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要約

この研究は、肥満者のインスリン感受性に対する筋力運動量の急性効果を評価することを目的としたランダム化比較試験プロトコルについて説明しています。

要約

筋力運動(SE)の急性セッションは、数時間インスリン感受性(IS)を改善します。しかし、SEボリューム(すなわち、セット数)の影響は十分に研究されていません。あるSEは、ないよりはましであり、ISの改善には、あるSEよりも多い方が良いことは直感的に理解できるが、大量のセッションは、罹患した集団、特に早歩きでさえ困難な肥満の成人にとって、完了するのが難しいかもしれない。このプロトコルは、肥満成人のISに対するSEの急性効果を評価するための無作為化臨床試験を詳述しています。選択基準は、ボディマス指数 >30 kg/m2)、中枢性肥満 (胴囲 >88 cm および >102 cm で、男性でそれぞれ)、および年齢 >40 歳です。参加者はSE(主要な筋肉群を対象とした7つのエクササイズ)に精通し、ランダムな順序で3つのセッションを実行します:セッション1-大量のセッション(3セット/エクササイズ)。セッション2-低ボリュームセッション(1セット/エクササイズ);セッション 3 - コントロール セッション (エクササイズなし)。食事はセッションの前日と当日に管理されます。セッションは夜に完了し、翌朝に経口ブドウ糖負荷試験が行われ、そこから ブドウ糖とインスリンの曲線下面積(AUC)、松田指数、Cederholm指数、筋肉IS指数、ガット指数など、ISのいくつかの指標が導き出されます。パイロット研究に基づくと、対照セッションと比較して、大量セッション後のIS(インスリンAUC、および松田指数とCederholm指数)の~15%の改善、および少量のセッション後の~8%の改善が予想されます。この研究は、大量のSEセッションが困難であると感じているが、時間と労力の1/3を投資することでISを改善することを目指している個人に利益をもたらします。

概要

筋力トレーニングがインスリン感受性に及ぼす慢性的な影響は繰り返し示されていますが1,2,3、筋力運動の急性セッションでさえ、最大48時間4のインスリン作用を改善することができます。この効果は、健康な5,6,7,8、肥満9、高齢者10、インスリン抵抗性患者4、2型糖尿病患者11で実証されています。また、肯定的な効果を報告していないものもあり12、13、14、15、16、17であり、これらの違いがなぜ生じるのかは不明である。

最近のナラティブレビュー18では、インスリン感受性を改善するために筋力運動量(運動ごとのセット数)が不可欠であることが示唆された。例えば、最近のシステマティックレビューとメタアナリシスでは、21セット以上のセッションは、21セット未満のセッションと比較して、インスリン作用の大幅な改善につながることが実証されました19。しかし、この考えを直接裏付ける文献は限られています。例えば、運動量が多い(30セット)と、運動量が少ない(10セット)よりもグルコース代謝が改善した20。しかし、この研究はサーキットスタイルの筋力トレーニングを実施しており、従来の筋力トレーニングとの比較が制限されていることは注目に値します。別の研究では、8セットのプロトコル21と比較して、32セットの筋力運動プロトコル後により良いインスリン感受性が観察されました。しかし、セット後の努力の程度は報告されておらず、おそらく大量のプロトコルの後にはより大きかった。これは、努力の程度(または同心円状の筋不全への近接性、特定の反復の同心円運動の失敗のためにセットを継続できないこととして特徴付けられる)も、インスリンとグルコースの代謝を改善するための重要な変数と見なされてきたため、重要である18。したがって、このトピックに関する限られた利用可能な研究は、その方法論的限界とともに、インスリン感受性に対する筋力運動量の影響に関するさらなる推論を排除します。

筋力トレーニング量について議論する際にもう一つ興味深いのは、それが本質的に時間のコミットメントに関係しているということです。運動量が少ないということは、ジムで過ごす時間が短くなるということです。運動プログラムを守らない理由の中で、時間の不足はリスト22の一番上にあります。したがって、インスリン感受性を効果的に改善する少量の筋力運動セッションは、時間のコミットメントが少なくて済むことを意味し23、長期的なアドヒアランスが高くなる可能性があります。さらに、自己効力感(何かを成し遂げる能力の自己認識)や快感や楽しさ(楽しさ)などの主観的な感情も、運動の遵守に関連しています24,25,26。健康増進につながる少量の筋力トレーニングセッションを行うと、人々はより自信を持ち、運動体験をより楽しむことができると推測するのは妥当です。

上記に要約した文献のギャップに対処するために、肥満者のインスリン感受性に対する筋力運動量の影響を評価することを主な目的とする、無作為化、対照、クロスオーバー臨床試験のプロトコルについて説明します。副次的な目的として、主観的感情(自己効力感、愛情、楽しさ)に対する筋力運動量の影響を評価します。

ここでのプロトコルは、無作為化、対照、3ウェイ、クロスオーバー、臨床試験について説明しています。プロトコルの時系列には以下が含まれます:健康歴と人体測定測定値(体重、身長、胴囲、および体組成)の参加前評価。チームの認定栄養士との約束。筋力トレーニングと主観的感情アンケートの習熟期間。各演習の強度評価。セッションの順序のランダム割り当て。3つのセッション(7〜28日間隔)のパフォーマンス、その直後に主観的な感情アンケートに回答します。翌朝の経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)。とデータ分析。 図1 は、プロトコル設計を示しています。

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図1:研究デザイン。 ここでは、試行方法論のフローチャートを示します。1:肥満(肥満度指数[BMI]>30 kg / m2;胴囲>102 / 88 cm)被験者;2:人体測定の評価と習熟。3:大量の筋力運動セッション(21セット)、4:少量の筋力運動セッション(7セット)、または5:対照日へのランダム割り当て。6:セッション後の標準的な食事。7:睡眠と一晩の断食。8:経口ブドウ糖負荷試験。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

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プロトコル

研究プロトコルとインフォームドコンセント文書を地元の治験審査委員会(IRB)または地元の研究倫理委員会(REC)に提出することにより、研究の倫理的クリアランスを取得します。研究は、IRBまたはRECの承認後にのみ開始できます。以下に示す結果は、被験者が登録前に書面によるインフォームドコンセントに署名したパイロット研究からのものです。IRBまたはRECの承認後、臨床試験(https://clinicaltrials.gov)などのパブリックリポジトリにプロトコルを前向きに登録します。お住まいの国に国内リポジトリがある場合は、そこでプロトコルを登録します(たとえば、ブラジルにはブラジル臨床試験(https://ensaiosclinicos.gov.br)があります)。本試験は、現地のIRB(証明書番号CAAE 63190422.0.0000.5108)によって承認され、臨床試験登録(ReBEC #RBR-3vj5dc5 https://ensaiosclinicos.gov.br/rg/RBR-3vj5dc5)に前向きに登録されました。

1. ボランティアの選抜と準備

  1. 試験に必要なサンプルサイズを計算する
  2. 肥満である被験者を選択してください(ボディマス指数>30 kg / m2);中枢性肥満(胴囲>102/88cm、男性/女性)がある。>40歳です。筋力トレーニングを行うことができます。
  3. -糖尿病またはその他の代謝性疾患、心血管疾患、脳血管疾患、腎臓病、呼吸器疾患、および骨関節疾患の兆候、症状、または存在を示す被験者を除外します27;期待される結果に影響を与える可能性のある薬(経口避妊薬を含む28)を使用して報告する。アナボリックステロイドの使用を報告する。-研究の過程で妊娠している、または妊娠する予定がある;カフェイン、β-アラニン、クレアチン、重炭酸ナトリウムなど、運動パフォーマンスに影響を与えることが知られている栄養補助食品の摂取について説明する29。
  4. インフォームドコンセントで参加者の署名を取得し、プライベートロッカーに保管します。

2.参加者の体組成を測定します

  1. この研究では、脂肪量、無脂肪量の分析に関するメーカーの指示に従って、二重エネルギーX線吸収測定法によって体組成を評価します。ただし、他の確立された方法(すなわち、Bod Pod、水中計量、皮膚のひだ)を使用できます。

3.食事管理

  1. 研究チームの認定栄養士との面談をスケジュールして、参加者に3日間(平日2日、週末1日)の食事を記録する方法を指示します。
  2. 参加者のエネルギー需要と食物摂取量に基づいて栄養士と食事計画を立て、セッションの前日と当日に等カロリーの食事を確保します30。

4. 習熟

  1. 参加者に、少なくとも 2 日間隔で 5 つの習熟セッションを行ってもらいます。
    1. 習熟セッション1
      1. 7つの筋力エクササイズ(1 - 六角棒スクワット、2 - ベンチプレス、3 - レッグプレス、4 - ラットプルダウン、5 - レッグエクステンション、6 - ショルダープレス、7 - レッグカール)のそれぞれで、可動域、同心円状および偏心状の段階の持続時間(~3 秒の合計反復時間)を参加者に指示します。
      2. OMNI-RES スケール30 に基づいて努力を評価する方法について参加者に指示します。
      3. 参加者に、トレッドミルを時速 3 ~ 4 km/h で歩いて 5 分間のウォームアップを行ってもらいます。
      4. 参加者に、簡単だと思う 7 つのエクササイズのそれぞれで、または OMNI-RES スケールに従ってレベル 3 と 4 の間で 8 回の繰り返しを 3 セット実行してもらいます。
      5. セットとエクササイズの間に90〜120秒の回復を許可します。
    2. 習熟セッション2
      1. 愛情尺度31,32、身体活動快楽尺度 (PACES)32,33、および自己効力感尺度 34 に答える方法を参加者に指示します。
      2. 習熟セッションの前に、参加者に愛情尺度に答えてもらいます。
      3. 参加者に、時速3〜4kmのトレッドミルを歩いて5分間のウォームアップを行ってもらいます。
      4. 参加者に、OMNI-RES スケールに従って、難しいと考える 7 つのエクササイズ、またはレベル 5 と 7 の間の 7 回の繰り返しを 3 セット実行してもらいます。
      5. セットとエクササイズの間に90〜120秒の回復を許可します。
      6. 習熟セッションの後、参加者に愛情尺度、PACES、および自己効力感尺度に回答してもらいます。
    3. 習熟セッション3
      1. 習熟セッションの前に、参加者に愛情尺度に答えてもらいます。
      2. 参加者に、トレッドミルを時速 3 ~ 4 km/h で歩いて 5 分間のウォームアップを行ってもらいます。
      3. 参加者に、難しいと思われる 7 つのエクササイズのそれぞれで、または OMNI-RES スケールに従ってレベル 7 から 9 の間で、8 回の繰り返しを 3 セット実行してもらいます。
      4. セットとエクササイズの間に90〜120秒の回復を許可します。
      5. 習熟セッションの後、参加者に愛情尺度、PACES、および自己効力感尺度に回答してもらいます。
    4. 習熟セッション4
      1. 習熟セッションの前に、参加者に愛情尺度に答えてもらいます。
      2. 参加者に、時速3〜4kmのトレッドミルを歩いて5分間のウォームアップを行ってもらいます。
      3. 参加者に、OMNI-RES スケールに従って、ハードと非常にハード、またはレベル 9 から 10 の間と考える 7 つのエクササイズのそれぞれで 8 回の繰り返しを 3 セット実行してもらいます。
      4. セットとエクササイズの間に90〜120秒の回復を許可します。
      5. 習熟セッションの後、参加者に愛情尺度、PACES、および自己効力感尺度に回答してもらいます。
    5. ファムセッション5
      1. 参加者に筋力テストを模倣してもらいます (ステップ 5 の詳細を参照)。習熟セッションの間隔は最大7日間で、遅発性筋肉痛の存在に基づいてスケジュールできます。
        注:この最後の習熟セッションは、参加者に強度テストに慣れてもらうことを目的としています。この研究では、1)参加者が同心円状の失敗またはそれに近い状態でセットを実行できることを確認するために18、および2)インスリン感受性に対する筋肉損傷の悪影響を回避するために、徹底的な習熟期間を持つことが非常に重要です35,36,37。

5.強度試験(最大8回の繰り返し)

  1. 最後の習熟セッション後、少なくとも合計72時間(ただし7日以内)の間、7つのエクササイズのそれぞれで強度テスト(最大8回の繰り返し[RM])を実行します。
    1. 参加者に、時速3〜4kmのトレッドミルを歩いて5分間ウォームアップを行ってもらいます。
    2. 各エクササイズの前に、参加者に低負荷で1セット(12回の繰り返し、RMの40%〜50%、3〜4回のOMNIスケール)を実行してもらいます。
    3. 参加者が良いフォームで8回(9回は実行できない)の繰り返しを実行できると予想される負荷に合わせて体重を調整します。この負荷を記録します。
    4. 参加者が良いフォームの喪失、同心円状の筋肉不全のために8回の繰り返しを実行できない場合、または参加者が疲労のために自発的にセットを中止した場合は、負荷を5〜10%減らし、3〜5分間休ませてから、もう一度試してください。
    5. 参加者が9回繰り返すことができる場合は、負荷を5〜10%増やし、3〜5分間休ませてから、もう一度試行します。
    6. 参加者が 8 回繰り返しられるようになるまで、手順 5.1.4 と 5.1.5 を繰り返しますが、9 回は実行できず、負荷を記録します。
      注:評価者間のばらつきを避けるために、同じ研究チームメンバーがすべての参加者で強度テストを実施する必要があります。
    7. 上記のエクササイズと同じ順序でテストを実行します 1 - 六角形バースクワット;2-ベンチプレス;3-レッグプレス;4-ラットプルダウン;5-レッグエクステンション;6-ショルダープレス;7-レッグカール、エクササイズの間に少なくとも3分を許可します。
      注:予想される負荷は、強度テストが模倣される5回目の習熟セッションのパフォーマンスに基づいてください。過度の疲労を避けるために、各エクササイズの最初の試行で8 RMの負荷を見つけるのが最適ですが、2回の試行でもかまいません。

6. ランダムセッション割り当て

  1. 大容量、小容量、コントロールを表す番号 1、2、3 のランダムなシーケンスを印刷し、それぞれを不透明な連番の封筒に挿入して封筒を封印します。
  2. 封筒を開けて、強度テスト後のセッションの順序を明らかにします。
    注:ステップ6.1は、データ収集に直接関与していない、または封筒の開封を担当していない研究協力者が実行する必要があります。

7.ブラインドデータ収集

  1. OGTTが実施される臨床検査室の従業員に前夜にどのセッションを行ったかを開示しないように参加者に指示します。
  2. データ収集と分析に直接関与していない研究協力者に、参加者の身元と実行されたセッションを隠すコードを使用して、OGTTからのデータを別のスプレッドシートに二重入力してもらいます。
    注:この研究デザイン(エクササイズ)に固有の特性により、参加者とセラピストの両方を盲検化することは不可能です。

8.エクササイズセッション

  1. セッション 1 - 大量生産
    1. セッションの少なくとも2日前に中強度から高強度の運動をしないように参加者に指示します。
    2. セッションの前日と当日に栄養士が処方した食事に従うように参加者に指示します。最終食事は午後6時30分です
    3. 参加者に午後7時30分にジムに報告するように指示します。
    4. 午後7時55分のエクササイズセッションの前に、参加者に愛情スケールに答えてもらいます。
    5. 参加者に、時速3〜4kmのトレッドミルを歩いて5分間ウォームアップを行ってもらいます。
    6. 参加者に、8 RM テストの負荷を使用して 7 つのエクササイズのそれぞれで、できるだけ多くの繰り返し (同心筋不全まで、または参加者が自発的にセットを停止するまで) で 3 セットを実行し、各セットの繰り返し回数を記録します。
    7. 参加者に、各セットと記録の後にOMNI-RESスケールに基づいて努力を評価するように依頼します。セットとエクササイズの間に120秒の回復を許可します。
    8. セッション終了後、参加者に愛情尺度、PACES、自己効力感尺度に回答してもらいます。
    9. 参加者にセッション後の食事を午後9:00〜9:30に摂取してもらい、OGTTが実行される翌朝まで他のもの(水を除く)を摂取しないように参加者に指示し、帰宅させます。
  2. セッション 2 - 小音量
    1. 手順8.1.1から8.1.3を繰り返します。参加者に午後8時35分に愛情尺度に答えてもらいます。手順8.1.5を繰り返します。
    2. 参加者に、8 RM テストの負荷を使用して 7 つのエクササイズのそれぞれで、できるだけ多くの繰り返し (同心筋不全まで、または参加者が自発的にセットを停止するまで) で 1 セットを実行し、各セットの繰り返し回数を記録します。
    3. 手順8.1.7から8.1.9を繰り返します
  3. セッション 3 - コントロール デイ
    1. 8.1.1 から 8.1.4 までの手順を繰り返します。
    2. 参加者を各エクササイズ/機器に30秒間配置します(アクティブな設定期間を模倣します)が、筋肉の収縮を行わないように指示します(または単にエクササイズ/機器にじっとしている)。
    3. ステップ8.3.2を繰り返して、7つのエクササイズすべてについて3つの偽のセットを行います(セッション1を模倣しますが、筋肉の収縮は行いません)。
    4. 手順8.1.7から8.1.9を繰り返します

9. OGTTとデータ解析

  1. 午前 7:00 から 7:30 の間にラボに報告するように参加者に指示します。
  2. 38,39に記載されている空腹時血液サンプルを採取します。
  3. 参加者に 300 mL 溶液中の 75 g のブドウ糖を摂取してもらいます。グルコース摂取後30分、60分、90分、および120分で血液サンプルを採取します。
  4. 38,39に記載されているように、すべての血液サンプルの血漿グルコースおよび血清インスリン濃度を測定します。OGTT からのデータをプロットします。
  5. a)台形ルール40に従ったグルコースとインスリンのAUCを計算します。b)経口グルコースインスリン感受性指数41;c)松田インスリン感受性指数42;d)セダーホルムのインデックス43。e)筋肉インスリン感受性指数44,45;f)ガット指数46;g) Avignon et al. index47;h) Stumvollらの索引48。

10. 統計解析

  1. ステップ 7.2 のコード化されたスプレッドシートを使用して、割り当てを知らされていないデータを分析します。
  2. データを平均と標準偏差で表します。Shapiro-Wilk検定でデータの正規性を評価します。正規分布データの場合、一元配置分散分析でデータを分析し、有意な主効果が観察された場合は、事後テューキー検定を使用します。
  3. ノンパラメトリックデータの場合は、Kruskal-Wallis検定またはFriedman検定を使用します。p値が0.05より小さい場合の有意性を考慮します。
  4. すべての統計の実行後に割り当てを明らかにします。

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結果

図2は、OGTT中のグルコース(図2A)とインスリン(図2B)の代表的な反応(パイロット研究から)を示しています。通常、グルコース値とインスリン値のピークは30分の測定で観察され、その後120分の測定まで一定の減少が続きます。グルコースピークが低いほど、結果は良くなり、肝臓のグルコース産生の阻害を示しています。ピー?...

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ディスカッション

この論文では、肥満成人のインスリン感受性に対する筋力運動量の影響を評価することを目的としたランダム化比較試験の手順を詳しく説明しました。ランダム化比較試験は、偏りのない方法で治療の因果関係を確立するための最良の研究プロトコルです49,50。具体的には、この研究では、クロスオーバーデザインを採用します、つまり、募集され...

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開示事項

著者は、宣言すべき利益相反を持っていません。

謝辞

この研究は、国家科学技術開発評議会(CNPQ:Grant#407975/2018-7および#402091/2021-3)およびミナスジェライス州研究開発庁(FAPEMIG:Grant#APQ-00008-22)の支援を受けています。資金提供者は、この研究のデザインに何の役割も果たさず、研究の実施、データの解釈、または結果の報告に何の役割も果たしていません。本研究は、研究に必要な機器とスペース(DXA、筋力トレーニング室、筋力トレーニング機器など)を提供するジェキティノーニャおよびムクリ渓谷連邦大学(ブラジル、ディアマンティーナ-MG)に基づいています。

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資料

NameCompanyCatalog NumberComments
dual-energy X-ray absorptiometryGEDXA, Lunar, iDXA Advancedfor assessing body composition
G*Power program Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Germanyversion 3.1.9.6for calculating sample size

参考文献

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