Summary

Randomisierte kontrollierte Studie zur Untersuchung der akuten Auswirkungen von Krafttraining auf die Insulinsensitivität bei adipösen Erwachsenen

Published: December 01, 2023
doi:

Summary

Diese Studie beschreibt ein randomisiertes kontrolliertes Studienprotokoll, das darauf abzielt, die akuten Auswirkungen des Krafttrainingsvolumens auf die Insulinsensitivität bei adipösen Personen zu bewerten.

Abstract

Eine akute Kraftübungseinheit (SE) verbessert die Insulinsensitivität (IS) für mehrere Stunden; Die Auswirkungen des SE-Volumens (d. h. der Anzahl der Sätze) wurden jedoch nicht gründlich untersucht. Obwohl es intuitiv ist, dass einige SE besser sind als keine, und mehr besser als einige für die Verbesserung von IS, können hochvolumige Sitzungen für kranke Bevölkerungsgruppen eine Herausforderung darstellen, insbesondere für übergewichtige Erwachsene, für die selbst ein zügiger Spaziergang eine Herausforderung sein kann. Dieses Protokoll beschreibt eine randomisierte klinische Studie zur Beurteilung der akuten Auswirkungen von SE auf IS bei adipösen Erwachsenen. Die Einschlusskriterien sind der Body-Mass-Index >30 kg/m2), die zentrale Adipositas (Taillenumfang >88 cm bzw. >102 cm bei Frauen und Männern) und das Alter >40 Jahre. Die Teilnehmer werden mit der SE vertraut gemacht (7 Übungen, die auf die wichtigsten Muskelgruppen abzielen) und führen dann drei Sitzungen in zufälliger Reihenfolge durch: Sitzung 1 – Sitzung mit hohem Volumen (3 Sätze/Übung); Sitzung 2 – Sitzung mit geringem Volumen (1 Satz/Übung); Sitzung 3 – Kontrollsitzung (keine Übung). Die Ernährung wird am Tag vor und am Tag der Sitzungen kontrolliert. Die Sitzungen werden nachts absolviert und am nächsten Morgen wird ein oraler Glukosetoleranztest durchgeführt, aus dem mehrere IS-Indizes abgeleitet werden, wie z. B. die Fläche unter der Kurve (AUC) von Glukose und Insulin, der Matsuda-Index, der Cederholm-Index, der Muskel-IS-Index und der Gutt-Index. Basierend auf Pilotstudien erwarten wir eine Verbesserung der IS (Insulin-AUC und Matsuda- und Cederholm-Indizes) um ~15 % nach der Sitzung mit hohem Volumen und eine Verbesserung um ~8 % nach der Sitzung mit geringem Volumen im Vergleich zur Kontrollsitzung. Diese Studie wird Personen zugute kommen, die hochvolumige SE-Sitzungen als Herausforderung empfinden, aber dennoch darauf abzielen, ihren IS zu verbessern, indem sie 1/3 ihrer Zeit und Mühe investieren.

Introduction

Obwohl die chronischen Auswirkungen von Krafttraining auf die Insulinsensitivität wiederholt gezeigt wurden 1,2,3, kann selbst eine akute Einheit Krafttraining die Insulinwirkung für bis zu 48 h verbessern4. Dieser Effekt wurde bei gesunden 5,6,7,8, adipösen 9, älteren10, insulinresistenten Personen4 und Typ-2-Patienten mit Diabetes mellitus11 nachgewiesen. Andere haben keine positiven Effekte berichtet 12,13,14,15,16,17, und es ist unklar, warum diese Unterschiede auftreten.

In einer kürzlich veröffentlichten narrativen Übersichtsarbeit18 wurde vorgeschlagen, dass das Volumen der Kraftübungen (die Anzahl der Sätze pro Übung) für die Verbesserung der Insulinsensitivität unerlässlich ist. Eine kürzlich durchgeführte systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse zeigte beispielsweise, dass Sitzungen, die aus 21 oder mehr Sätzen bestanden, im Vergleich zu Sitzungen mit weniger als 21 Sätzen zu einer stärkeren Verbesserung der Insulinwirkung führten19. Allerdings gibt es nur wenige Belege aus der Literatur, die diese Auffassung direkt stützen. Zum Beispiel verbesserte ein höheres Krafttrainingsvolumen (30 Sätze) den Glukosestoffwechsel stärker als ein niedrigeres Volumen (10 Sätze)20. Es ist jedoch erwähnenswert, dass in dieser Studie Kraftübungen im Zirkelstil implementiert wurden, was den Vergleich mit traditionellen Kraftübungen einschränkt. In einer anderen Studie wurde eine bessere Insulinsensitivität nach einem Krafttrainingsprotokoll mit 32 Sätzen im Vergleich zu einem 8-Satz-Protokollbeobachtet 21. Der Grad des Aufwands nach den Sätzen wurde jedoch nicht berichtet und war vermutlich nach dem High-Volume-Protokoll größer. Dies ist wichtig, da der Grad der Anstrengung (oder die Nähe zum konzentrischen Muskelversagen, gekennzeichnet als die Unfähigkeit, den Satz aufgrund eines Versagens in der konzentrischen Bewegung einer bestimmten Wiederholung fortzusetzen) ebenfalls als wichtige Variable zur Verbesserung des Insulin- und Glukosestoffwechsels angesehen wurde18. Die begrenzten verfügbaren Studien zu diesem Thema und ihre methodischen Einschränkungen schließen daher weitere Rückschlüsse auf die Auswirkungen des Krafttrainingsvolumens auf die Insulinsensitivität aus.

Ein weiterer interessanter Punkt, wenn es um das Volumen des Krafttrainings geht, ist, dass es von Natur aus mit dem Zeitaufwand verbunden ist. Ein geringeres Trainingsvolumen bedeutet von vornherein, dass weniger Zeit im Fitnessstudio verbracht wird. Unter den Gründen, warum man sich nicht an ein Trainingsprogramm hält, steht Zeitmangel ganz oben auf der Liste22. Daher bedeutet eine Kraftübungseinheit mit geringem Volumen, die die Insulinsensitivität effektiv verbessert, einen geringeren Zeitaufwand23 und kann zu einer höheren langfristigen Adhärenz führen. Darüber hinaus stehen auch subjektive Empfindungen, wie z.B. Selbstwirksamkeit (Selbstwahrnehmung der Fähigkeit, etwas zu leisten) und die Empfindungen von Freude und Spaß (Genuss) mit der Übungsadhärenz in Zusammenhang 24,25,26. Es ist vernünftig zu spekulieren, dass sich Menschen selbstbewusster fühlen und ihr Trainingserlebnis mehr genießen können, wenn sie eine Kraftübungseinheit mit geringem Volumen durchführen, die sich in einer Verbesserung der Gesundheit niederschlägt.

Um die Lücken in der oben zusammengefassten Literatur zu schließen, beschreiben wir ein Protokoll für eine randomisierte, kontrollierte, klinische Crossover-Studie mit dem primären Ziel, die Auswirkungen des Krafttrainingsvolumens auf die Insulinsensitivität bei adipösen Personen zu bewerten. Als sekundäres Ziel untersuchen wir die Auswirkungen des Kraftübungsvolumens auf das subjektive Empfinden (Selbstwirksamkeit, Zuneigung und Genuss).

Das Protokoll beschreibt hier eine randomisierte, kontrollierte, 3-Wege-Crossover-klinische Studie. Die chronologische Abfolge des Protokolls umfasst: eine Bewertung der Krankengeschichte und anthropometrischer Messungen (Körpermasse, Größe, Taillenumfang und Körperzusammensetzung) vor der Teilnahme; einen Termin mit dem zertifizierten Ernährungsberater des Teams; eine Eingewöhnungsphase mit den Fragebögen zu Kraftübungen und subjektiven Gefühlen; Kraftbeurteilung bei jeder Übung; zufällige Zuweisung der Reihenfolge der Sitzungen; Durchführung der 3 Sitzungen (im Abstand von 7-28 Tagen), unmittelbar gefolgt von der Beantwortung der Fragebögen zu subjektiven Empfindungen; ein oraler Glukosetoleranztest (OGTT) am nächsten Morgen; und Datenanalyse. Abbildung 1 zeigt den Entwurf des Protokolls.

Figure 1
Abbildung 1: Studiendesign. Ein Flussdiagramm der Studienmethodik folgte hier. 1: Adipös (Body-Mass-Index [BMI] >30 kg/m2; Taillenumfang >102/88 cm); 2: Anthropometrische Beurteilungen und Einarbeitung; zufällige Zuweisung zu 3: Kraftübungseinheit mit hohem Volumen (21 Sätze), 4: Kraftübungseinheit mit geringem Volumen (7 Sätze) oder 5: Kontrolltag; 6: Standardmahlzeit im Anschluss an die Sitzungen; 7: Schlafen und Übernachten fasten; 8: Oraler Glukosetoleranztest. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Protocol

Holen Sie eine ethische Freigabe für die Studie ein, indem Sie das Studienprotokoll und die Einwilligungserklärung beim lokalen Institutional Review Board (IRB) oder dem lokalen Research Ethics Committee (REC) einreichen. Die Studie kann erst nach IRB- oder REC-Zulassung beginnen. Die unten dargestellten Ergebnisse stammen aus einer Pilotstudie, für die die Probanden vor der Aufnahme eine schriftliche Einverständniserklärung unterschrieben haben. Nach der IRB- oder REC-Genehmigung registrieren Sie das Protokoll pros…

Representative Results

Abbildung 2 zeigt repräsentative (aus einer Pilotstudie) Reaktionen auf Glukose (Abbildung 2A) und Insulin (Abbildung 2B) während der OGTT. In der Regel werden Spitzenwerte für Glukose und Insulin bei einer 30-minütigen Messung beobachtet, gefolgt von einem konstanten Abfall bis zur 120-minütigen Messung. Je niedriger der Glukosepeak, desto besser das Ergebnis, was auf eine Hemmung der hepatischen Glukoseproduktion hinweist. Je…

Discussion

In diesem Artikel wurden die Schritte für eine randomisierte kontrollierte Studie beschrieben, die darauf abzielte, die Auswirkungen des Krafttrainingsvolumens auf die Insulinsensitivität bei übergewichtigen Erwachsenen zu bewerten. Randomisierte kontrollierte Studien sind die besten Forschungsprotokolle, um Ursache und Wirkung einer Behandlung auf unvoreingenommene Weise zu ermitteln49,50. Konkret werden wir in dieser Studie ein Crossover-Design verwenden, wa…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Studie wird vom Nationalen Rat für wissenschaftliche und technologische Entwicklung (CNPQ: Grant#407975/2018-7 und # 402091/2021-3) und von der staatlichen Agentur für Forschung und Entwicklung von Minas Gerais (FAPEMIG: Grant# APQ-00008-22) unterstützt. Die Geldgeber spielten keine Rolle bei der Konzeption dieser Studie und spielen auch keine Rolle bei der Durchführung der Studie, der Interpretation der Daten oder der Berichterstattung über die Ergebnisse. Diese Studie wird an der Bundesuniversität der Täler Jequitinhonha und Mucuri (Diamantina-MG, Brasilien) durchgeführt, die die für die Durchführung der Forschung erforderlichen Geräte und Räume (DXA, Krafttrainingsraum, Krafttrainingsgeräte usw.) zur Verfügung stellt.

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

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Rocha Silva, L. F., Chaves Garcia, B. C., Mang, Z. A., Amorim, F. T., Dias-Peixoto, M. F., Gripp, F., Tricoli, V., Magalhães, F. d. C. Randomized Controlled Trial to Study the Acute Effects of Strength Exercise on Insulin Sensitivity in Obese Adults. J. Vis. Exp. (202), e65478, doi:10.3791/65478 (2023).

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