М’язова сила у зворотному відношенні до поширеності та частоти ожиріння у дорослих чоловіків

Департамент KHPR, Університет Північного Техасу, Дентон, Техас, США

Департамент фізичних вправ, Університет Південної Кароліни, Колумбія, Південна Кароліна, США

Департамент KHPR, Університет Північного Техасу, Дентон, Техас, США

Лабораторія превентивної медицини, Центр біомедичних досліджень Пеннінгтона, Батон-Руж, Луїзіана, США

Департамент епідеміології та біостатистики, Університет Південної Кароліни, Колумбія, Південна Кароліна, США

Департамент фізичних вправ, Університет Південної Кароліни, Колумбія, Південна Кароліна, США

Департамент KHPR, Університет Північного Техасу, Дентон, Техас, США

Департамент фізичних вправ, Університет Південної Кароліни, Колумбія, Південна Кароліна, США

Департамент KHPR, Університет Північного Техасу, Дентон, Техас, США

Лабораторія превентивної медицини, Центр біомедичних досліджень Пеннінгтона, Батон-Руж, Луїзіана, США

Департамент фізичних вправ, Університет Південної Кароліни, Колумбія, Південна Кароліна, США

Анотація

Метою дослідження було визначити взаємозв'язок між квінтилами м'язової сили після коригування віку та маси тіла, а також надмірним жировим відкладенням (EBF) та надлишковим жировим відкладенням у животі (EAF) при контролі серцево-дихальної форми (CRF) та інших потенційних перешкод. Було проведено двофазне поперечне та поздовжнє дослідження, що оцінювало поширеність та частоту EBF та EAF серед квінтилів м’язової сили. Вибірка включала 3258 чоловіків (середній вік = 42,2 ± 8,9; вага (кг) = 81,2 ± 11,0; ІМТ = 25,3 ± 2,9;% жиру = 19,4 ± 5,8; обхват талії (см) = 91,2 ± 9,0), які виконали принаймні два клінічні обстеження в рамках Подовжнього дослідження Центру аеробіки (ACLS). М’язову силу оцінювали за допомогою випробувань м’язової сили верхньої та нижньої частини тіла, використовуючи рейкові ваги з учасниками, розміщеними в силових квінтилях. ХНН вимірювали за допомогою модифікованого тесту на біговій доріжці Балке,% жиру за допомогою підводного зважування або вимірювань шкірних складок на семи місцях, а також обхват талії, виміряний на рівні пупка. EBF визначали як ≥25%, а EAF -> 102 см. Існував сильний зворотний градієнт між квінтилями м’язової сили щодо поширеності та частоти EBF та EAF (P тенденція

Вступ

Серед дорослих в США систематично зростає надмірна вага та ожиріння, а нинішній відсоток дорослих із надмірною вагою становить 60% ((1)). Підтримання здорового середовища існування в організмі важливо для добробуту та зниження ризику захворюваності та смертності ((2), (3)). Фізична активність та кардіореспіраторна підготовленість (ХНН) важливі для регулювання ваги та збереження здоров’я не тільки у людей із нормальною вагою, але й у осіб із надмірною вагою або ожирінням ((4), (5)). Раніше ми оцінювали зміну ваги у 2501 чоловіків, які пройшли чотири обстеження протягом 5 років. Чоловіки, які повідомляли про фізичну активність у рекомендованій кількості або вище, успішно запобігали набору ваги ((6)). Ми також змоделювали зміни ХНН та зміни маси тіла у 724 жінок та 4599 чоловіків, які пройшли три клінічні обстеження в середньому за 7,5 років. Особи, які підвищили фізичну форму, рідше набирали вагу під час спостереження ((7)).

Останні рекомендації щодо охорони здоров'я щодо фізичної активності ((8)) надають більше уваги важливості тренувань з опору, що призводить до вищого рівня м'язової сили. Як правило, для оцінки корисності сили для здоров'я застосовується один показник (наприклад, сила зчеплення) ((9)), і ми показали, що багатовимірний (зігнуті ноги, скручені ноги і максимальний одноразовий жим лежачи та ноги оцінка сили пресу показує зворотний зв'язок між метаболічним синдромом ((10), (11)) та смертністю ((12)). Багатовимірні показники сили відображають загальну силу тіла і є більш справедливими, ніж окремі показники сили ((13)).

Є деякі докази того, що м’язова сила може бути важливою для підтримки ваги. Мейсон та ін. ((14)), використовуючи ІМТ, про який повідомляли самі, роблять висновок, що низька сила є важливим предиктором 20-річного набору ваги у дорослих канадців, і припускають, що тренування з опору можуть допомогти послабити віковий набір ваги та, зрештою, запобігти ожирінню. Переваги тренувань з опору включають збільшення м’язової сили, зменшення відсотка жиру в організмі, збільшення м’язової маси тіла, підвищену чутливість до інсуліну та збільшення рівня основного метаболізму ((15)). Таким чином, м’язова сила може відігравати роль у запобіганні позитивному енергетичному балансу та нездоровому набору ваги.

Метою цього дослідження є вивчення взаємозв'язку між м'язовою силою та ожирінням, виміряним двома характеристиками складу тіла, відсотком жиру та жиром на животі у дорослих чоловіків. Був використаний двофазний підхід. У поперечному дослідженні досліджували поширеність ожиріння серед рівнів м’язової сили. У лонгітюдному дослідженні оцінювали частоту ожиріння у чоловіків, які проходили подальші клінічні обстеження, на рівні базової м’язової сили. Далі, дані Довготривалого дослідження Центру аеробіки (ACLS) дозволили нам оцінити зв'язок сили із складом тіла, одночасно контролюючи важливий конфронтер, ХНН та інші клінічні характеристики. ACLS - це довготривале майже 40-річне дослідження, проведене в клініці Купера та Інституті Купера. Дослідження поєднує всебічну клінічну оцінку, оцінку стану здоров’я та фізичної форми, що дозволяє як поперечне, так і поздовжнє дослідження ризиків захворюваності та смертності.

Методи та процедури

Учасники

Дизайн

У цьому звіті ми представляємо два окремі набори аналізів. Перший аналіз - це поперечний аналіз у всіх чоловіків з показниками м’язової сили, ожиріння та розподілу жиру. Ми дослідили змінні результату надлишкового жиру в організмі (EBF) та надлишкового жиру в животі (EAF) у квінтилях м'язової сили, враховуючи кілька потенційно незрозумілих змінних. У другому аналізі ми вивчили частоту досягнення клінічно значущих результатів щодо відсотка жиру в тілі та обхвату талії у підгрупи чоловіків, які були нижчими за ці граничні значення на початковому рівні та мали принаймні одне наступне клінічне обстеження.

Первинні змінні

Основним впливом у цьому дослідженні була м’язова сила, оцінена під час базового клінічного обстеження. Були проведені два випробування на міцність: 1 повторення максимального жиму лежачи (1 RM; верхня частина тіла) та 1 ‐ RM жим ніг (нижня частина тіла). Минулі дослідження показують, що ці два тести служать дійсними маркерами головних факторів м’язової сили ((13)). Випробування на міцність, жим лежачи на спині та жим для ніг, що сидять, проводили за допомогою машин універсальної ваги зі змінним опором (Universal Equipment, Cedar Rapids, IA). Кожному учаснику були надані інструкції щодо правильної техніки підйому. Початкові навантаження становили 70% (жим лежачи) та 100% (жим ногами) ваги тіла учасника. Учасники завершили серію підйомів з поступовим збільшенням піднятої ваги (2,27–4,54 кг) з короткими періодами відпочинку між кожним підйомом. Зазвичай максимальних зусиль досягали після п’яти або менше підйомів. Важливим для цього дослідження є те, що оцінки надійності тестування та повторного тестування становили 0,90 для жиму лежачи та 0,83 для жиму для ніг, що вказувало на прийнятні рівні справжнього балу та похибки вимірювання в показниках міцності сировини ((10)). Наш індекс сили, використаний у цьому дослідженні, оперативно визначався наступним:

1. Значення 1 R RM для жиму лежачи та преса для ніг складали разом, щоб отримати загальний показник сили.

2. Загальний показник сили регресували за віком та масою тіла, визначеними під час базового клінічного обстеження.

3. В результаті багаторазового регресійного аналізу отримано стандартизовану оцінку залишкової загальної міцності. Стандартизований показник залишкової загальної міцності не співвідносився з віком (р = 0,0) та маси тіла (р = 0,0).

4. Показники залишкової загальної сили учасників були розділені на квінтилі (Q1, Q2, Q3, Q4 та Q5), причому найменший квінтил міцності (Q1) представляє найслабші 20%, а найвищий квантил міцності (Q5) представляє найсильніші 20 % Квінтилі міцності були встановлені на учасниках поперечного перерізу та підтримувались як остаточний показник в аналізі поздовжнього дослідження.

Ці процедури дали індекс міцності, який дозволив нам встановити квінтильні граничні показники на основі 3258 учасників.

ХНН є потенційно важливим фактором, що оцінює відношення м'язової сили до загального ожиріння та ожиріння. Продемонстровано, що ХНН послаблює збільшення ваги та обернено залежить від відсотка жиру та абдомінального ожиріння ((28), (29), (30), (31)). Ми вимірювали ХНН, використовуючи час (хвилини) до добровільного виснаження на біговій доріжці, використовуючи модифікований протокол Бальке ((32)). Конкретний протокол був детально описаний у минулих звітах ((16), (17)). Загальний час максимальних випробувань на біговій доріжці сильно корелює (р = 0,92) з максимальним споживанням кисню у чоловіків ((33)).

Статистичний аналіз

Результати

Загальну вибірку дослідження складали 3258 чоловіків у віці 20–79 років на початковому рівні. Усі ці чоловіки були включені в аналіз поперечного перерізу. Крім того, в аналіти лонгитюдного дослідження було включено 2405 осіб, які на вихідному рівні були нижчими за клінічні показники EBF та EAF та мали принаймні одне наступне обстеження.

Дослідження поперечного перерізу

Описова статистика характеристик та змінних показників представлена в Таблиця 1. Як передбачалося статистичним контролем віку та ваги у вимірах м’язової сили, вік та маса тіла, хоча і були статистично різними, були чисельно подібними у всіх квантилях сили (розміри ефекту 0,10–0,17). Це також стосувалося ІМТ, який має високу кореляцію з масою тіла. В іншій вибірці чоловіків ACLS (n = 23539), часткова кореляція між ІМТ та масою тіла становила 0,87 після контролю за віком. Середній відсоток жиру та обхват талії були поступово нижчими (P Таблиця 1. Описова статистика по силових квінтилях у 3258 чоловіків

В Таблиця 2, ми представляємо асоціації між м’язовою силою та поширеністю EBF та EAF. Поширеність EBF систематично падає з високих 27,2% (Q1) до найнижчих 8,1% (Q5). Поширеність EAF систематично падає з Q1 до Q3, але залишається аналогічною протягом Q4 та Q5. Для EBF, логістичний регресійний аналіз (модель 1) вказує на сильний зворотний градієнт (P Таблиця 2. Поширеність EBF та EAF серед силових квінтилів у 3258 чоловіків

У Моделі 1 коефіцієнти шансів для поширеного EAF були нижчими (P

Поздовжнє дослідження

Описна статистика базових показників характеристик та змінних показників наведена у Таблиця 3 для 2405 чоловіків, які не мали EBF або EAF на вихідному рівні. Як і в дослідженні у поперечному перерізі, вік та маса тіла, хоча і були статистично різними, були чисельно подібними у всіх квінтилях сили (розміри ефекту 0,13–0,18). ІМТ був поступово вищим у квінтилях сили (P Таблиця 3. Описова статистика по силових квінтилях у 2405 чоловіків з нормальним EBF та EAF на вихідному рівні

В Таблиця 4, ми пропонуємо асоціації між м’язовою силою та частотою EBF та EAF. Рівень захворюваності, скоригований з урахуванням базового віку та маси тіла, EBF впав з високого рівня 60,9 на 1000 людських років (Q1) до найнижчого рівня 13,2 на 1000 людських років (Q5). Цей сильний зворотний градієнт (P Таблиця 4. Захворюваність EBF та EAF між сильними квінтилями у 2405 чоловіків

Ми розділили вибірку на три вікові групи: 20–39, 40–49 та 50–79 років. Ми також встановили три групи CRF, низьку, середню та високу, на основі показників ефективності тесту на біговій доріжці. В Малюнки 1 і 2, ми представляємо показники захворюваності на EBF та EAF серед силових квінтилів у вікових групах та на тертилах CRF. Зворотні градієнти частоти EBF та EAF у силових квінтилях, як правило, узгоджувались для кожної з трьох вікових груп та трьох тертилів ХНН.

Рівень захворюваності (на 1000 людино-років з урахуванням маси тіла) для EBF та EAF (n = 2138) за силовими квінтилями та віковими групами у 2405 чоловіків - поздовжнє дослідження. EAF, надмірна жирність живота; EBF, надмірна жирність тіла.

Рівень захворюваності (на 1000 людино-років з урахуванням віку та маси тіла) для EBF та EAF (n = 2138) по силових квінтилях і ХТН у 2 405 чоловіків - поздовжнє дослідження. ХНН, кардіореспіраторна фітнес; EAF, надмірна жирність живота; EBF, надмірна жирність тіла.

Ми досліджували абсолютні зміни маси тіла (дослідження поперечного перерізу, n = 3258 та лонгітюдне дослідження, n = 2,405) з аналізом коваріації з повторними вимірами 5 (квінтил сили) на 2 (час, базовий рівень/подальше обстеження), що вказувало на значні різниці в квінтилі міцності (P

Обговорення

Ключовим висновком нашого дослідження є те, що м’язова сила обернено пов’язана з двома показниками ожиріння - EBF та EAF. Це проілюстровано як у поперечному перерізі, так і в поздовжньому аналізі. У нашому двофазному дослідженні ми повідомляємо про сильні зворотні градієнти між м'язовими квантилями щодо поширеності та частоти EBF та EAF. Ці результати були наявні після контролю на ХНН. У лонгітюдному дослідженні зворотний градієнт між м’язовими квантилями був незмінним для вікових груп та тертилів ХНН для EBF та EAF. Був невеликий, але значний поступово більший вага ∼2 кг у кожному квінтилі міцності.

Як функція побудови нашого індексу сили, маса тіла була однаковою по всіх силових квінтилях; однак м'язова сила продемонструвала зворотну зв'язок як з поширеністю, так і з частотою EBF та EAF. У кожному квінтілі сили спостерігалося подібне збільшення абсолютної маси тіла (2 кг) протягом у середньому 8,3 років спостереження. Ці результати узгоджуються з минулими експериментальними дослідженнями, що вивчали зв’язок між тренуванням на опір та зміною складу тіла та маси тіла. Тренування на опір, як правило, спричинили здорові зміни у складі тіла, але незначні ((37), (38)). Тренування на опір збільшують м’язову масу тіла, що зменшує відсоток жиру без зменшення загальної маси жиру або абсолютної маси тіла.

Ці результати у поєднанні з нещодавніми рекомендаціями щодо м’язової сили ((38), (40)) свідчать про те, що тренування з опором можуть служити важливою складовою загального режиму фізичної підготовки. Як було рекомендовано ((40)), поєднання тренувань з аеробіки та аеробіки може мати позитивний вплив на здоров’я, а особливо на особливості складу тіла через вплив на калорійний баланс. Що важливо, можна очікувати, що підвищення м’язової форми не обов’язково пов’язане зі зменшенням загальної маси тіла, а більш здоровим складом тіла. Нещодавно опубліковані рекомендації щодо охорони здоров'я щодо фізичної активності ((8)) вказують, що заходи щодо зміцнення м'язів слід проводити 2+ дні на тиждень як частину загальної програми фізичної активності.

Подяка

Це дослідження було частково підтримано науковими грантами Служби охорони здоров'я США від Національного інституту старіння (AG06945), Національного інституту артриту та хвороб опорно-рухового апарату та шкіри (AR39715) та необмеженого гранту від досліджень від компанії Coca-Cola. Ми вдячні лікарям та технічним працівникам клініки Купера Кеннету Куперу, доктору медицини, за започаткування Подовжнього дослідження Центру аеробіки, співробітників Інформаційних технологій та введення даних Інституту Купера, доктора медицини Ніла Гордона, головного дослідника та Патрісія Брилл, координатор проекту проекту AR39715, за внесок у цю частину дослідження.

Розкриття інформації

Автори не заявили про конфлікт інтересів.