Yhdistetyn kestävyys- ja voimaharjoittelun vaikutukset fyysiseen kuntoon, antropometriaan ja kardiometaboliseen terveyteen työikäisillä naisilla

Abstract

Johdanto. Liikkumattomuus aiheuttaa metabolisia häiriöitä ja pidemmällä aikavälillä se saattaa johtaa kardiometabolisen oireyhtymän ja sydän- ja verisuonisairauksien kehittymiseen. Yhdistetty kestävyys- ja voimaharjoittelu (YKVH) on monipuolinen ja ajankäytöllisesti tehokas liikuntamuoto, jolla on sekä fyysistä kuntoa että terveyttä parantavia vaikutuksia. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko YKVH:lla vaikutuksia työikäisten naisten fyysiseen kuntoon, antropometriaan ja kardiometaboliseen terveyteen.

Menetelmät. Tutkimukseen osallistui 46 tervettä ja lähtötasoltaan kohtalaisesti liikkuvaa naista iältään 48,5±9,4 vuotta. Tutkittavat jaettiin kahteen ryhmään: harjoitusryhmä (HR, n=24) ja kontrolliryhmä (KON, n=22). HR osallistui 12 viikon mittaiseen ohjattuun YKVH -interventioon, joista viikot 1–6 he harjoittelivat kaksi ja viikot 7–12 kolme kertaa viikossa. Yksi harjoitussessio sisälsi 30 min kestävyysosion ja 30 min voimaosion. Kestävyysosio suoritettiin kuntopyörällä vaihtelevasti 70–90% /HRmax-kuormilla. Voimaosiossa harjoitettiin tasapuolisesti koko kehon lihaksia (viikot 1–6: 3x14 toistoa, viikot 7–12: 3x6–10 toistoa). KON ylläpiti normaalia arkiaktiivisuuttaan koko intervention ajan. Kestävyyskuntoa (VO2max) mitattiin Åstrandin epäsuoralla ergometritestillä ja hermolihasjärjestelmän ominaisuuksia sekä dynaamisilla [jalkaprässi-1RM (DJP 1RM) ja -toistomaksimi (DJP RM 80 %) sekä pystypunnerrus-toistomaksimi] että isometrisillä voimatesteillä. Kehonkoostumusta mitattiin InBody770 -bioimpedanssilla. Myös vyötärönympärystä, verenpainetta ja unen aikaista sykevälivaihtelua (RMSSD) mitattiin. Lisäksi tutkittavilta anasysoitiin verestä useita kardiometabolista terveyttä kuvaavia muuttujia (seerumin hormonipitoisuudet, glukoosi- ja rasva-aineenvaihdunta sekä immuunijärjestelmän toiminta). Mittaukset suoritettiin HR:lle kolmesti (pre-mid-post) ja KON:lle kahdesti (pre-post).

Tulokset. HR paransi VO2max -tulosta (ml/kg/min) tilastollisesti (9,9±10,0% p<0.001), kun taas KON:n parannukset eivät olleet merkitseviä pre-post -testien välillä. HR paransi dynaamisia voimaominaisuuksiaan tilastollisesti (DJP 1RM 11±10%, p<0.001; DJP RM 80% 101±69%, p<0.001). Myös KON kehittyi, mutta tilastollisesti vähemmän (DJP 1RM 3±4%, p=0.001; DJP RM 80 %, 23± 20%, p<0.001). Kehonkoostumuksessa havaittiin positiivisia muutoksia HR:n hyväksi: luustolihasmassa kasvoi 0,9±2,9% (p=0.006) pre-mid -välillä ja rasvamassa (RM) laski pre-post -vertailussa -3,0±6,9% (p=0.032). KON:ssä ei havaittu muutoksia. HR lisäsi unen aikaista RMSSD -arvoa 15,8±26,2% (p=0.009), kun puolestaan KON:ssä ei havaittu muutoksia. Seerumin hormoneissa havaittiin tilastollista nousua: vapaa testosteroni/ SHBG -suhteessa (HR p=0.045; KON p<0.001) sekä vapaa testosteroni/ kortisoli -suhteessa (HR p=0.001; KON p<0.001). Myös paastoglukoosi laski HR:ssä (p=0.039).

Johtopäätökset. YKVH -interventio näyttäisi parantavan fyysistä kuntoa ja kehonkoostumusta, mutta 12 viikkoa oli todennäköisesti hieman liian lyhyt jakso aikaansaamaan muutoksia kardiometabolista terveyttä kuvaavissa yksittäisissä muuttujissa. Myös yleisesti terveyden tutkimisen kannalta otoskoko oli melko pieni, jolloin keskihajonta oli monen muuttujan kohdalla suuri johtuen suuresta yksilöllisestä variaatiosta. Havaitut parannukset fyysisessä kunnossa ja sykevälivaihtelussa olivat merkittäviä, sillä ne lisäävät toimintakykyä ja vähentävät stressiä. Myös todennäköiset positiiviset muutokset kehonkoostumuksessa olivat tässä tutkimusryhmässä terveyden kannalta hyviä saavutuksia, sillä ikääntyminen ja vaihdevuodet aiheuttavat ylimääräisen rasvamassan kertymistä sekä lihasmassan laskua. YKVH:n avulla saaduilla muutoksilla on pidemmän päälle kardiometaboliselta oireyhtymältä, tyypin 2 diabetekselta ja sydän- ja verisuonisairauksilta ehkäiseviä vaikutuksia.

Introduction. Inactivity causes metabolic disorders and in the longer term it can lead to the development of cardiometabolic syndrome and cardiovascular diseases. Concurrent endurance and strength training (CEST) has been noticed to be a comprehensive and time-efficient type of exercise, which positively effects on our physical fitness and health. The purpose of this study was to determine whether CEST had effects on the physical fitness, anthropometrics and cardiometabolic health and of working age women.

Methods. Subjects (n=46), healthy and sedentary women 48.5±9.4 years old, were randomized into concurrent endurance and strength training group (ES, n=24) or control group (CON, n=22). ES participated in a 12 weeks of a supervised CEST program. For the first six weeks, the subjects exercised twice and the last six weeks three times a week. One training session included a 30 min endurance and a 30 min strength part. The endurance part was carried out by bicycle with varying intensities of 70-90%/ HRmax. All the muscles of the body were exercised equally in the strength part (weeks 1–6: 3x14 repetitions, weeks 7–12: 3x6–10 repetitions). CON maintained normal daily activity throughout the intervention. Aerobic fitness (VO2max) was determined by Åstrand indirect ergometer test, and the neuromuscular system characteristics by both dynamic [leg press 1RM (DLP 1RM), leg press repetition max (DLP RM 80%) and shoulder press repetition max] and isometric force tests. Body composition was measured by InBody770 -bioimpedance. Also, the waist circumference, blood pressure and heart rate variability (RMSSD) during sleep were measured. In addition, several cardiometabolic health parameters (hormonal, glucose and fat metabolism, and immune function) were analyzed in blood. The measurements were performed three times for ES (pre-mid-post) and three times for CON (pre-post).

Results. VO2max (ml/kg/min) improved statistically in ES (9.9±10.0% p<0.001), whereas in CON, improvements were not significant in pre-post -tests. ES also improved dynamic strength performance statistically significantly (DLP 1RM 11±10%, p<0.001; DLP RM 80% 101±69%, p<0.001). CON also developed, but statistically less than ES (DLP 1RM 3±4%, p=0.001; DLP RM 80%, 23±20%, p<0.001). There were positive changes in body composition in ES: muscle mass increased by 0.9±2.9% (p=0.006) in the pre-mid -interval and the fat mass (FM) decreased in the pre-post-comparison –3.0±6.9% (p=0.032), whereas there were no changes in CON. During sleep, RMSSD increased in ES by 15.8±26.2% (p=0.009), while no changes occurred in CON. Serum hormone concentrations increased statistically in both groups: free testosterone-SHBG ratio (ES p=0.045; CON p<0.001) and free testosterone-cortisol ratio (ES p=0.001; CON p<0.001). Fasting glucose decreased also in ES (p=0.039).

Conclusions. CEST -intervention seems to improve physical fitness and body composition, but 12 weeks was probably too short period to make improvements in individual parameters describing cardiometabolic health. In general, the sample size was also relatively small for the clinical health research, where the standard deviation was high for many variables due to the large individual variation. Improvements in physical fitness and heart rate variability found in this study were important as they increase functional capacity and reduce stress. The likely changes in body composition were also positive for health in this research group, as aging and menopause cause accumulation of excess fat mass and decrease in muscle mass. Benefits of concurrent endurance and strength training have longer-lasting effects on cardiometabolic syndrome, type 2 diabetes and cardiovascular disease prevention.