运动强度对运动后内皮功能的影响和氧化应激

文摘

目的。立即测量内皮功能和氧化应激,90分钟,三个小时后不同强度的运动。方法。16显然健康男性完成三个运动的跑步机上跑步30分钟为55%(温和的);20分钟75%(温和的);在100%或5分钟(最大)以随机的顺序。肱动脉血流介导扩张(FMD)评估与静脉血液样本得出的测量endothelin-1 (ET-1),脂质氢过氧化物(LOOHs)和脂溶性抗氧化剂。结果。LOOH后立即增加适度的运动()。ET-1更高的锻炼和运动后3小时后立即温和试验相比,最大的一个()。瞬态减少被检测到/从基线后极限运动,但正常化运动后3小时()。剪切率较高的运动后立即最大试验相比,温和的运动()。没有基准直径的变化,最大直径,绝对的直径变化,或手足口病观察后的任何运动试验()。结论。急性运动在不同强度抒发对氧化应激的影响,不同剪切速率,ET-1没有调节内皮功能的变化来衡量手足口病。

1。介绍

这是有氧运动训练能够改善内皮功能和血流介导扩张(FMD)反应(1),尤其是在那些有心血管疾病及其相关危险因素(2]。尽管这个链接,但急性运动对内皮功能的影响和健康得到了相对较少的关注3]尤其是整个运动后时期(> 1小时运动后)与氧化应激,endothelin-1 (ET-1)生产,或者运动强度。例如,减少循环ET-1,强有力的血管收缩剂,观察有氧运动训练后(4),而高位已报告后急性剧烈运动(5]。此外,急性剧烈的有氧运动与瞬态有关减少手足口病而中等强度运动被认为是带来有利影响,归因于升高活性氧(ROS)生产高强度锻炼(6,7]。自由基的积累物种可以扰乱一氧化氮(NO)生物利用度和妥协endothelial-dependent血管舒张诱发血管功能障碍(8]。同样,它是认识到自由基/ ROS是至关重要的细胞功能和在细胞内信号和基因表达的调控9]。机械的审查这样的标记,更深的复苏时期,缺乏,可能宝贵的锻炼和健康专业人士使用,特别是当比较不同剂量运动,试图描绘出适当的锻炼和身体活动的建议对公共卫生指南。最近,有研究兴趣低容量的潜力,高强度运动吸引那些可能难以参与传统耐力政权,往往和现有的体育活动的指导方针。尽管如此,这些研究大多虽然只集中在高强度间歇训练,使用周期测功机上。稀缺的研究调查的影响存在高强度在短时间内连续跑步锻炼。因此,本研究的目的是调查外围有氧运动后内皮功能和氧化应激指标的强度不同,体积不匹配,在运动后的一段时间,我们假设微分反应内皮功能和氧化应激的生产将会观察到整个运动后时期基于运动强度,由此更高的锻炼强度将会导致氧化应激和ET-1海拔降低手足口病。

2。方法

2.1。参与者

当地研究伦理委员会的批准后,按照赫尔辛基宣言》(1964),16 (爱尔兰看似健康的白人男性(年龄:年;高度;cm;体重:公斤;体重指数:公斤/米²;:毫升·公斤⁻¹·敏⁻¹)自愿参加这项研究。所有与会者都吸食活跃,不吸烟者,血压正常的和没有服用药物或补品,如非甾体类抗炎药、降脂药物,抗氧化补充剂,可能干扰相关的血液生物化学。在开始研究之前,所有参与者完成书面知情同意和健康筛查问卷。

2.2。实验设计

志愿者参加了一个随机对照,交叉设计,涉及四个不同天的测试。每一轮的运动是由至少四天,在此期间参与者被要求保持正常的饮食和身体活动行为。第一天,人体测量和最大摄氧量()执行测试来评估有氧能力。在以下三个访问,参与者完成三个随机分配运动试验涉及跑步机跑步30分钟为55%(温和的);20分钟75%(温和的);在100%或5分钟(最大)。测试后在早上完成标准化在一夜之间迅速(10小时)。参与者还被要求避免饮用含有咖啡因的饮料。前48小时内所有实验室访问,参与者被要求戒酒和锻炼,在测试前三天,他们被要求类似的饮食。在基线实验措施,运动后(后),运动后90分钟,3小时后运动。每个运动轮之前,组成的一个标准化的热身完成10分钟的慢跑在跑步机上(自我选择的速度)其次是适当的伸展和动员练习。

2.3。人体测量

高度(精确到0.1厘米)和体重(精确到0.1公斤)是使用独立测量的测距仪(Holtain有限,Crymych,德维得,英国)和数字尺度(Seca,傅高义& Halke,汉堡,德国),分别。这个数据也被用来计算身体质量指数(BMI)。

2.4。最大增量运动试验

参与者完成了增量运动协议意志疲惫在电动跑步机(宇宙的雷泽,Nussdorf,德国)。测试开始在一个固定的跑步机0%的梯度,但起始速度被每个参与者自我选择的。每个增量持续了1分钟,跑步机的斜坡是增加了1%。测试前,参与者完成了10分钟热身,在此期间,建立了最初的跑步机速度预测的65%最大心率(最大心率:208 -(0.7×年龄))。日常校准后,参与者与在线计算机化的气体分析系统(cosm、夸克CPET、意大利),每分钟心率测量记录(极地RS400、芬兰),和声乐鼓励被测试。评估标准包括:增加耗氧量小于2毫升·公斤⁻¹·敏⁻¹在最后2分钟的锻炼;在5比·分钟的心率⁻¹预测最大;呼吸道交换比率超过1.15。感知的速度发挥(RPE)还测量了使用Borg规模(10]。

2.5。内皮功能的措施

2.5.1。肱动脉手足口病

短暂,到达实验室,参与者在仰卧位休息前20分钟休息肱动脉口蹄疫测量使用12 MHz线性传感器连接到一个LOGIQ e超声成像设备(通用电气医疗集团、英国)。心电图门控(AccuSync 72,美国;通用电气医疗系统,中国)被用来确保测量在同一点在心动周期(心脏舒张期结束)。基线图像记录10心脏周期;帧集合是通过引起的心电图机在每个R波的开始。闭塞袖口被迅速膨胀(E20快速充袖口AG101袖口增压泵空气源,美国)250毫米汞柱5分钟。Postcuff测量启动≥10秒前袖口压力被释放和测量记录≥2分钟后释放。图像获得使用血管成像仪软件(版本6.0.3,医疗成像应用,美国)。动脉直径确定使用离线边缘检测软件(臂分析仪研究版本5.7.0,医疗成像应用,美国)。根据最近手足口病进行了计算教程(11]。手足口病是正常剪切(剪切曲线下面积;)来控制大型主体变化反应hyperaemia-induced剪切应力根据帕迪拉的方法等。12]。运动试验完成后,手足口病后立即测量重复运动和锻炼90分钟和3小时后。ΔFMD /剪切从基线计算每个参与者的不同手足口病/剪切运动后测量在每个点与手足口病/剪切基线每天各自的试验,然后取平均值。

2.5.2。血压

全身动脉血压测量与自动化欧姆龙电子血压计(日本欧姆龙医疗)。参与者被要求休息在仰卧位测量从占主导地位的手臂。测量三次,平均计算。血压读数被静止后立即运动,运动后90分钟,3小时后运动。

2.6。血液生化

2.6.1。血液采样

血液样本被运动前,运动后立即,3小时后运动从一个著名的前臂静脉而参与者在仰卧位休息。立即收集后,血清分离凝活化剂管(SST)留给凝结在室温下15分钟,而锂heparinised管和K₃EDTA管被放置在冰。所有血管在3500转离心10分钟,血清和血浆被移除,整除存储在1.5毫升瓶−80°C进行生化分析。运动后包装细胞体积和血红蛋白浓度测定全血来纠正急性运动等离子体体积变化用莳萝和Costill方程13]。

2.6.2。测量ET-1

使用免疫测定血清化验了ET-1工具包(Quantikine、研发系统、英国)雇佣了一个ET-1特定单克隆抗体和酶联单克隆抗体三明治ET-1出现在样本井。在150年准备试剂和标准μ测定稀释剂rd1 - 105和75 LμL标准或被添加到每个样本。这是在室温下培养微型板块瓶一小时。通过添加400井是洗了四次μL缓冲洗好。一旦清洗缓冲完全移除,200μL (ET-1共轭添加到每个好和孵化瓶3小时在室温下。清洗步骤是重复和井在室温下孵化了30分钟前50μL停止的解决方案是添加到每个。光学密度在450海里使用微型板块读者阅读(EL808 BioTek仪器,美国)。

2.6.3。脂质氢过氧化物的测定

血清脂质氢过氧化物(LOOHs)测量使用二价铁/二甲酚橙(福克斯)试验14]。样品吸光度测量使用紫外分光光度计(紫外线mini - 1240岛津制作所,梅森技术,爱尔兰)在560海里。内部,interassay简历为0.57μ摩尔·L⁻¹= 4.6%和6.0%,分别。

2.6.4。脂溶性抗氧化剂

脂溶性抗氧化剂使用同步测量高压液相色谱(HPLC)测定Thurnham et al。15]。样本测量使用水高效液相色谱系统(水域,717 autosampler水域PDA探测器,和水域510泵),列(水域Sunfire C18 3.5μ米,4.6×100毫米),警卫列(水域哨兵守卫持有人,WAT046910,水域列加入管化验WAT084080,水域Sunfire 3.5μ4.6 m×20毫米警卫队列,零件号186002682)在下列条件:流量1.5毫升·分钟⁻¹1000 - 2000 psi和压力。等离子体α生育酚和γ生育酚在240 nm的吸光度,读视黄醇在420 nm,读和番茄红素,α胡萝卜素,β胡萝卜素在550 nm读。内部和interassay CV均< 5%。

2.7。统计分析

样本大小是决定使用一个潜在的力量计算执行利益的主要标志(内皮功能,手足口病),这需要考虑辍学率为30%。这是基于方法概述了奥特曼(16]。

统计分析是使用Microsoft Excel版本2010年完成(微软、美国)和SPSS社会统计软件包版本19 (IBM、英国)。一个示例夏皮罗威尔测试是用来评估的分布数据。参数数据进行分析使用重复测量双向方差分析(方差分析),在参与者的两个因素:时间和运动强度试验。一个Bonferroni-corrected配对样本以及用于进一步评估参与者内显著的交互效应。非参数分析了数据使用的弗里德曼测试和事后分析竣工使用Bonferroni-corrected Wilcoxon符号秩测试。统计显著性水平的被接受。

3所示。结果

3.1。内皮功能

3.1.1。手足口病的特征

没有基准直径的变化,最大直径,绝对的直径变化,或手足口病观察后的三个运动试验(;见表1),分别。尽管如此,组内差异被发现立即改变基线之间的运动后最大试验和3小时运动后最大试验()和90分钟的运动后最大试验和3小时运动后最大试验(;参见图1),分别。时间膨胀后再立即最大试验相比基线()。没有时间膨胀的变化观察到任何其他运动试验()。剪切速率更高的运动后立即在最大试验值相比基线和温和的试验(3小时运动后时间×审判交互 和、职责)和轻度锻炼和运动后90分钟后试验(时间×审判交互 和、职责)。剪切速率的组内差异也最大试验中发现后立即运动与基线相比,3小时后运动(、职责)。见表1。

3.1.2。ET-1

ET-1更高的锻炼和运动后3小时后立即温和试验相比,相同的点最大试验(时间×审判交互,;),分别。与基线相比,没有变化后立即观察ET-1最大试验(),但观察组内差异运动后和运动后3小时之间ET-1即ET-1似乎增加这段()。没有改变后观察ET-1适度的运动()。参见图2。

3.2。氧化应激指标

LOOHs观察差异立即张贴在温和的运动试验和相同的时间点在另外两个试验(时间×审判交互,),分别。运动后立即与基线相比,LOOH增加适度的运动()。这个海拔LOOHs减少运动后3小时()。组内没有变化LOOH温和和极限运动试验后(、职责)。数据呈现在图3。

没有改变脂溶性抗氧化剂(gamma-tocopherol,番茄红素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素)任何的三个运动试验后观察。α-生育酚后5分钟的锻炼时低100%相比30分钟的运动后立即在55%(,;参见图4)。弗里德曼测试确定了不同视黄醇在基线之间的运动试验(,)。然而,Bonferroni-corrected和事后Wilcoxon符号秩检验不确定基线值将发生重大变革。

4所示。讨论

这次调查的主要结果表明,不同强度的急性运动不会引起任何不利影响内皮功能(如以手足口病)在运动后的一段时间,标记的脂质过氧化(LOOH)只在温和的运动试验后立即升高,但这种变化可能是重要的ROS-mediated锻炼适应常与反复发作或运动训练9)无明显损伤血管功能。然而,我们提供初步证据表明,急性运动可能是暂时性影响血管反应(从基线)后立即和90分钟后最大运动锻炼相比,55%和75%,分别。这种差异可能是由于多种因素包括剪切应力的增加和血管收缩剂的浓度较低,ET-1。然而,这一部分的瞬态血管反应极限运动在100%作为从基线是负面的锻炼前的最大试验后立即在3小时运动后恢复正常。

在最近的研究中,未发现口蹄疫%的变化运动时最大试验相比其他运动强度在运动后的一段时间,虽然这显然支持那些鼓吹高/最大强度运动,其中一个“可能是基底条件不同在不同的时间点手足口病时确定。例如,基线动脉直径最大试验(表中给出1)是运动后大约7%高于基线动脉直径记录运动前(基线时间点)。由于口蹄疫是计算从基线直径变化百分比,尽管平均直径在基线差异无统计学不同,这种个体差异在基线直径可能更重要。因此,一个更大的基线直径,运动后,可能掩盖了更大的手足口病。另外,尽管未来的力量计算,变异系数大的口蹄疫可能已经错过了权力分析和一个更大的样本量可能在未来调查控制这种观察中受益。剪切率的显著交互观察运动后时期(特别是在最大试验),这些观察结果表明,剪切应力增加锻炼后不仅会影响基线直径,但手足口病。缺乏改变的手足口病是由于动脉的先决条件是在运动和接近不慌不忙的能力,从而减少cuff-induced postischaemic剪切应力(3]。此外,它已建议手足口病应该正常化口蹄疫的百分比除以剪切速率(AUC;手足口病/剪切)占大型主体变化反应hyperaemia-induced剪切应力(11,12]。正常化后对手足口病的建议,我们确实观察手足口病之间的关系和剪切在基线和急性运动后(数据没有显示)。尽管这些数据与以前的报告(17),差距在我们的发现可能是由于我们锻炼的强度。明确的趋势似乎表明,手足口病/是更高的运动后时期最大的审判。然而,当运动后手足口病/分析了相对于基线的区别对于每个各自的试验(从基线),组内差异最大试验中观察到。这个观察可能建议(i)减少血管功能锻炼后,直到90分钟后行使期相对于基线和(2)在3小时运动后恢复血管功能与基线相比。因此,两相的反应提出了手足口病急性运动后,手足口病的出现在运动后立即下降,但后来它正常化后约1小时(3,18尽管正常化过程似乎已经不再在当前的研究中。这种反应的本质似乎是受到了锻炼模式,强度,持续时间和运动后的时间测量(19]。高强度比赛的长度可能是一个重要的预测血管反应;减少已观察到的时间的高强度运动后(> 20分钟)而改进在短发作(< 20分钟)3];显然需要更多的工作来理解这种反应的生物价值和司机。

很少有研究试图衡量内皮功能和氧化应激在运动后的一段时间,研究表明,运动强度的海拔是伴随着相应的增加在ROS可能减少没有生物利用度。没有改变LOOHs报告最大或轻微运动后在运动后时期,但适度的运动试验后脂质过氧化增加。初轧机et al。20.)展示了氧化应激增加30和60分钟的有氧运动后为70%,但是,据我们所知,没有研究报道运动后改变LOOHs布特时适度的运动锻炼后20分钟或更少。升降运动后氧化应激阈值强度一直假定发生在50 - 70%之间当运行20至60分钟训练科目(7),目前的数据表明,运动这一范围的高端更可能提高LOOHs。激进运动的功能的确定量意义的形成仍是一个争论的来源,但很可能在运动中激进的生产可以作为一个信号调节分子事件upregulation等抗氧化酶和热休克蛋白,事件在适应运动很重要21]。事实上,急性运动改善内皮功能最近归因于一些ROS的松弛效应(22]。缺乏改变LOOHs最大试验后可能看起来有点奇怪,但一个可能的解释是,LOOH生产这一波的浓度并不足以压倒抗氧化能力,因此ROS间隙发生以足够的速度保护生物利用度和不影响血管功能。口蹄疫、高强度比赛的持续时间(5分钟在当前的研究中)可能是一个重要的调制器的活性氧反应以下的练习。下降最大试验观察α-生育酚,它似乎是合理的,这些亲脂性的抗氧化剂回收任何运动性ROS和阻止LOOHs的变化。先前的研究已经记录的α-生育酚在运动性氧化损伤的保护作用,特别是脂质过氧化作用,降低连锁中断抗氧化剂已报告的急性跑步机运动后(23]。其他的研究表明肌肉在运动后的α-生育酚含量增加可能带来的一个α-生育酚的选择性动员来对抗任何运动诱发氧化应激或增加脂蛋白交付为水解增加肌肉在运动中血流量(24]。

血清血管活性的物质的浓度ET-1被发现后立即显著降低最大轮相比,温和的运动。据我们所知,这是第一个研究揭示这些调查结果。先前的研究表明,有氧运动训练可以减少ET-1。然而,有限的工作存在评估急性反应运动,但增加已报告后30分钟高强度布特(5,25,26]。ET-1的减少可能是由于更大的吸收由ET-B受体最大强度运动后,可以在一定程度上解释了口蹄疫的有利趋势观察鉴于ET-1是一个强有力的血管收缩剂(27]。剪切应力是一种已知的刺激增加生产有可能增加剪切应力极限运动后诱导减少ET-1版本没有被减弱ET-1的生产,可能通过抑制过氧化物(28,29日),但需要进一步研究探索这个途径。或者,增加其他血管活性的介质或运动性海拔循环儿茶酚胺可以解释比较增加ET-1后立即温和的运动。

大部分的现有证据强调高或最大强度运动的有利影响包括sprint间歇训练包括四到六最大冲刺隔开一段积极的复苏(通常是3到5分钟)。因此,一次可能需要25 - 30分钟的活动属于传统体育活动的指导方针。当匹配工作,高强度的训练可以显示相似的好处与传统训练,但是少即是关于低容量的影响运动(30.),特别是当敏锐地检查。因此,在目前的调查,我们寻求专门检查一次极限运动的影响(时间5分钟)相比,运动发作范围内现有的体育活动指导方针和没有发现手足口病和氧化应激产生不利影响。我们做了观察瞬态减少从基线,但是这些都是在3小时后恢复运动和可能被解释为极限运动的预处理效果。与所有的研究,这种调查也有一些限制。三次锻炼调查不匹配的工作完成,因此可以认为任何差异可能是由于方差在总工作而不是强度本身和研究显然是需要突破缺口。我们相信公众可能没有办法匹配运动对体积和会话,因为许多人认为缺少时间锻炼感知障碍,时间有效的干预措施,但仍然产生有益健康和健身效果,仍然是运动生理学家极大的兴趣。收集血液样本的数据点,符合口蹄疫测量,可能也提供了额外的见解,但不幸的是,这些人并不是在当前的研究中获得的。未来的工作应该考虑一个更长的后续运动后期内和更大的样本量,可能有助于减少变异明显在我们的一些数据,例如,手足口病。最后,随着运动发作在本研究中进行了一夜之后快,控制或标准化的膳食摄入也可能被认为是未来研究的可能的挑战任务最大强度连续运行在禁食状态。然而,在这个试验没有副作用报告。

5。结论

同时锻炼对个人和公共卫生的好处得到了普遍认可,那么肯定是知道精确的模式,类型和所需的运动持续时间达到这样的好处。近年来,低容量的优点,高强度运动训练已成为越来越突出的数据显示类似的好处后高强度间歇训练和传统endurance-based培训骨骼肌代谢控制和心血管系统功能(30.,31日]。数据从当前广泛研究似乎支持这一主题提出类似的影响短期最大强度运动与轻度和中度运动对内皮功能指标(手足口病)和氧化应激。很可能通过multimechanistic运动产生内皮功能变化涉及物理和化学刺激的途径;关键机制,可能引起血管的变化环境包括剪切应力的增加,减少ET-1浓度,氧化应激的变更。应该进行进一步的平行研究调查低容量的影响,高强度运动训练对内皮功能在不同的人群,特别是那些代谢疾病障碍的风险,因为这可能代表一个方便的替代传统的锻炼。我们的研究结果提供了初步证据表明,单一的极限运动可能是一个更多的时间有效的方法比传统的基于身体活动锻炼的指导方针,这可能为未来的公共卫生建议具有重要意义。

缩写

手足口病:	血流介导扩张
ET-1:	Endothelin-1
ROS:	活性氧
没有:	一氧化氮
体重指数:	身体质量指数
风场:	血清分离凝活化剂管
LOOH:	脂质氢过氧化物
高效液相色谱法:	高压液相色谱
狐狸:	二价铁/二甲酚橙
方差分析:	方差分析
HSD:	诚实的重大考验。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢Lyndsey泰勒对她的帮助与数据采集和分析研究。这项研究的部分资金由北爱尔兰教育部和学习。

引用

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