Dietary intake and strength training adaptation in 50-70 -year old men and women : with special reference to muscle mass, strength, serum anabolic hormone concentrations, blood pressure, blood lipids and lipoproteins and glycemic control

Abstract

Frailty has been defined as an age-related decrease of the physiologic systems that results in weakness, weight loss and decreased functional performance, thus increasing the risk of disability. The physical characteristics of frailty are affected by the amount of muscle mass and strength. Strength training (ST) can alleviate age-related declines in muscle mass, strength and physical function. However, there is controversy regarding whether dietary intake can improve the effects of ST. The present thesis assessed the effects of dietary intake (DI) on muscular, hormonal and metabolic adaptations to ST in healthy 50-70 year old people. In cross-sectional study I, maximal strength of the leg extensors and muscle thickness of the vastus lateralis (measured using ultrasound) were compared between male strength athletes (MA52: n=9 & MA72: n=8) and control males (M52: n=11 & M71: n=10). The strength athletes had greater maximal strength than the controls, but no group effect was recorded for muscle thickness. In studies II-IV, the effects of nutritional counseling (NC) aimed at providing appropriate energy and protein intake and recommended fat intake were studied during 21 weeks of progressive ST (40-80% of 1RM loads) in women (ST+NC: n=25 & ST: n=26) and men (ST+NC: n=22 & ST: n=23). In study V the effects of continued reduced strength training (CRST) for another 21 weeks were assessed between the ST group and the male control group (C: n=21). The measurements included muscle cross-sectional area of the quadriceps femoris (CSA of QF) (by MRI), maximal strength of the leg extensors, serum anabolic hormone concentrations, resting blood pressure (BP) and fasting concentrations of blood lipids and lipoproteins, and blood glucose. The NC reduced the saturated fat intake in both men and women. After the NC, an increased protein intake was observed in women and increased carbohydrate and fiber intake in men. The muscle CSA of QF increased more (10% vs. 7%) in the NC group of women compared to the group with no dietary advice. In older men the increases in muscle CSA of QF (5-6%) did not differ between the groups. Gains in muscle strength also showed no differences between the groups in women (24-29%) or in men (16-20%). The CRST maintained increased muscle strength in older men. No group differences were observed in serum anabolic hormone concentrations during ST. The average serum testosterone per sex hormone-binding globulin –ratios correlated positively with the average body weight-normalized intake of energy, protein and fat in older men. The BP decreased mildly in both genders after ST. The NC enhanced the decreases in serum LDL -cholesterol concentration and serum total cholesterol per HDL cholesterol –ratio in older women. No changes were observed in serum lipids and lipoproteins in older men. Blood glucose levels did not differ between the experimental groups during the ST period. The CRST resulted in sustained fasting blood glucose levels in strength-trained men compared to an increase in the C. The present data showed that progressive ST reduced the risk of frailty by increasing muscle mass and strength, and improving metabolic risk profiles in older men and women. Furthermore, a recommended moderate fat diet with a suitable energy and protein intake reinforced the ST-induced muscle hypertrophy and caused favorable changes in metabolic health indicators in older women.

Voimaharjoittelulla voidaan tehokkaasti vähentää vanhuuden hauraus-raihnausoireyhtymän riskiä lisäämällä lihasmassaa ja voimaa sekä parantamalla aineenvaihdunnallista terveyttä. Ikääntyvillä naisilla ravitsemussuositusten mukainen riittävästi energiaa ja proteiinia sisältävä ruokavalio edisti voimaharjoittelun aikaansaamaa lihasmassan kasvua ja positiivisia muutoksia veren rasva-arvoissa, Janne Sallinen kertoo.Sallinen selvitti tutkimuksessaan ravitsemusohjauksen merkitystä voimaharjoittelun aikaansaamiin muutoksiin lihasmassassa, voimassa, seerumin hormonipitoisuuksissa ja aineenvaihdunnallisissa riskitekijöissä 50-70 -vuotiailla naisilla ja miehillä. Euroopan alueella iäkkään väestön osuus kasvaa nopeimmin Suomessa. Vaikka ikääntyvät ovat entistä terveempiä, kasvaa apua tarvitsevien vanhusten määrä eliniän pidentyessä. Vanhuksen hauraus-raihnausoireyhtymällä tarkoitetaan ikääntymiseen liittyvää fysiologisten säätelyjärjestelmien heikkenemistä, mikä on yhteydessä vanhuksen terveyden ja toimintakyvyn menetykseen. Oireyhtymään liittyviä piirteitä ovat mm. yleinen heikkous, painon lasku sekä tasapainon ja toimintakyvyn heikkeneminen. Riippumatta syistä, oireyhtymälle on ominaista lihasmassan vähentyminen ja lihasheikkous. <b>Ravitsemusohjaus tukee harjoittelun vaikutuksia</b>Sallisen tutkimuksessa 51 naista ja 45 miestä jaettiin ravitsemusohjausta saavaan ryhmään ja normaalisti ruokailevaan ryhmään 21 viikon nousujohteisen (harjoituspainot 40-80 % maksimista) voimaharjoittelujakson ajaksi. Ravitsemusohjausta annettiin tutkimuksen aikana kahdesti tavoitteena ohjata tutkittavia kiinnittämän huomiota riittävään energian ja proteiinin saantiin sekä suositeltuun rasvan ja kuidun saantiin.Ravitsemusohjaus paransi ruokavalion rasvan laatua vähentämällä tyydyttyneen (kovan) rasvan saantia sekä naisilla että miehillä. Lisäksi proteiinin saanti kasvoi naisilla ja hiilihydraattien ja kuidun saanti miehillä ravitsemusohjauksen seurauksena. Ravitsemusohjaus lisäsi voimaharjoittelun aikaansaamaa reiden lihasmassan kasvua naisilla merkitsevästi normaalisti ruokailleeseen ryhmään verrattuna. Miehillä reiden lihasmassan kasvussa ei ollut eroa ryhmien välillä. Lihasvoiman kasvussa ei ollut ryhmäeroja naisilla eikä miehillä voimaharjoittelun jälkeen. Seerumin vapaan testosteronin ja kasvuhormonin pitoisuudessa ei ollut eroja ryhmien välillä voimaharjoittelun jälkeen. Seerumin aktiivisen sitoutumattoman testosteronin määrä oli positiivisessa yhteydessä kokonaisenergian, proteiinin ja rasvan saantiin miehillä. Siten ravinnonsaanti näyttää olevan yhteydessä veren miessukuhormonipitoisuuteen ikääntyvillä miehillä.Molemmilla sukupuolilla lepoverenpaine laski lievästi ja paastoverensokeri säilyi muuttumattomana 21 viikon voimaharjoittelujakson aikana. Ravitsemusohjaus voimisti voimaharjoittelun aikaansaamaa laskua seerumin ”huonon” LDL -kolesterolin pitoisuudessa ja seerumin kokonaiskolesterolin ja ”hyvän” HDL -kolesterolin -suhteessa naisilla. - Ohjattu kuntosaliharjoittelu sopii hyvin ikääntyville. Kuntien tulisi helpottaa ikääntyvien kuntosaliharjoittelua mm. järjestämällä ohjattua seniorikuntosaliharjoittelua. Myös ravitsemusohjauksen järjestäminen hauraus-raihnausoireyhtymän riskiryhmään kuuluville ikääntyville henkilöille kannattaa, Sallinen suosittaa.