体蛋白水平上升了30-90%；参与肌肉蛋白质合成的Akt和mTor蛋白水平均提高了69%。
老年人在进行此类项目时可能难以保持持续的健康状态。必须意识到，在未经训练的老年人中进行测试和训练时存在各种受伤风险。在训练期结束时，RET 组有一人旧有的背部问题复发。然而，在老年受试者中，训练项目期间发生的任何损伤或不适均未在研究结束后持续较长时间。有时可对训练的时间、训练量以及训练强度进行适当调整。对于力量训练方案，最好由教练记录每次训练课程中每位受试者在每项训练动作中所承受的负荷，以便在整个训练期间跟踪合理的渐进过程。在使用等速测力计进行力量测量时，必须避免测量过程中的任何误差.......
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披露
作者声明不存在任何竞争性经济利益。
致谢
作者感谢Andrée Nienkerk、Dennis Peyron和Sebastian Skjöld对培训课程及多次测试的监督；感谢参与研究的受试者；感谢Tim Crosfield对语言的修改；以及感谢瑞典体育与健康科学学院提供的经济支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 蛋白质印迹 | |||
| Pierce 660 nm 蛋白质检测试剂盒 | Thermo Scientific, Rockford, IL, USA | 22662 | |
| SuperSignal West Femto 高灵敏度底物 | Thermo Scientific | 34096 | |
| Halt 蛋白酶抑制剂混合液（100x） | Thermo Scientific | 78429 | |
| Restore PLUS 蛋白质印迹膜 stripping 缓冲液 | Thermo Scientific | 46430 | |
| Pierce PVDF 膜可逆蛋白染色试剂盒 | Thermo Scientific | 24585 | |
| 10 st - 4–20% Criterion TGX 凝胶，18 孔，30 µL | Bio-Rad Laboratories, Richmond, CA, USA | 567-1094 | |
| Immun-Blot PVDF 膜 | Bio-Rad | 162-0177 | |
| Precision Plus Protein 双色蛋白标准品 | Bio-Rad | 161-0374 | |
| 2x Laemmli 样品缓冲液 | Bio-Rad | 161-0737 | |
| 10x Tris/甘氨酸 | Bio-Rad | 161-0771 | |
| 2-巯基乙醇 | Bio-Rad | 161-0710 | |
| Tween 20 | Bio-Rad | P1379-250ML | |
| Quantity One 版本 4.6.3 软件进行条带分析 | Bio-Rad | ||
| 1% 磷酸酶抑制剂混合液 | Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA | ||
| 抗体 | |||
| mTOR（1:1,000） | Cell Signaling, Danvers, Massachusetts, USA | 2983 | |
| Akt（1:1,000） | Cell Signaling, Danvers | 9272 | |
| 二抗：抗兔和抗小鼠 HRP 标记抗体（1:10,000） | Cell Signaling, Danvers | ||
| 柠檬酸合酶（CS）（1:1,000） | Gene tex, San Antonio, California, USA | ||
| OXPHOS（1:1,000） | Abcam, Cambridge, UK | ||
| 设备——肌肉样本分析 | |||
| Bullet Blender 1.5 匀浆仪 | Next Advance, New York, USA | ||
| 酶标仪 | Tecan infinite F200 pro, Männedorf, Switzerland | ||
| 组织化学 | |||
| Mayer 苏木精染液 | HistoLab, Västra Frölunda, Sweden | 1820 | |
| 油红 O | Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA | 00625-25y | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | 793566-2.5 kg | |
| 氯化钴 | Sigma-Aldrich | 60818-50G | |
| 淀粉酶 | Sigma-Aldrich | A6255-25MG | |
| ATP | Sigma-Aldrich | A2383-5G | |
| 甘氨酸 | VWR-chemicals / VWR-international, Spånga, Sweden | 101196X | |
| 氯化钙 | VWR-chemicals / VWR-international | 22328.262 | |
| 异戊烷 | VWR-chemicals / VWR-international | 24872.298 | |
| 乙醇 96% | VWR-chemicals / VWR-international | 20905.296 | |
| NaOH | MERCK, Stockholm, Sweden | 1.06498.1000 | |
| 乙酸钠 | MERCK | 1.06268.1000 | |
| KCl | MERCK | 1.04936.1000 | |
| 硫酸铵 | MERCK | U1507042828 | |
| 乙酸 100% | MERCK | 1.00063.2511 | |
| Schiff 试剂´ | MERCK | 1.09033.0500 | |
| 高碘酸 | MERCK | 1.00524.0025 | |
| 氯仿 | MERCK | 1.02445.1000 | |
| pH 计 LANGE | HACH LANGE GMBH, Dusseldorf, Germany | ||
| 光学显微镜 | Olympus BH-2, Olympus, Tokyo, Japan | ||
| 冷冻切片机 Leica CM1950 | Leica Microsystems, Wetzlar, Germany | ||
| Leica 软件 Leica Qwin V3 | Leica Microsystems | ||
| Gel Doc 2000 - Bio-Rad，成像系统 | Bio-Rad Laboratories AB, Solna, Sweden | ||
| Quantift One 软件程序 - 4.6（版本 4.6.3；Bio Rad） | Bio-Rad Laboratories AB, Solna, Sweden | ||
| 口服葡萄糖耐量试验（OGTT） | |||
| 葡萄糖 APL 75 g | APL, Stockholm, Sweden | 323,188 | |
| 全自动分析仪 Biosen 5140 | EKF Diagnostics, Barleben, Germany | ||
| 血浆胰岛素和 C 肽 ELISA 检测试剂盒 | Mercodia AB, Uppsala Sweden | 10-1132-01, 10-1134-01 | |
| 酶标仪 | Tecan infinite F200 pro, Männedorf, Switzerland | ||
| 其他设备 | |||
| 去脂体重测量仪 | FFM-Tanita T5896, Tanita, Tokyo, Japan | ||
| 所有训练动作的力量训练设备 | Cybex International Inc., Medway, Massachusetts, USA | ||
| 功率自行车 | Monark Ergometer 893E, Monark Exercises, Varberg, Sweden | ||
| 心率监测器 RS800, Polar | Polar Electro OY, Kampele, Finland | ||
| Oxycin-Pro —— 自动运动肺量计设备 | Erich Jaeger GmbH, Hoechberg, Germany | ||
| 等速肌力计，Isomed 2000，用于膝关节肌肉力量测试 | D&R Ferstl GmbH, Henau, Germany | ||
| CED 1401 数据采集系统及 Signal 软件 | Cambridge Electronic Design, Cambridge, UK | ||
| 肌肉力量分析软件，Spike 2，版本 7 | Signal Hound, LA Center, WA, USA | ||
| 用于统计分析的 Statistica 软件 | Statistica, Stat soft. inc, Tulsa, Oklahoma, USA | ||
| 肌肉活检设备 | |||
| Weil Blakesley 活检钳 | Wisex, Mölndal, Sweden | ||
| 局部麻醉 | Carbocain, 20 mL, 20 mg/mL; Astra Zeneca, Södertälje, Sweden | 169,367 | |
| 手术刀片 | Feather Safety Razor CO, LTD, Osaka, Japan | 11048030 |
参考文献
- Carrick-Ranson, G., et al. The effect of age-related differences in body size and composition on cardiovascular determinants of VO2max. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 68 (5), 608-616 (2013).
- Peterson, C. M., Johannsen, D. L., Ravussin, E.
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