Summary
노인에 대한 단기 저항 훈련의 효과는 여러 가지 방법을 동시에 사용하여 조사되었습니다. 대조군과 비교하여 근육 호기성, 포도당 내성, 힘, 힘, 근육질 (세포 신호 및 근육 섬유 유형 조성에 관여하는 단백질)에 대한 많은 개선이있었습니다.
Abstract
이 프로토콜은 단기 저항 운동 (RET)을 수행하는 노인의 근육 호기성 용량, 포도당 내성, 힘 및 힘을 검사하는 광범위한 방법의 동시 사용을 설명합니다. RET 참가자 (71 ± 1 세, 범위 65-80)는 1 주일에 3 번 주간 감독 감기 저항 훈련을 8 주 동안 실시했다. 훈련을받지 않은 대조군과 비교하여 RET는 근력, 힘, 내당능 및 근육 호기성 용량의 여러 매개 변수를 나타 내기 위해 사용 된 측정법에 대한 개선점을 보여주었습니다. 힘 훈련은 단단한 운동기구가있는 체육관에서 수행되었습니다. 무릎 신근 강도를위한 등속 동력계는 동심, 편심 및 정적 강도의 측정을 허용했는데, 이는 RET 그룹에 대해 증가했다 (8-12 % post- versus pre-test). 초기 0-30ms에서의 힘 (힘 발달 속도, RFD)은 또한 RET 그룹 (52 %)에 대한 증가를 보였다. 프레 이크를 이용한 내당능 검사혈당 측정 결과 2 시간 (14 %) 이후의 혈당 값과 곡선 아래 영역 (21 %)에 대한 RET 군의 개선 만이 나타났다. 혈중 지질 또한 향상되었다 (8 %). 조직 화학을 이용하여 제작 한 근육 생검 시료에서 섬유 유형 Ⅱa의 양이 증가하였고 RET 군에서 Ⅱx의 감소 경향은 섬유 조성 측면에서보다 산화적인 측면으로 바뀌었다. RET 그룹에서 Akt와 mTOR 모두에서 웨스턴 블랏 (근육 단백질 합성에 대한 신호 전달과 관련된 단백질 함량을 측정)은 69 %의 상승을 보였습니다. 이것은 또한 RET 그룹에서만 OXPHOS complex II와 citrate synthase (~ 30 %) 및 complex IV (90 %)에 대한 미토콘드리아 단백질의 증가를 보였다. 우리는 이러한 유형의 점진 저항 운동이 다양한 개선 ( 예 : 힘, 힘, 호기성 능력, 내당능 및 혈장 지질 프로파일)을 제공한다는 것을 입증합니다.
Introduction
노화는 근육량 (근육 감소증), 힘 및 힘의 상실과 관련이 있습니다. 힘의 감소, 그리고 더욱 중요한 것은 힘의 불 이동, 부상의 위험 증가 및 삶의 질 감소입니다. 레지스탕스 훈련은 근육 감소와 근육 기능 저하를 예방하는 잘 알려진 전략입니다. 근력의 대략적인 추정은 달성 된 반복 또는 반복 횟수로부터 얻을 수 있습니다. 그러나 isokinetic 동력계를 사용하여 등 근성, 동심원 및 편심 수축 중 토크에 대한 정보를 수집하고 힘 개발의 동역학에 대한 정보를 수집하여 근육 기능에 대해보다 자세하고 정확한 정보를 얻었다.
호기성 능력은 전신 수준 (VO 2max )과 골격근에서 모두 고령자에서 감소합니다. 나이와 함께 심박수 감소는 VO 2max 1 의 감소의 상당 부분을 설명하지만, 감소 된 mus크게 신체 활동 감소 2 와 관련된 산화 능력이 기여한다. 손상된 미토콘드리아 기능 또한 근육 감소증과 인슐린 저항성의 발병과 관련 될 수 있습니다 3 . 근육 호기성 능력은 미토콘드리아 효소 및 매트릭스 ( 즉, 구연산 합성 효소)와 내부 미토콘드리아 막 둘 다에 위치한 단백질 복합체의 내용물의 생화학 적 분석을 통해 근육 생검에서 평가되었다. 또한, 조직 화학적 기술을 사용하여 근육 형태학 ( 즉, 섬유 유형 조성, 섬유 단면적 및 모세 혈관 밀도)에 대한 저항 훈련 효과를 측정했습니다. 근육 호기성 능력을 평가하는 또 다른 방법은 운동 유도 고갈 후에 크레아틴 인산염 재 합성 속도를 측정하기 위해 자기 공명 분광기를 사용하는 것입니다. 이 방법은 생체 내 근육 호기성 용량그러나 미토콘드리아 기능 장애와 순환기 질환을 구분할 수는 없습니다. 또한 장비의 높은 비용으로 인해 대부분의 실험실에서이 기술의 사용이 제한됩니다. 유산소 용량 (VO 2max 및 미토콘드리아 밀도)은 젊은 사람과 노인 모두에서 지구력 운동으로 개선 될 수 있습니다 5 , 6 . 그러나 이러한 매개 변수에 대한 저항성 훈련의 효과는 조사되지 않았으며, 특히 노인 환자의 경우에는 그 결과가 7,8,9,10과 상충됩니다.
제 2 형 당뇨병은 노인 인구에서 널리 퍼진 질병입니다. 신체 활동과 비만은 제 2 형 당뇨병의 발생 빈도를 설명하는 주요 생활 습관 관련 요인입니다. 낮은 강도의 유산소 운동은 종종 내당능이 저하 된 대상에게 권장됩니다. 그러나, 그것은 unc입니다.고령자의 체력 훈련이 내당능 / 인슐린 감수성에 미치는 영향 11 , 12 . 인슐린 감도를 측정하는 가장 정확한 방법은 포도당 클램프 기술을 사용하는 것입니다.이 방법에서는 인슐린 수치가 높을 때 포도당 주입으로 혈당을 일정하게 유지합니다. 이 기술의 단점은 시간이 많이 걸리고 침습적이며 (동맥 카테터 삽입) 특별한 실험실 시설이 필요하다는 것입니다. 이 연구에서는 의료기관에서 흔히 사용되는 구강 내 당부 하 검사가 사용되었습니다. 이 방법은 여러 피험자가 제한된 기간 동안 조사 될 때 적합합니다.
실험 절차의 테스트 및 타임 라인은 다음과 같이 요약 할 수 있습니다. 8 주 전후의 테스트에는 3 일을 별도로 사용하고 동일한 배치와 대략적인 시간표 (매일 24 시간 이상 < strong> 그림 1). 첫 번째 검사 일에 신장, 체지방, 무 지방량 (FFM), 상지 둘레 ( 즉, 앙와위 자세의 정점 슬개골보다 15cm 위쪽)와 같은 인체 측정 학적 자료; 최고 수준의 사이클링 능력; 무릎 근육 강도를 측정합니다. 두 번째 검사 일에 허벅지에서 근육 생검을합니다. 자세한 설명은 6.1 단계를 참조하십시오. 마지막 검사 일에 경구 포도당 내성 (OGTT)을 검사하십시오. 자세한 설명은 7.1 단계를 참조하십시오. 모든 참가자들에게 24 시간 동안 활발한 신체 활동을 피하고 각 시험 당일 전에 밤새도록 금식하도록 요청하십시오. 그러나 OGTT 시험일 전 48 시간 동안 격렬한 신체 활동을 피하도록 요청하십시오. 그들에게 정상적인 일상적인 신체 활동과식이 습관을 따르도록 요청하십시오. 사전 개입과 개입 후, 그룹이 스스로보고 한 음식물 섭취량과 음식의 종류는 변하지 않았다.
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그림 1 : 실험 프로토콜. 개략도. 세 가지 사전 및 사후 테스트 사이의 타이밍은 각 피험자마다 유사했으며 적어도 24 시간이 걸렸습니다. 자세한 내용은 본문에 나와 있습니다. 이 수치는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28 이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
본 연구는 고령자의 단기 저항 운동이 근육의 산화 능력과 내당능에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 두 번째 목표는 힘, 힘 및 근육의 질적 향상 (세포 신호 및 근육 섬유 유형 구성에 관여하는 단백질)에 미치는 영향을 조사하는 것이 었습니다.
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Protocol
스웨덴 스톡홀름 지역 윤리위원회는 조사 디자인을 승인했습니다.
1. 재질
- 비교적 건강한 65-80 세의 여성과 남성을 모집하고 체질량 지수가 20 ~ 30 kg · m -2 인 사람 . 그들을 두 그룹으로 무작위 화하십시오. 두 그룹의 개인이 비교적 낮은 신체 활동 수준 ( 즉, 적당한 신체 활동 및 규칙적인 운동 훈련)을 갖도록하십시오.
- 베타 차단제 사용자와 관상 동맥 질환 환자 및 심한 신경 학적 또는 관절 질환이있는 환자는 제외하십시오.
- 테스트 및 트레이닝 세션에서 발생할 수있는 불편 함과 위험을 알린 후 피험자에게 서면 동의를 요청하십시오.
- 연령, 성별, BMI 측면에서 저항 훈련 (RET)과 훈련 (CON) 그룹없이 균형을 유지하십시오. 한 그룹에게 트레이너 아래에서 일주일에 세 번씩 8 주 동안 RET를 수행하도록 요청하십시오. 다른 그룹은 통제로 작용할 것이다.ls (CON).
2. 테스트 및 교육
참고 : 8 가지 운동은 표준 다리 훈련, 앉은 다리 압박, 복부 경련, 누운 자세 가슴 압박, 앉아있는 등 연장, 앉은 자세 조절, 앉아있는 조정, 앉아있는 다리 확장 (무릎 확장) 및 다리가 굴기 쉬운 경향 (무릎 굴곡) ; 대표 결과 섹션의 그림 8 을 참조하십시오.
- 첫 번째 훈련 기간 동안 각 운동에 대해 한 번의 최대 반복에서 최대 강도를 평가하십시오 (1 RM).
참고 : 1 RM 모델은 일반적으로 사용되며 피험자가 저항을 한 번만 들어 올리거나 밀어 올릴 수있는 부하로 정의됩니다.- 시작하기 전에 참가자에게 시험 된 운동의 짧은 예열 (매우 낮은 체중 부하에서 몇 가지 초기 시험 포함)을 수행하도록 요청하십시오. 결과적으로 가능한 RM 값보다 훨씬 적게 부하를 증가시킵니다 (가장 자주 3-4의 최대 값이광고). 주체가 한 번만 수행 할 수있는 최대로드 (= 1 RM)를 등록하십시오.
- 8 가지 표준 강도 훈련에서 1RM을 측정하십시오 (대표 결과 섹션의 그림 8 참조). 시험 한 각 운동 사이에 적어도 2-3 분간 휴식을 취하도록 피험자에게 요청하십시오.
참고 : 힘 훈련 장비는 각 훈련 훈련의 테스트를 포함하여 모든 훈련 훈련에 사용되었습니다.
- RET 그룹 전체에게 8 시간 동안 일주일에 세 번씩 감독 된 힘 훈련을 1 시간 수행하도록 요청하십시오. 워밍업 후에 위에서 언급 한 8 가지 표준 훈련을 참가자들에게 수행하도록 요청하십시오. 각 세트에서 12 회 운동을 반복하고 각 운동마다 3 세트를 수행해야합니다. 각 운동마다 1 분 동안 휴식을 취하고 운동마다 2-3 분간 휴식을 취하십시오.
- 피실험자에게 동심 상태 ( 즉, 근육 단축 단계) 동안 가능한 한 빨리 운동을하고 다른 운동에는 천천히 운동을하도록 요청하십시오.편심 단계 ( ie, 근육 신장 단계).
참고 : 과목은 순서에 관계없이 연습을 할 수 있습니다. 그러나 다리 운동을 시작하고 끝내고 제시된 순서대로 8 가지 운동을 시도해 보도록 요청하십시오. 8 가지 운동 모두에 강도 훈련 장비를 사용하십시오. - 각 훈련 기간 동안 참가자들에게 운동 1 회당 RM의 75-80 %에서 3 세트를 수행하도록 요청하십시오. 참가자가 세 세트의 운동 모두에서 12 번의 반복을 할 수있게 된 후 세션 당 부하를 약 5 % 증가시킵니다.
- 피실험자에게 동심 상태 ( 즉, 근육 단축 단계) 동안 가능한 한 빨리 운동을하고 다른 운동에는 천천히 운동을하도록 요청하십시오.편심 단계 ( ie, 근육 신장 단계).
3. Submaximal Cycling Test
참고 : 시험 1 일에 submaximal cycling 테스트를 수행하십시오 (소개 및 그림 1 참조 ).
- 2 분의 최대 수준을 포함하여 4 분 동안 각각 14 , 15 분의주기 에르고 미터 테스트를 수행합니다. 첫 번째 작업 속도를 낮게 (30W) 설정하고 두 번째 작업 속도를 60-120 W, 사이클 에르고 미터의 부하 사이에서 멈춤 없음.
참고 : 첫 번째 하중은 모든 대상에서 동일하지만 두 번째 및 마지막 최대 수준은 각 대상의 최대 심장 박동 수의 약 65-85 %이어야합니다. 두 가지 부하는 8 주간의 훈련 개입 기간 전과 후에 동일해야합니다.- 신체적으로 얼마나 활동적인지 물어 봄으로써 피험자가 잠시 동안 순환하도록 두 번째로 높은 부하 수준을 기준으로합니다. 검사 리더는 최종 최대 부하가 적절한 지에 대한 대상자의 심박수에 근거하여 의견을 작성합니다.
- 오후 3시 15 분, 3시 30 분, 3시 45 분에 관찰 된 HR의 평균치를 취하여 저속 및 고 작업 율의 마지막 순간에 가슴 벨트를 통해 심박수 모니터를 사용하여 평균 정상 심박수 (HR)를 기록하십시오. , 그리고 각 작업 속도로 4:00.
- 에고 - 폐활량 측정 장치를 사용하여 가스의 조성 (O 2 및 CO 2 즉 CO 2 / O 2 )을 등록하고 마지막 순간 (15 초마다 4 번 측정)의 RER 평균값을 계량화하십시오.
4. 무릎 연 신기 강도 : 정적, 편심 및 동심 피크 토크 및 힘 발달 비율
참고 : 시험 1 일에 무릎 강도 측정을 수행하십시오 (소개 및 그림 1 참조 ).
- 기록하기 전에 최고 수준 (즉, 최대 심박수의 약 65-85 %)에서 사이클 에르고 미터로 8-10 분간 순환하여 워밍업을 수행하도록 피험자에게 요청하십시오.
- 피실험자에게 등속 동력계의 벤치에 앉아달라고 부탁하십시오. 어깨와 엉덩이 위로 끈으로 피사체의 몸통을 고정하십시오. 피검자의 생크를 두 개의 끈으로 동력계 샤프트에 단단히 고정하십시오 : 하나는 무릎 아래에 있고 다른 하나는 바로발목에. 무릎 관절 축을 동력계 축의 회전 중심에 맞 춥니 다.
- 피험자가 고정되었을 때 피험자가 등속 동력계에 앉아있는 상태에서 최대한의 자발적인 무릎 강도를 최대 토크로 평가하십시오. 처음에는 피험자가 무릎 강도 장비 (등속 동력계)에 익숙해지기 위해 몇 가지 시험을 수행 할 수 있습니다.
- 개인에게 4 개의 최대 자발적인 편심 및 동심원의 무릎 확장을 (교대로) 수행하도록 요청하고 오른쪽 다리는 30 ° / s의 일정한 각속도로 수행하십시오. 동작 범위를 90 ° ~ 15 ° (직선 다리 = 0 °)로 설정하십시오.
- 편심한 작업에서는 15 °에서 90 ° 무릎 각도까지 전체 운동을 통해 최대 힘으로 동력계 샤프트에 저항하도록 대상자에게 질문하십시오. 동심 작업에서, 운동 범위 전체에 걸쳐 가능한 한 딱딱한 무릎 확장 장치의 동력계 샤프트의 아래쪽 다리를 누르도록합니다.
- 동적 녹음 후 4 분간 휴식을 취하십시오. 그런 다음 65 ° 무릎 각도에서 정적 최대 자발 수축 토크 (MVC)를 네 번 평가합니다. 모든 정적 시도에서 동일한 동력계에 앉아있는 피험자에게 동력계 축에 대해 가능한 한 빠르고 힘차게 걷어차 고, 지금은 고정되어 있으며 (65 °로) 움직일 수 없습니다.
- 토크 (강도) 신호의 경우 등속 동력계에 연결된 아날로그 - 디지털 변환기 상자를 사용하여 아날로그 토크 신호를 디지털 신호로 변환하십시오.
참고 : 변환기는 자동으로 동력계에서 디지털 신호로 아날로그 신호를 변경합니다.이 신호는 이후 데이터가 수집되는 컴퓨터로 자동으로 내보내집니다.- 컴퓨터의 소프트웨어 분석 프로그램에서 샘플링 주파수를 5 kHz로 설정하십시오. 소프트웨어 분석 프로그램을 사용하여 추후의 강도 값 분석을 위해 컴퓨터에 디지털 신호를 저장하십시오.
- 후속 분석에서는편심, 동심 및 정적 측정에서 각 피험자에 대한 네 번의 시도에서 얻은 가장 높은 값. 소프트웨어 프로그램에서 네 번의 시도 중 가장 높은 값을 클릭하고 컴퓨터 화면에 표시된 강도 값을 기록하십시오.
- 각 피검자에 대한 편심 및 동심원 기록에서 최고 피크 토크를 등록하고 네 번의 정적 시도 중에서 가장 높은 강도 값을 등록하십시오.
참고 : 앉은 자세에서의 등 신장 성 동력계 시험은 적절한 신뢰성과 타당성을 가지고 있습니다 16 , 17 .
- 각 피검자에 대한 편심 및 동심원 기록에서 최고 피크 토크를 등록하고 네 번의 정적 시도 중에서 가장 높은 강도 값을 등록하십시오.
- 정적 시험 중 가장 높은 값으로 0-30ms 및 0-200ms 동안 힘 (토크) 발달 (RFD) 속도를 측정하십시오. 무릎 신전근 강도 (시간 : 0 ms)에 대한 수축 시작을 위해 7.5-Nm 수준에서 0의 값을 설정하십시오 18 , 19 . 커서를 이동하십시오 (근육을위한 소프트웨어 프로그램에서).강도 분석)을 y 스케일의 "7.5 Nm"값에 적용하여 0 ms의 위치를 얻습니다.
- 사전 테스트 평가를 위해 커서를 30ms 값 (시간 0ms 후)에 설정하십시오. 30mms에서 Nm 단위로 상승을 나타내는 값을 기록하십시오 ( 즉, 7.5Nm = 0ms에서 Nm 증가). 사후 테스트 값에 대해서도 동일한 절차를 수행하십시오.
- 0-30ms 동안 사전 테스트 Nm 값 (분모)과 비교하여 사후 테스트 Nm 값 (분자)에 대한 백분율 증가를 계산합니다. 따라서 사전 테스트에서 사후 테스트까지 RFD 상승률을 퍼센트로 표시하십시오. 0-200 ms의 시간 간격에 대해 동일한 분석을 수행하십시오.
5. 근육 생검
참고 : 검사 하루 2에 근육 생검을 수행하십시오 (소개 및 그림 1 참조 ).
- conchotome 20을 사용하여 허벅지 근육 vastus lateralis 의 중간 부분에서 근육 생검을 가져 가라.
- 생검을하기 전에 1-2 mL의 국소 마취를 피하에 근막에 주입하십시오. 2 분 후에 슬개골에서 전방 장골 골반까지의 거리의 1/3 정도 인 피부와 근막을 통해 작은 메스로 절개하십시오. conchotome을 사용하여 약 100-150 밀리그램 근육 조직을 추출합니다.
- 액체 질소에서 동결 온도로 냉각 된 이소 펜탄의 조직 화학에 대한 샘플을 동결하고 -80 ° C에 보관하십시오. 근육 조직 30-50mg 샘플을 보관하십시오.
- 액체 질소에서 단백질 분석을 위해 샘플을 신속히 동결하고 -80 ° C에 보관하십시오. 근육 조직 30-50mg 샘플을 보관하십시오.
6. OGTT
참고 : 시험 당일 3 일에 OGTT (경구 포도당 내성 검사)를 수행하십시오 (소개 및 그림 1 참조 ). 운동과 OGTT 사이의 시간은 48 시간을 초과해야하며 사전 및 사후에 유사해야합니다테스트. 2 시간 경구 OGTT를 사용하여이시기의 빈번한 혈액 샘플이 당뇨병 또는 당뇨병 상태를 나타내는 정상 수준 또는 증가 수준을 나타내는 지 여부를 조사합니다.
- 아침에 OGTT 검사를 하룻밤 금식하고 시험 당일 또는 그 전날에 격렬한 운동을하지 않은 피험자에 대해 실시하십시오.
- 글루코스 섭취 15 분전과 정맥 투여 전 15 분, 30 분, 60 분, 90 분, 120 분 후 대퇴 정맥의 정맥 캐뉼라를 통해 앙와위 참가자의 혈액 샘플 (4 mL)을 채취하십시오 250g / L 용액에서 75g의 포도당).
- 혈액 샘플을 1,500 xg 및 4 ° C에서 10 분간 원심 분리하고 향후 분석을 위해 -20 ° C에서 혈장을 저장하십시오. 표준 포도당 수준 검사를 수행하기 위해 샘플을 사용하십시오 (7 단계).
- 포도당, 인슐린 및 c- 펩타이드의 경우 기준 포도당 수준보다 높은 포도당 시간을 측정하여 곡선 아래의 면적 (AUC)을 계산하십시오. OGTT 결과 사용식 : 10000 * √ [(포도당 기초 * 인슐린 기초 ) * (포도당 평균 * 인슐린 평균 )에 따라 마쓰다 방법 21을 사용하여 전신에 대한 인슐린 민감도를 계산하십시오.
7. 혈액 시료 분석
- 자동 분석기로 정맥 혈장의 포도당 농도를 정량하십시오. 2 시간 OGTT 22 후에 7.8 mmol / L 이상의 혈당치에서 손상된 포도당 허용치를 설정하십시오.
- 인슐린 및 c- 펩타이드의 혈장 분석을 수행하기 위해 ELISA 키트 22 를 사용하십시오. 판 판독기를 사용하십시오. 플레이트 판독기 (각각 별도의 경우에)에 인슐린과 C 펩타이드 모두에 대한 ELISA 플레이트를 놓습니다.
참고 : 플레이트 판독기는 특정 흡광도에서 플레이트의 샘플을 측정하여 인슐린 양과 c- 펩티드 양을 측정합니다. 혈중 지질 TG, HDL, apolipoprotein A1 및 apolipoprotein B를 표준 방법으로 분석 하였다.카롤린스카 대학 병원, 스톡홀름, 스웨덴.
8. 근육 샘플의 분석
- 면역 블로 팅
- 먼저, 10 -1 mbar 이하의 압력에서 12 시간 동안 동결 건조기에서 근육 샘플을 동결 건조시킵니다. 그것이 현미경 아래에 바늘과 집게를 사용하여 혈액과 결합 조직이 무료로되도록 해부하십시오. -80 ° C에서 보관하십시오.
참고 : 근육의 적절한 양은 건조 중량 1 ~ 5mg이지만 프로토콜은 단일 섬유까지 1mg 미만으로 조정할 수 있습니다. 한 생검에서 나타나는 근육 조직의 양이 적기 때문에 RET 참가자의 값은 면역 블로 팅에 사용되지 않았습니다. - 근육 샘플 균질화 (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES), 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 5 mM 에틸렌 글리콜 - 비스 (5 mM)로 구성된 ice-cold buffer (80 μL / mg) (β- 아미노 에틸 에테르) -N, N, N ', N'- 테트라 아세트(EGTA), 10 mM MgCl2, 50 mM β- 글리세로 포스페이트, 1 % TritonX-100, 1 mM Na3VO4, 2 mM 디티 오 트레이 톨, 20 μg / mL 로이 펩틴, 50 μg / mL 아프로 티닌, 1 % 칵테일 및 40 μg / μL PMSF (phenylmethylsulfonyl fluoride)가 포함되어 있습니다.
- 근육과 각 튜브에 0.5 mm의 지르코늄 산화물 구슬의 국자를 놓습니다. 버퍼를 추가하고 속도 단계 7-8 (여기 최대 10) 및 4 ° C에서 2 x 1 분 동안 균질화하십시오.
- 10,000 x g에서 10 분 동안 균질 물을 원심 분리한다. 남은 상층 액을 새로운 튜브로 옮기고 구조 단백질이 들어있는 펠렛을 버린다.
- 660 nm에서 플레이트 판독기를 사용하여 상업적으로 입수 할 수있는 키트를 사용하여 상청액의 단백질 농도를 분광 광도계로 측정하십시오.
- 이어서 2x Laemmli 샘플 버퍼로 완충액을 희석하고 완충액 (1 : 1)을 1.5 μg /# 181; L. 95 ° C에서 5 분간 가열하여 단백질을 변성시킨다. 분석하기 전에 -20 ° C에 희석 된 시료를 보관하십시오.
- 네이티브 - 폴리 아크릴 아마이드 젤 전기 영동 (PAGE)의 경우 각 샘플의 단백질 30 μg을 18- 웰 프리 캐스트 그라디언트 겔 (4-20 % 아크릴 아마이드)에 넣고 얼음 위에서 30 분 동안 300 V에서 전기 영동을 수행합니다.
- 4 ° C 30 분 동안 전송 버퍼 (25 MM 트리스베이스, 192 MM 글리신, 10 % 메탄올)에 젤을 평형. 4 ℃에서 3 시간 동안 300 mA의 정전류로 0.2 μm 기공 크기의 폴리 비닐 리덴 플루오 라이드 멤브레인으로 단백질을 옮긴다.
- 동등한 loading과 transfer를 확인하기 위해서, total protein stain으로 membrane을 염색하십시오. 각 대상 단백질에 대해 동일한 젤에 각 피검자의 모든 시료를 채우고 동시에 모든 젤을 채 웁니다.
- Tris - 버퍼 식염수 (20 MM 트리스 -베이스, 192 MM NaCl, TBS, 산도 7.6)에서 상온에서 1 시간 동안 멤브레인을 차단5 % 비 지방 우유.
- 2.5 % 탈지유가 함유 된 TBS에 희석하고 0.1 % Tween-20 (TBS-TM)을 보충 한 1 차 항체 (물질 목록 참조)로 밤새 세포를 배양하십시오.
- 1 차 항체 배양 후, TBS-TM로 막을 세척하고 (2 x 1 분 + 3 x 5 분) 2 차 항체 (물질 목록 참조)와 함께 항온 배양하고 실온에서 1 시간 동안 양 고추 냉이 퍼 옥시다아제와 결합시킨다. TBS-TM (2 x 1 분 및 3 x 10 분)로 다시 씻고 다시 TBS로 4 회 5 분 세척합니다.
- 5 분 동안 막에 6-12 mL의 화학 발광 기질을 적용한다. 두 개의 투명한 플라스틱 시트 사이에 멤브레인을 놓습니다. 외부 빛을 차단하는 CCD 카메라 앞에 막을 놓습니다. 화학 발광 카메라 필터를 사용하여 연속 노출을하십시오.
- 소프트웨어 프로그램을 사용하여 2 분 동안 또는 신호가 포화 될 때까지 10 회의 노출을 획득하십시오. 광학 필터 설정에 대해 표준 설정을 사용하십시오.o 렌즈 세팅뿐만 아니라 화학 발광도 획득하십시오.
- 채도를 높이 지 않는 가장 높은 노출을 사용하고 밴드의 윤곽을 표시하십시오. 같은 소프트웨어를 사용하여 강도 x mm 2 로 밴드를 정량화하십시오. 밴드 강도에서 배경 잡음을 뺍니다. 총 단백질 얼룩에 대한 결과를 제시하고 기준선과 비교 한 백분율 변화로 표현하십시오.
- 먼저, 10 -1 mbar 이하의 압력에서 12 시간 동안 동결 건조기에서 근육 샘플을 동결 건조시킵니다. 그것이 현미경 아래에 바늘과 집게를 사용하여 혈액과 결합 조직이 무료로되도록 해부하십시오. -80 ° C에서 보관하십시오.
- 조직 화학
참고 : 아래 histochemistry 기술은 이전 출판물 25에 설명 된 방법을 기반으로합니다.- 조직 화학을 위해, 저온 유지 장치를 사용하여 -20 ° C에서 일련의 단면 (10 μm)을 자릅니다. 유리 큐벳에 저장된 유리 슬라이드에 횡단면을 마운트하고 실온에서 생검 슬라이스를 공기 건조시킵니다.
- ATPase 염색을 위해 pH 4.3, 4.6 및 10.3에서 사전 배양을위한 각 pH 수준의 완충 용액을 준비하십시오. 모세 혈관을 가시화하려면, sta아밀라아제 -PAS 방법을 사용하여 횡단면에서 27 .
- 보정 용액을 라벨 된 보정 비커에 넣음으로써 pH 미터를 보정하십시오. 해당 버튼을 눌러 주 메뉴에서 pH를 선택하십시오.
- 탈 이온수로 프로브를 헹구고 첫 번째 보정 비커에 프로브를 놓습니다. 멤브레인에 기포가 없는지 확인하십시오. 첫 번째 보정 용액을 측정하고 다음 보정 용액을 제시하십시오 (디스플레이는 다음 해결책을 요구할 것입니다).
- 탈 이온수로 프로브를 헹구고 두 번째 보정 비커에 넣으십시오. 멤브레인에 기포가 없는지 확인하십시오. 두 번째 교정 용액을 측정하고 다음 교정 용액으로 진행하십시오.
- 탈 이온수로 프로브를 헹구고 세 번째 보정 비커에 넣으십시오. 멤브레인에 기포가 없는지 확인하십시오. 세 번째 보정 용액을 측정하십시오.
참고 : 보정이좋으면 디스플레이에 "3 번째 버퍼 OK"가 잠시 표시된 다음 주 메뉴로 돌아갑니다.
- ATPase 염색을 위해 다음과 같이 완충액을 사용하십시오.
- pH 10.3에서 용액을 제조하기 위해 두 가지 용액, 즉 (A) 글리신 4.506g, CaCl 2 4.8g, NaCl 3.51g 및 dH 2 O 600mL 및 (B) NaOH 2.176g과 540mL 용액을 차가운 방 또는 냉장고에 보관하십시오. 1 개월 이내에 사용하십시오.
- pH 4.3 및 4.6에서 용액을 준비하려면 "산성 예비 인큐베이션"을 수행하십시오. 6.9g의 아세트산 Na, 3.7g의 KCl 및 500mL의 dH 2 O를 사용하여 전 배양을 위해 산을 조제한다. 그 다음 2.5g의 dH 2 O를 250mL의 dH 2 O에 용해시켜 1 % CaCl 2 용액을 준비한다. 2 % CoCl 2 용액을 5 g을 250 mL의 dH 2 O에 용해시켜 제조 하였다.
- 위에 언급 된대로 이러한 솔루션을 저장하고 사용하십시오. 마지막으로 0.2 % 황화 암모늄을20 % (NH4) 2 S 800 μL를 40 mL의 dH 2 O에 혼합한다. 후자를 신선하게 준비한다.
- 다음과 같이 특정 pH 값에서 용액을 준비하십시오. pH 미터의 보정 후, 큐벳과 칼슘 및 염화 코발트를 냉장고에서 꺼내어 얼룩이지기 전에 실온으로 따뜻하게하십시오.
- pH 10.3의 경우 약 25 mL의 용액 A를 작은 (대략 70 mL) 유리 비이커에 넣으십시오. pH를 측정하십시오. 필요한 pH가 10.37에 도달 할 때까지 용액 B를 계속 넣습니다. 염색이 너무 어두우면 pH를 올리십시오. 너무 밝 으면 pH를 낮추십시오.
- pH 4.6의 경우 , 작은 유리 비이커에 약 25 mL의 "산 프리 배양액"을 첨가하십시오. pH를 측정하십시오. 5 M 아세트산을 사용하여 pH를 낮춘다 . 얼룩의 이미지가 너무 어두우면, 증가 된 pH로 밝게하십시오. 너무 밝 으면 pH가 낮아져서 어두워집니다. 얼룩이 도움이되지 않으면 다른 pH를 시도하십시오 : 4.8 inst4.6의 ead.
- pH 4.3의 경우 4.6과 동일하게 아세트산을 더 첨가하십시오. 얼룩이 너무 밝 으면 pH를 낮추고 섬유가 너무 어두우면 pH를 높여 지정해야합니다.
- 다음과 같이 ATP 솔루션을 준비하십시오. 큐벳 (10mL) 당 ATP 0.017g을 계량하므로 3 개의 큐벳 당 0.051g 또는 4 개의 큐벳의 경우 0.068g입니다. pH 10.3 (실린더 스케일 유리를 사용)에서 30 mL (3 큐벳, 10 mL / 큐벳) 용액을 취하여 ATP가 달린 유리 비커에 넣으십시오.
- 철저히 섞어서 pH를 측정하십시오. pH가 정확히 9.40에 도달 할 때까지 진한 HCl을 사용하여 pH를 낮춘다.
- 다양한 pH 값에서 배양하려면 다음을 수행하십시오. 10.3 용액을 하나의 큐벳에 넣고 37 ℃의 수욕에서 9 분 동안 배양합니다. 4.3 용액을 다른 큐벳에 넣고 5 분 동안 실온에서 배양하십시오. 마지막 큐벳에 4.6 용액을 넣고 1 분 동안 실온에서 배양하십시오.
- 바람직한 pH에 따라배양 절차, 다음과 같이 각 큐벳의 내용을 적용합니다. dH 2 O로 15 번 씻는다. ATP 용액 (0.170g ATP / 100mL H 2 O)을 생검 시료에 첨가한다. 30 분 37 ° C에서 수욕에서 품어. dH 2 O로 15 번 씻으십시오.
- cuvettes의 생검 샘플에 CaCl 2 용액 (1g CaCl 2 / 100mL H 2 O)을 넣는다. 실온에서 3 분 동안 인큐베이션하십시오. dH 2 O로 15 번 씻으십시오. cuvettes의 생검 샘플에 CoCl 2 용액 (2 g CoCl 2 / 100 mL H 2 O)을 넣으십시오. 실온에서 3 분 동안 인큐베이션하십시오. dH 2 O로 15 번 씻으십시오.
- 30 초 동안 (NH 4 ) 2 S 용액에 넣고 흄 후드에서 15 번 빨리 씻어냅니다. 생검 슬라이스를 슬라이드 글래스에 붙입니다. 거품을 피하려면 생검을 꽉 쥐고 너무 세게 치지 마십시오.
- 섬유의 아티팩트 또는 길이 방향 절단없이 횡단면의 한 영역을 선택하십시오. 리에 따라 분석하기소프트웨어를 사용하여 ght 현미경.
- 생검 당 최소 150-200 개 섬유의 컴퓨터 이미지 분석을 통해 단면적 (CSA), 모세 혈관 및 섬유 유형 ( 즉, I 형, IIA 또는 IIX)의 분류를 평가하십시오. 횡단면에있는 근육 섬유의 현미경 사진을 통해 3 가지 유형의 근육 섬유 ( 즉, I 형, IIA 및 IIX)가 pH 염색 ( 예 : 4.34, 4.65 및 10.37).
- 먼저 일부 유형 I 섬유를 표시하십시오. 그 후, 프로그램은 자동으로 다른 유형 -I 광섬유를 등록합니다. 모든 I 형 섬유가 올바르게 표시되었는지 확인하십시오. 특정 섬유를 표시하려면 "벡터"버튼을 클릭하십시오. 커서를 사용하여 개별적으로 선택한 근육 섬유의 면적을 측정합니다.
- I 형 섬유를 분석 한 후, IIA 형과 IIX 형에 대해 동일한 절차를 계속하십시오. 각 유형의 근육 섬유에 대한 평균 ± SEM ( 즉, I 형, IIA 및 IIX)는 RET 및 CON 그룹에 대한 섬유 및 CSA의 양과 관련하여 계산해야합니다.
주 : 단면적 (CSA), 모세 혈관 및 섬유 유형의 분류 ( 즉, I, IIA 및 IIx)는 평균 생검 당 163 ± 9 개 섬유로 평가했습니다.
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Representative Results
자료
이 연구에서는 65-80 세의 비교적 건강한 남녀 20 명과 BMI 20 ~ 30kg · m -2의 남성이 참여하여 두 그룹으로 무작위 추출되었다. 두 집단의 개인은 비교적 낮은 신체 활동 수준 ( 즉, 일상적인 신체 활동 수준이 적당하고 규칙적인 운동 훈련이 없음)이있었습니다. 한 그룹 (12 명, 여자 6 명, 남자 6 명)이 1 주일에 3 시간 씩 8 시간 동안 트레이너에서 RET를 시행하였고, 다른 그룹은 대조군 (10 명, 여자 5 명, 남자 5 명)으로 사용되었다. RET와 CON 그룹은 연령, 성별, BMI 측면에서 균형을 이루었다 ( 표 1 ). 드롭 아웃을 보충하기 위해 더 많은 과목들이 RET 그룹에 모집되었다. CON 그룹보다 RET 그룹에서 더 많이 예상되었다.
| </ td> | RET (n = 12) | CON (n = 9) | |||
| 사전 | 게시하다 | 사전 | 게시하다 | ||
| 연령 (세) | 71.4 ± 1.1 | 72.0 ± 1.4 | |||
| BMI | 24.6 ± 0.8 | 24.9 ± 0.8 | 23.2 ± 0.8 | 23.2 ± 0.8 | |
| 무게 (kg) | 70.4 ± 2.9 | 71.1 ± 2.8 | 67.4 ± 3.9 | 67.6 ± 3.9 | |
| FFM (kg) | 51.0 ± 2.3 | 52.4 ± 2.1 ** | 47.6 ± 4.1 | 48.6 ± 4.3 | |
| 허벅지 단면적a (cm²) | 188.9 ± 9 | 200 ± 8 *** † | 155 ± 12 | 154 ± 11 | |
| 섬유 단면적 (cm²) | 유형 I | 5452 ± 393 | 5567 ± 362 | 4889 ± 323 | 4807 ± 354 |
| 유형 IIa | 4230 ± 610 # | 4484 ± 434 # | 4114 ± 535 # | 3971 ± 494 # | |
| 유형 Iix | 3678 ± 634 # | 3554 ± 552 # | 3392 ± 889 # | 2913 ± 427 # | |
표 1 : 참가자의 특성. RET, 저항 운동 훈련; 콘, 제어; 체질량 지수, 체질량 지수전의; FFM, 무 지방 질량. 값은 섬유 단면적 (RET, n = 10, CON, n = 7)을 제외하고 12 명 (RET)과 9 명 (CON) 과목이며 평균 ± SEM으로 표시됩니다. **, p <0.01 대 pre; ***, p <0.001 대 pre; †, CON post 대비 p <0.05; †††, CON post에 비해 p <0.001; #, p <0.05 vs. I 형.이 표는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28
베타 차단제를 사용하는 사람과 관상 동맥 질환이 있거나 심한 신경 학적 또는 관절적인 문제가있는 사람들은 제외되었습니다. 기준선에서 일부 피험자는 : 고혈압 (각 그룹당 2 명); 우울증 (각 그룹당 1 명); 이상 지질 혈증 (RET 2 명, CON 1 명), 갑상선 기능 항진증 (RET 1 명), 파킨슨 병 (RET) 초기 단계의 약물. 약물 치료는 천식 (RET 1)과 류마티스 문제 (CON)에서 산발적으로 시행되었습니다. 한 사람이 맥박이 있었다.r (CON).
한 명의 RET 대상자는 허리 통증으로 6 주 후에 훈련을 중단했지만 여전히 연구에 포함되었습니다. 첫 번째 CON 대상자는 힘의 사전 테스트 동안 무릎 문제로 인해 제외되었습니다. 천식 환자와 심박 조율기를 사이클 테스트에서 제외했습니다.
시험 및 교육 세션에서 발생할 수있는 불편 함과 위험을 알게 된 후 피험자는 서면 동의서를 제출했습니다.
데이터는 평균 ± SEM으로 나타내었다. RET와 CON의 차이는 통계 프로그램을 사용하여 양방향 반복 측정 ANOVA로 통계적 유의성에 대해 테스트되었습니다. 유의미한 주 효과 또는 상호 작용이 나타난 경우, 사후 분석 (Fisher LSD)과의 차이점이 발견되었습니다. 통계적 유의성은 p <0.05에서 받아 들여졌다.
그림 2A ). 동력계는 또한 RET 그룹 ( 그림 2B )에 대해 52 % (초기 0-30ms)의 증가와 함께 힘 발달 비율 (RFD)을 나타냈다. CON 그룹의 경우 중재 기간 동안 동심 강도가 감소되었다. RET에 대한 훈련 부하는 수행 된 훈련 훈련에 대해 19-72 % 향상되었습니다.
그림 2 : 강도 측정 결과. 저항의 영향 ex편심 (ECC) 및 동심원 (CONC) 토크 및 ( B ) 0-30ms 및 0-ms 동안의 힘 발달 속도 (RFD)에 대한 ERC 훈련 (RET) 또는 제어 기간 (CON) 정적 무릎 확장 200 ms. 값은 12 (RET) 및 9 (CON) 과목에서 나 왔으며 기본 값 (% ± SEM)에 대한 변화율로 표시됩니다. *, p <0.05 대 pre; **, p <0.01 대 pre; ***, p <0.001 대 pre. 이 수치는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28 이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
근육 조직 검사에서 조직 화학은 IIa 형 섬유의 양이 증가하고 RET 군에서 IIx가 감소하는 경향이 있음을 보여 주었다. 따라서, RET 그룹은섬유 조성의 관점에서보다 산화적인 프로파일 ( 그림 3 ). 신뢰할만한 횡단면은 4 명의 피험자 (각 그룹에서 2 명)의 생검에서 얻을 수 없었으며, 이들 피험자의 결과는 제외되었다.
그림 3 : 근육 섬유 유형 구성 결과. 저항 운동 훈련 ( A , RET) 또는 통제 기간 ( B , CON)의 효과. 값은 10 (RET)과 7 (CON) 과목에서 왔으며 평균 ± SEM으로 표시됩니다. (*), p = 0.068 대 pre; **, p <0.01 대 pre; †, CON post 대비 p <0.05. 이 수치는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28 제발 cli이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
또한, 근육 단백질 합성의 신호 전달과 관련된 단백질 함량을 결정하기위한 웨스턴 블랏 분석은 RET 그룹 중 Akt 및 mTOR (포유 동물 표적의 라파 마이신 표적) 모두에서 69 %의 상승을 보였다 ( 도 4A 및 도 5 ). 서양 얼룩 분석은 미토콘드리아 단백질 중에서도 OXPHOS complex II와 citrate synthase의 경우 약 30 %, RET 그룹의 경우 complex IV의 경우 약 90 %의 증가를 입증했습니다 ( 그림 4B 및 그림 5 ). 사용 된 일차 항체는 mTOR, Akt 및 OXPHOS였다. 항 - 토끼 또는 항 - 마우스 HRP를 2 차 항체로 사용 하였다. OXPHOS 복합체 I의 단백질 밴드는 명확하게 보이지 않았고,이 데이터는 폐기되었습니다.
그림 4 : 근육 단백질 결과. Akt 및 mTOR 단백질 ( A ) 및 미토콘드리아 단백질 ( B )의 근육 함량 변화에 대한 내성 운동 훈련 (RET) 또는 조절 기간 (CON)의 효과. Akt, 단백질 키나아제 B; mTOR, 포유 동물 표적 인 라파 마이신; CS, 구연산염 신타 제. 값은 11 (RET) 및 9 (CON) 과목에서 평균 ± SEM입니다. *, p <0.05; **, p <0.01; ***, p <0.001 대 basal. †, p <0.05; ††, p <0.01; †††, CON 게시물 대비 p <0.001. 이 수치는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28 이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
= "/ files / ftp_upload / 55518 / 55518fig5.jpg"/>
그림 5 : 서양 얼룩 이미지. 개입 8 주 전후의 근육 단백질 측정. RET 및 CON 그룹의 한 피실험자의 대표 이미지. 이 수치는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28 이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
RET 그룹 만 사이클 테스트에서 호기성 능력이 증가한 것을 보였다 (post-versus pre-test). 가장 높은 준 중간 강도에서 심장 박동수 (HR)는 CON 군에서 RET와 상승에서 강한 경향을 보였다 ( 그림 6A ). 또한, RET (호흡 교환 비 = CO 2 / O 2 )는 RET 군에서만 유의하게 감소 하였다lass = "xfig"> 그림 6B).
그림 6 : 심장 호흡기 데이터. 전후 저항 운동 훈련 (RET) 또는 통제 기간 (CON). ( A ) HR, 심박수 및 ( B ) RER, 저 (30W) 및 고 (60-120W) 강도의 정상 주행 사이클 동안의 호흡 교환 비. 값은 11 명 (RET)과 8 명 (CON)의 피험자 (두 명의 피험자는 천식 및 맥박 조정기의 사용으로 인해 제외됨)이며 평균 ± SEM으로 제시됩니다. (*) p = 0.056 (RET) 및 p = 0.068 (CON) 대 pre; * p <0.05 대 pre. 이 수치는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28 이 그림의 확대 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
글루코스 내성 검사의 RET 그룹 결과는 2 시간 (14 %) 이후의 혈압과 혈압 강하에 영향을주는 곡선 (21 %, 도 7A ).
그림 7 : OGTT 기간의 혈당 이 시험은 저항 운동 훈련 (RET, A ) 또는 통제 기간 (CON, B ) 이전과 이후에 실시되었다. AUC 포도당 , 혈장 포도당 곡선 아래 영역. 값은 12 명 (RET)과 9 명 (CON)의 대상자이며 평균 (혈장 포도당)과 평균 ± SEM (AUC 포도당)으로 표시 됩니다. * p <0.05 대 pre. 이 수치는 Frank et al. 스캔. J. Med. Sci. 스포츠 . 2016 : 26, 764-73. 28rce.jove.com/files/ftp_upload/55518/55518fig7large.jpg "target ="_ blank ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
혈중 지질 프로파일은 RET 그룹에서 호전되었고 아포지 단백질 B (8 %)가 감소했다. CON의 경우 증가가 발견되었다 (10 %). 또한, RET 군에서는 지방이없는 질량 (FFM)이 3 %, 대퇴부 단면적 (CSA)이 7 % 증가했다 ( 표 1 ). 미토콘드리아 기능, 호기성 수용력, 포도당 내성, 근육 강도 및 힘에서의 점진적 근력 트레이닝의 짧은 기간 후에 관찰 된 개선 된 평가는 노인 인구에서 매우 바람직한 건강 영향입니다.
8 가지 강도 훈련이 그림 8에 나와 있습니다. 모든 교육 과제는 모든 훈련 세션에서 3 세트의 각 12 회 8 주 동안 일주일에 3 번 수행되었습니다.
그림 8 : 여덟 가지 훈련. 운동은 1 RM의 75-80 %, 12 회 / 세트, 3 세트 / 운동 및 훈련 세션에서 수행되었다. 운동은 "다리 압박"과 "복부 crunches"( A ), "가슴 압박"과 "등 연장"( B ), "어깨 압박"과 "앉아서 조정"( C ), 그리고 "다리 확장"과 " 다리 컬 "( D ). 근력 트레이닝 연습의 동작 범위가 여기에 표시됩니다. 앉아있는 복부 위기에서 트렁크는 직립 자세에서 60 ° 전방 트렁크 굴곡으로 움직여야합니다. 착석 한 뒤 연장에서, 거의 똑바로 앉는 위치에서 간선은 수평 한 속이는 간선 위치에, 뒤에 움직인다. 앉아있는 연습, 다리 프레스 및 다리 확장ns는 90 ° 무릎 굴곡에서 시작하여 다리가 곧게 펴기 직전 (무릎 0 ° 근처)에 수행되었습니다. 거의 직선 다리에서부터 약 100 °의 무릎 굴곡에 이르는 다리 컬 (엎드린 자세). 앉아있는 운동, 흉부 압박 및 어깨 압박은 90 ° 팔꿈치 굴곡에서 암이 곧게 펴기 직전 (0 ° 근처)까지 수행되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 연구에서는 노인 환자의 근육 기능 / 형태, 호기성 능력 및 내당능에 대한 단기 진행성 저항 훈련의 효과를 조사하기 위해 여러 가지 기술이 사용되었습니다. 주요 발견은 대조군과 비교하여 근육 호기성 수용체, 포도당 내성, 힘, 힘 및 근력 (세포 신호 및 근육 섬유 조성에 관여하는 단백질)에서 많은 개선이 발생했다는 것입니다. 예를 들어 정적, 편심 및 동심의 최대 무릎 확장 강도 (8-12 %); 훈련 부하 (19-72 %), 초기 0-30ms (52 %)에서의 최대 발달 속도 (RFD); 몇몇 미토콘드리아 단백질 (30-90 %); 근육 단백질 합성에 관여하는 단백질 Akt와 mTor (모두 69 %).
노인들은 그러한 프로젝트 동안 건강을 유지하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 하나는 testi로 인한 다양한 부상에 대한 위험을 인식하고 있어야합니다훈련받지 않은 노인 들간의 훈련. 훈련 기간이 끝날 때 RET 그룹의 한 사람은 이전의 등 문제가 재발했다. 그러나 훈련 참가자 중 수사가 끝나고 오래 동안 훈련 프로젝트 도중 부상이나 불편 함이 발생하지 않았다. 언제, 얼마나, 얼마나 집중적으로 훈련을해야하는지에 대한 수정이 때때로 이루어질 수 있습니다. 강도 훈련 체제에 관해서는, 코치는 각 훈련 훈련 및 각 과목마다 얻은 부하를 등록하여 각 기간 동안 적절한 진행이 이루어 지도록하는 것이 바람직하다. 등속 동력계로 강도를 측정하는 동안 노인 피험자가 시련 중에 최대 성능을 놓치지 않도록 측정 절차에서 오류를 방지하는 것이 중요합니다. 이러한 이유로 워밍업을하는 것이 중요합니다. 강도 측정 전에 최대치 이하의 레벨에서 8-10 분간의 에르고 미터 사이클을 사용하십시오.s, 무릎 강도 기록을위한 동력계의 익숙화 절차로서 초기 시험이 이어졌다. 또한, 각 종류의 근육 힘 수축 기록 동안 4 회의 녹음을하는 것이 좋습니다. 발견 된 최고 값을 선택할 수 있습니다. 테스트 매개 변수의 성능을 달성 할 때 속도와 관련된 강도 평가의 수정을 검사하는 것도 큰 가치입니다. 특히, 증가 된 힘은 노인들의 건강 증진에 중요한 요소입니다. 생검과 관련하여 피험자들은 생검 전후에 아스피린이나 다른 항응고제를 피하도록 지시받습니다. 제 1 형, 제 2A 형 및 제 2B 형에 대한 동일한 다리에서 생검을 시행 한 경우의 근섬유 면적의 측정에 관해서보고 된 오차는 각각 약 10, 15, 15 %이다. 근육 생검에서 그러한 분석을 평가할 때는이 점을 고려해야합니다.
제한 사항에는 서부 b에 대한 우려가 포함됩니다.제비; 이 방법은 단백질의 위치에 대한 정보를 제공하지 않으며 항체의 특이성과 품질에 크게 의존합니다 (주요 쟁점). 다단계 분석은 오류의 위험을 증가시키고 문제 해결을 악화시킵니다. 그러나 웨스턴 블 럿팅의 장점은 비교적 저렴하고 빠릅니다. 필요한 조직의 양과 관련하여 높은 데이터 출력을 제공합니다. 단백질 발현 및 단백질 크기에 대한 정보를 얻는다. 마지막으로 변동 계수는 일반적으로 5 % 미만입니다. 근력 강화 훈련 기간은 불과 8 주였으며 이후 노인들에 대한 후속 조치는 없었습니다. 식용 포도당 용액 (OGTT)에 근거한 포도당 내성 시험은 포도당이 혈액에 직접 주입 될 때와 같이 적절하지 않은 것으로 간주됩니다. 그러나 OGTT와 함께 사용되는 방법은 저렴하고 관리가 쉬우 며 클리닉에서 널리 사용됩니다. 등속 동력계로 강도 측정에 대하여, 무릎 신근 힘에 기여하는 근육 만 연구되었고 다른 주요 신체 근육 그룹은 연구되지 않았다.
향상된 저항력 외에도 내성 훈련은 내당능 및 근육 산화 능력을 향상 시켰습니다. 수행 된 각 운동 (19-72 %)에 대한 훈련 부하가 크게 증가하여 저항 훈련을 통해 전체 강도가 크게 향상되었습니다. 등속 동력계로 측정 한 결과 무릎 신근 기능에 대한보다 자세한 정보가 제공되었습니다. 정적, 편심 및 동심 수축 중 토크는 8-12 % 증가했습니다. 더욱이, 저항 훈련은 초기 수축 단계 (0-30ms) 동안 힘 발달 (RFD) 속도의 큰 증가 (52 %)를 가져 왔지만, 0-200ms 사이에는 변화가 없었다. 훈련 프로토콜은 잘 견디며, 우리의 예상과는 달리 RET 그룹에는 탈락이 없었다.
저항 훈련 결과d는 비대에서 FFM, 허벅지 둘레 및 대퇴부 횡단 면적의 증가로 측정되었다. 다른 근섬유 유형의 CSA는 RET 후에 크게 변화하지 않았지만 섬유 유형 조성이 IIx 형에서 IIa 형으로 이동했다. IIa 형 섬유는 IIx 형 섬유보다 크기 때문에 근육 질량이 증가합니다. RET 그룹에서 이는 단백질 합성이 향상되었음을 의미합니다. 단백질 합성을위한 기본 분자 신호 전달 경로는 Akt 및 mTOR의 활성화를 포함합니다. 노인들은 단백질 합성을 제한 할 수있는 근육 30 에서 mTOR 단백질이 적습니다. 흥미로운 소설 발견은 RET 그룹에서 mTOR과 Akt의 증가 된 단백질 수준이다. 관찰 된 mTOR의 증가는 가능한 모든 단백 동화 저항성을 방해하고 단백질 합성 증가에 기여할 수있다.
VO 2max 또는보다 정확하게 VO 2peak 는 종종 최대 값으로 평가됩니다 VO 2 는 작업 속도가 소진 될 때까지 단계적으로 증가되는 테스트 중에 측정됩니다. 그러나 나이가 든 약한 피험자의 경우 철저한 운동 검사를 사용하는 것이 문제가됩니다. 한 가지 문제는 노인이 심혈관 질환이있어 드문 일이 아니며, 철저한 운동 테스트 중에 심장 발작의 위험이 증가한다는 것입니다. 또 다른 기술적 인 문제는 심폐 기능의 한계보다는 근육 강도의 감소가 점진적 운동 중에 작업 속도를 제한 할 수 있다는 것입니다. 이러한 상황에서 데이터의 해석은 더욱 복잡해집니다. 이 연구에서 사용 된 다른 방법은 중재 전과 후에 고정 된 작업 속도로 HR과 RER을 측정하는 것입니다. 결과는 HR이 RET에서는 감소하는 경향이 있지만 CON 그룹에서는 증가하는 경향이 있음을 보여 주었다. 이것은 근력 트레이닝이 VO 2max 와 지구력 운동 능력을 향상 시킨다는 것을 의미합니다. 이 결과는 일부 9 의 결과와 일치하며 ,"xref"> 31, 그러나 이전의 모든 연구 32 건이 아닙니다. 또한,이 연구에서의 몇몇 발견은 근육 호기성 용량이 향상된다는 것을 보여준다 ( 즉, 산화성 섬유 유형 조성의 변화와 미토콘드리아 단백질의 증가). 지구력 운동이 노인의 근육 호기성 능력을 향상 시킨다는 것은 잘 알려져 있지만, 근력 트레이닝에 관한 연구는보다 모순 된 견해를 제공합니다 8 , 9 , 10 , 33 . 초기 훈련 상태와 훈련 프로그램의 차이는 여러 연구에서 다른 결과를 설명 할 수 있습니다. 훈련 8 주만에 몇 가지 미토콘드리아 단백질의 강력한 증가를 보이는 현재의 결과 (이전 개입 기간이> 12 주)는 저항 운동이 근육 산화 능력을 향상시키는 효과적인 전략이 될 수 있음을 보여줍니다.
단기간의 개입에도 불구하고, AUC 포도당 및 GLU 120 분 의 감소에 의해 나타난 바와 같이, 개선 된 글루코스 내성이 RET 그룹에서 관찰되었다. 비만과 신체 활동이 인슐린 저항성과 제 2 형 당뇨병의 위험 증가와 관련된 요인이긴하지만, 분자 기작은 불분명합니다. 증가 된 근육 질량을 갖는 변화된 신체 조성은 RET 그룹에서 향상된 내당능에 기여할 가능성이있다. 또한, 인슐린 저항성은 앉아있는 생활 방식과 관련이 있으며, 과다한 지질 공급으로 인해 지방 독성, 미토콘드리아 기능 장애 및 산화 스트레스가 유발된다는 가설이 있습니다 3 . 본 연구는 저항성 훈련이 미토콘드리아 산화 단백질의 강력한 증가를 초래한다는 것을 보여줍니다. 우리는 증가 된 근육 산화 능력이 증가 된 포도당 내성을 설명하는 하나의 요소라고 가정합니다.
더 긴 속행을 가진 수사는 desir이다.힘, 힘, 포도당 및 지질 값의 측면에서 건강 영향이 지속되는지 여부와 지속되는 기간을 표시 할 수 있습니다. 또한, 고령자들 사이의 정규 강도 훈련의 충분한 용량을 결정하는 것이 중요합니다. 미래의 응용 프로그램은 또한 무릎 신근 이외의 주요 근육 그룹의 강도 측정입니다. 또한 미토콘드리아 내에서 또는없이 다양한 단백질과 기능에 관한 근육 세포 내에서 여러 가지 상세한 분석을 할 수 있습니다.
시험 당일 또는 그 전날 신체 활동이없는 날, 시험 당일 또는 당일 치가 평가 결과에 영향을 줄 수 있으므로 중요합니다. 섬유 유형 조성을위한 조직 화학 및 ATPase 염색에 관한 중요한 단계의 예로는 생검에서 조각을 생검 한 직후에 이소 펜탄으로 처리하고 이소 펜탄이 윗쪽에 있는지 확인하는 것이 포함됩니다생체 검사가 파괴되지 않도록해야합니다. 또한 생검 조각은 이소 펜탄으로 치료하기 전에 섬유가 같은 방향을 향하도록 "펴거나 설치"해야합니다. 염색하는 동안 실험실의 pH와 온도가 최적이어야합니다 (예측하기 어렵습니다). 그러나 이것은 섬유 유형과 섬유 영역을 보장하는 유일한 방법입니다. 또한이 방법은 신속하고 2 일 이내에 결과를 보여 주며 비용이 많이 드는 화학 물질이나 장치가 필요없는 비교적 저렴한 기술입니다.
강도 훈련 후 근육 호기성 능력의 뚜렷한 향상은 지구력 운동이 운동의 선호 모드라는 견해에 도전합니다. 그러나 VO 2max 와 근력이 낮은 노인의 경우 지구력 운동은 낮은 강도로 수행되어야합니다. 미토콘드리아 생합성의 주요 자극 중 하나는 근육 에너지 스트레스 34 . 강도 훈련 유도제이것은 중대한 지역 에너지 스트레스를 나타내는 반면, 이것은 저 강도 내구성 운동 중에 덜 두드러진다. 우리는 고령자에서 근력 운동이 근육 호기성 능력을 향상시키기 위해 지구력 운동보다 더 효율적이라는 가설을 세웠습니다. 또한 건강 관련 매개 변수의 향상과 높은 순응도를 고려할 때 고령자에게 힘 훈련이 권장 될 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 경쟁적인 금전적 이해 관계가 없다고 선언합니다.
Acknowledgments
저자는 교육 세션과 여러 가지 테스트를 감독 한 Andrée Nienkerk, Dennis Peyron 및 Sebastian Skjöld에게 감사드립니다. 참여하는 피험자에게; 언어 개정을 위해 Tim Crosfield에게; 그리고 스웨덴 스포츠 및 건강 과학 학교의 경제적 지원에 관한 것입니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Western blot | |||
| Pierce 660 nm Protein Assay Kit | Thermo Scientific, Rockford, IL, USA | 22662 | |
| SuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate | Thermo Scientific | 34096 | |
| Halt Protease Inhibitor Cocktail (100x) | Thermo Scientific | 78429 | |
| Restore PLUS Western Blot Stripping Buffer | Thermo Scientific | 46430 | |
| Pierce Reversible Protein Stain Kit for PVDF Membranes | Thermo Scientific | 24585 | |
| 10 st - 4–20% Criterion TGX Gel, 18 well, 30 µL | Bio-Rad Laboratories, Richmond, CA, USA | 567-1094 | |
| Immun-Blot PVDF Membrane | Bio-Rad | 162-0177 | |
| Precision Plus Protein Dual Color Standards | Bio-Rad | 161-0374 | |
| 2x Laemmli Sample Buffer | Bio-Rad | 161-0737 | |
| 10x Tris/Glycine | Bio-Rad | 161-0771 | |
| 2-Mercaptoethanol | Bio-Rad | 161-0710 | |
| Tween 20 | Bio-Rad | P1379-250ML | |
| Band analysis with Quantity One version 4.6.3.software | Bio-Rad | ||
| 1% phosphatase inhibitor coctail | Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA | ||
| Antibodies | |||
| mTOR (1:1,000) | Cell Signaling, Danvers, Massachusetts, USA | 2983 | |
| Akt (1:1,000) | Cell Signaling, Danvers | 9272 | |
| Secondary anti-rabbit and anti-mouse HRP-linked (1:10,000) | Cell Signaling, Danvers | ||
| Citrate synthase (CS) (1:1,000) | Gene tex, San Antonio, California, USA | ||
| OXPHOS (1:1,000) | Abcam, Cambridge, UK | ||
| Equipment - Analysis of muscle samples | |||
| Bullet Blender 1.5 for homogenizing | Next Advance, New York, USA | ||
| Plate reader | Tecan infinite F200 pro, Männedorf, Switzerland | ||
| Histochemistry | |||
| Mayer hematoxylin | HistoLab, Västra Frölunda, Sweden | 1820 | |
| Oil Red o | Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, USA | 00625-25y | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | 793566-2.5 kg | |
| Cobalt Chloride | Sigma-Aldrich | 60818-50G | |
| Amylase | Sigma-Aldrich | A6255-25MG | |
| ATP | Sigma-Aldrich | A2383-5G | |
| Glycine | VWR-chemicals / VWR-international, Spånga, Sweden | 101196X | |
| Calcium Chloride | VWR-chemicals / VWR-international | 22328.262 | |
| Iso-pentane | VWR-chemicals / VWR-international | 24872.298 | |
| Etanol 96% | VWR-chemicals / VWR-international | 20905.296 | |
| NaOH | MERCK, Stockholm, Sweden | 1.06498.1000 | |
| Na acetate | MERCK | 1.06268.1000 | |
| KCl | MERCK | 1.04936.1000 | |
| Ammonium Sulphide | MERCK | U1507042828 | |
| Acetic acid 100% | MERCK | 1.00063.2511 | |
| Schiffs´ Reagent | MERCK | 1.09033.0500 | |
| Periodic acid | MERCK | 1.00524.0025 | |
| Chloroform | MERCK | 1.02445.1000 | |
| pH-meter LANGE | HACH LANGE GMBH, Dusseldorf, Germany | ||
| Light microscope | Olympus BH-2, Olympus, Tokyo, Japan | ||
| Cryostat Leica CM1950 | Leica Microsystems, Wetzlar, Germany | ||
| Leica software Leica Qwin V3 | Leica Microsystems | ||
| Gel Doc 2000 - Bio-Rad, camera setup | Bio-Rad Laboratories AB, Solna, Sweden | ||
| Software program Quantift One - 4.6 (version 4.6.3; Bio Rad) | Bio-Rad Laboratories AB, Solna, Sweden | ||
| Oral glucos tolerance test, OGTT | |||
| Glukos APL 75 g | APL, Stockholm, Sweden | 323,188 | |
| Automated analyser Biosen 5140 | EKF Diagnostics, Barleben, Germany | ||
| Insulin and C-peptide in plasma kit ELISA | Mercodia AB, Uppsala Sweden | 10-1132-01, 10-1134-01 | |
| Plate reader | Tecan infinite F200 pro, Männedorf, Switzerland | ||
| Further equipment | |||
| Measures of fat-free mass | FFM-Tanita T5896, Tanita, Tokyo, Japan | ||
| Strength training equipment for all training exercises | Cybex International Inc., Medway, Massachusetts, USA | ||
| Cycle ergometer | Monark Ergometer 893E, Monark Exercises, Varberg, Sweden | ||
| Heart rate monitor RS800, Polar | Polar Electro OY, Kampele, Finland | ||
| Oxycin-Pro - automatic ergo-spirometric device | Erich Jaeger GmbH, Hoechberg, Germany | ||
| Isokinetic dynamometer, Isomed 2000, knee muscle strength | D&R Ferstl GmbH, Henau, Germany | ||
| CED 1401 data acquisition system and Signal software | Cambridge Electronic Design, Cambridge, UK | ||
| Software for muscle strength analysis, Spike 2, version 7 | Signal Hound, LA Center, WA, USA | ||
| Statistica software for statistical analyses | Statistica, Stat soft. inc, Tulsa, Oklahoma, USA | ||
| Muscle biopsy equipment | |||
| Weil Blakesley conchotome | Wisex, Mölndal, Sweden | ||
| Local anesthesia | Carbocain, 20 mL, 20 mg/mL; Astra Zeneca, Södertälje, Sweden | 169,367 | |
| Surgical Blade | Feather Safety Razor CO, LTD, Osaka, Japan | 11048030 |
References
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