The effects of protein and carbohydrate supplementation on body composition and muscle strength during resistance training

Abstract

Johdanto. Lihavuudesta on tullut maailmanlaajuinen epidemia, ja sen liitännäissairaudet ovat suuri huolenaihe. Voimaharjoittelun ja ravitsemuksen tiedetään muokkaavan tehokkaasti kehon koostumusta. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää miten proteiini ja hiilihydraatti yhdistettynä voimaharjoitteluun vaikuttavat kehon koostumukseen sekä voimaan. Menetelmät. Tutkimukseen osallistui 78 miestä (ikä 34.7 ± 1.4, pituus 179.9 ± 0.77 cm, paino 83.6 ± 1.4 kg), jotka eivät olleet tottuneet voimaharjoitteluun. Tutkimus sisälsi kokonaisuudessaan 16 viikkoa voimaharjoittelua, joista ensimmäiset neljä viikkoa sisälsivät kaikilla kestovoiman harjoittelua. Tämän perehdyttämisjakson jälkeen koehenkilöt jaettiin kolmeen lisäravinneryhmään (proteiini, hiilihydraatti, proteiini+hiilihydraatti). Koehenkilöt jaettiin lisäksi kahteen eri harjoitteluryhmään, nopeus-maksimivoima- ja hypertrofis-maksimivoimaryhmään. Koehenkilöt täyttivät ruokapäiväkirjan ryhmiin jakautumisen jälkeen. Kehon koostumus mitattiin DXA:lla alkutilanteessa sekä 4 ja 16 viikon jälkeen. Reiden lihasten poikkipinta-ala mitattiin ultraäänellä alkutilanteessa sekä 16 viikon jälkeen. Voimamittaukset suoritettiin alkutilanteessa sekä 4, 12 ja 16 viikon jälkeen. Tulokset. Kehon painoon suhteutettuna ravitsemus ei eronnut merkitsevästi ryhmien kesken, mutta absoluuttisesti energiansaanti oli proteiiniryhmällä vähäisempää palautumispäivinä verrattuna hiilihydraattiryhmään (P < 0.05). Kehon rasvaton massa (P < 0.001) ja jalkojen rasvaton massa (P = 0.003) lisääntyivät merkitsevästi tutkimuksen aikana. Kehon kokonaisrasvan määrä (P = 0.001) ja vatsan alueen rasvan määrä (P < 0.001) vähenivät voimaharjoittelun seurauksena, kun taas ylävartalon rasvan määrä (P = 0.065) pysyi muuttumattomana. Ravinnon ja ajan yhdysvaikutus havaittiin kehon kokonaisrasvan massalle (P = 0.032), ylävartalon rasvan massalle (P < 0.001), ja vatsarasvalle (P = 0.014). Muutokset olivat merkitsevästi suurempia proteiiniryhmässä verrattuna hiilihydraattiryhmään (kehon rasva, P = 0.03; vartalon rasva, P < 0.001; vatsarasva, P = 0.01). Voimaharjoittelun seurauksena jokaisella ryhmällä parani merkitsevästi 1 RM (P < 0.001) sekä suureni reiden poikkipinta-ala (P < 0.001). Johtopäätökset. Proteiini yhdistettynä voimaharjoitteluun vähentää merkitsevästi kehon kokonaisrasvan, ylävartalon rasvan sekä vatsarasvan määrää. Tulosten perusteella voimaharjoittelu yhdistettynä harjoittelun jälkeiseen proteiinin nauttimiseen vaikuttaa olevan tehokas tapa vähentää kehon rasvan määrää sekä samalla ylläpitää tai lisätä rasvatonta massaa ja näin ollen edesauttaa hyvää terveyttä.

Introduction. The importance of body composition for health and performance are well known. Resistance training and diet are known to affect body composition. The purpose of this study was to examine the effects of different post-exercise supplementation regimens on body composition and strength development during resistance training. Methods. A total of 78 healthy, recreational active men (mean ± SD: age 34.7 ± 1.4, height 179.9 ± 0.77 cm, weight 83.6 ± 1.4 kg) were included in this study. All subjects completed a supervised resistance training program, which included a 4-week habituation period. After the habituation period, the subjects were divided into three supplementation groups (protein, carbohydrate, and protein+carbohydrate). Within each of these three supplementation groups, the subjects were further divided into power-strength or hypertrophic-strength training groups. Subjects kept 4-day dietary records during the first month of the 12-week supplementation period. Body composition was determined using DXA at baseline, after the 4-week habituation training, and after the 12-week training period with supplementation. Cross sectional area of the knee extensor muscles were measured using ultrasound after habituation training and after 12 weeks. Strength measurements were done at baseline, after the habituation training, and after 8 and 12-weeks of actual training. Muscle strength was measured by using both dynamic and isometric leg press. Results. The dietary intake did not differ significantly between groups relative to body weight, but total dietary intake was smaller in the protein than carbohydrate group during the recovery days (P < 0.05). Significant increases following the resistance training for all three groups were seen in total fat free mass (P < 0.001) and leg fat free mass (P = 0.003) without differences between the three supplementation groups. Total fat mass (P = 0.001) and android fat mass (P < 0.001) decreased with resistance training while trunk fat mass was unchanged (P = 0.065). A nutrition x time interaction was detected for total fat mass (P = 0.032), trunk fat mass (P < 0.001), and android fat mass (P = 0.014). These changes were larger in the protein group compared with the carbohydrate group (P = 0.03, P < 0.001, and P = 0.01, respectively). Significant increases following the resistance training for all three groups were seen for 1 RM (P < 0.001) and cross sectional area of quadriceps femoris (P < 0.001). No nutrition x time interaction effects were observed for 1RM strength (P = 0.360) or for cross sectional area of quadriceps femoris (P = 0.715). Conclusion. The main finding for this study was that protein supplementation after resistance training session reduces total fat, trunk fat, and android fat mass more than carbohydrate or protein plus carbohydrate supplementation. These results highlight the importance of diet and resistance training in the modification of body composition and in the promotion of health.