پاسخ بیشینة اکسایش چربی و Fatmax به فعالیت ورزشی فزاینده و تحریک الکتریکی عضلانی در مردان دارای اضافه وزن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکدة تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه علامه طباطبائی، تهران، ایران پژوهشکدة علوم ورزشی و تندرستی، دانشگاه علامه طباطبائی، تهران، ایران

2 گروه فیزیولوژی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه علامه طباطبائی، تهران، ایران

چکیده

زمینه و هدف: سبک زندگی شهرنشینی و فعالیت ناکافی به افزایش اضافه وزن و چاقی منجر شده و این مسئله را به یک مشکل همه‌گیر در تمام کشورها تبدیل کرده است. فعالیت ورزشی یکی از مداخله‌های شیوة زندگی است که برای کاهش وزن و بهبود سلامتی توصیه شده است. مقدار مصرف انرژی هنگام فعالیت بدنی اغلب از ترکیب سوخت‌وساز چربی و کربوهیدرات تأمین می‌شود و میزان استفاده از این منابع به رژیم غذایی، ذخایر گلیکوژن عضلات، شدت و مدت فعالیت و نوع فعالیت ورزشی بستگی دارد که با افزایش شدت فعالیت ورزشی اکسایش کربوهیدرات به‌تدریج زیاد می‌شود، درحالی‌که سهم اکسایش چربی از شدت‌های کار کم تا متوسط افزایش و سپس از شدت‌های متوسط تا زیاد کاهش می‌یابد. تحریک الکتریکی عضلانی توسط تجهیزات پیشرفته توانایی ایجاد انقباض‌های عضلانی و خون‌رسانی به عضلات دارد و در نتیجه سبب افزایش اکسایش چربی می‌شود. هدف از پژوهش حاضر بررسی پاسخ بیشینة اکسایش چربی و Fatmax به فعالیت ورزشی فزاینده و تحریک الکتریکی عضلانی در مردان دارای اضافه وزن بود.
مواد و روش‌ها: ۱۰ مرد دارای اضافه وزن (سن 08/6 ± 1/29 سال، تودة بدنی 98/1 ± 49/28 کیلوگرم بر متر مربع) به‌عنوان نمونه به‌وسیلة فراخوان و به‌صورت داوطلبانه شرکت کردند. آزمودنی‌ها دو جلسه به آزمایشگاه مراجعه کردند. در یک جلسه آزمون فزاینده برای تعیین بیشینة اکسایش چربی و VO2max انجام دادند. در جلسة دیگر همان آزمون جلسة اول را تکرار کردند، با این تفاوت که هنگام آزمون ورزشی تحریک الکتریکی عضلانی داشتند. گازهای تنفسی برای اندازه‌گیری اکسایش چربی و کربوهیدرات جمع‌آوری شد. مراحل آزمون به این صورت بود که آزمودنی‌ها پس از پنج دقیقه گرم کردن، فعالیت را با شدت 50 وات روی چرخ ‌کارسنج شروع کردند و هر سه دقیقه، 25 وات بر میزان کار اضافه شد تا جایی که نسبت تبادل تنفسی آن‌ها برابر با یک شد. در ادامه و تا رسیدن به خستگی ارادی، بر میزان شدت کار در هر دو دقیقه 25 وات افزوده شد. برای برآورد میزان اکسایش چربی و کربوهیدرات از فرمول فراین استفاده شد. داده‌های MFO و Fatmax از مرحله‌ای که بیشترین اکسایش چربی را دارد، به‌دست آمد و شدت معادل آن انتخاب شد.
نتایج: افزایش میزان  Fatmaxدر جلسة فعالیت ورزشی فزاینده با تحریک الکتریکی (۶± ۷۹%) نسبت به جلسة بدون تحریک الکتریکی ( ۱۴± ۷۴%) مشاهده شد، هرچند آنالیز آماری تی زوجی تفاوت معناداری را بین دو جلسه نشان نداد (365/0 P=). همچنین مقایسة داده‌های دو جلسه فعالیت ورزشی فزاینده با تحریک الکتریکی و بدون تحریک الکتریکی با استفاده از تی زوجی اختلاف معناداری را بین دو جلسه برای MFO (303/0 P=)، اکسایش چربی (397/0 P=) و اکسایش کربوهیدرات (969/0 P=) در مردان دارای اضافه وزن نشان نداد.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که تحریک الکتریکی عضلانی همراه با فعالیت ورزشی فزاینده می‌تواند سبب افزایش میزان Fatmax در مردان دارای اضافه وزن شود، اما تأثیر معناداری بر اکسایش چربی، کربوهیدرات و MFO ندارد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Responses of maximal fat oxidation and Fatmax to incremental exercise and electrical muscle stimulation in overweight men

نویسندگان [English]

  • Minoo Bassami 1
  • Shirin Khaknejad 2
  • Rasoul Easlami 2
  • Ali Nejatian Hoseinpour 2
1 Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education and Sports Sciences, Allameh Tabataba’i University, Tehran, Iran Research Institutes of Sport Sciences and Health, Allameh Tabataba’i University, Tehran, Iran
2 Department of Exercise Physiology, Faculty of Physical Education and Sports Sciences, Allameh Tabataba’i University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Purpose: Inactive lifestyle has led to an increases in overweight and obesity over the past years, and become an epidemic problem worldwide. Regular exercise is one of the interventions recommended for weight loss and health improvement. The amount of energy consumed during exercise is mainly provided by the combination of fat and carbohydrate metabolism, and the use of these resources depends on the diet, muscle glycogen concentration, and the intensity, duration and type of exercise. During high-intensity exercise, metabolism is more dependent on carbohydrates, while fat is the main fuel during low to medium intensities. Electrical muscle stimulation is an advanced technique which has the ability to create effects similar to the muscle contraction and can increase blood flow to muscles and possibly as a result fat oxidation increases. The present study aimed to investigate the response of maximal fat oxidation (MFO) and Fatmax to incremental exercise and electrical muscle stimulation in overweight men.
Materials and Methods: Ten overweight men (age, 29.10±6.08 years, body mass index, 28.49±1.98 kg/m2) voluntarily participated through a formal invitation. The subjects attended the laboratory in two separate sessions. In the first session, they performed an incremental test to determine maximum fat oxidation and VO2max. In the second session, they repeated the same test, with electrical muscle stimulation applied during the exercise test. Respiratory gases were collected to measure fat and carbohydrate oxidations. The test procedures were such that after warming up for five minutes, the subjects started the exercise at an intensity of 50 watts on the cycle ergometer and 25 watts was added to the workload every three minutes, until their respiratory exchange ratio (RER) reached to one. Thereafter, every 2 minutes the workload was increased by 25 watts until volitional exhaustion. Frayn's formula was used to calculate fat and carbohydrate oxidations. The data for MFO and Fatmax were obtained from the stage with the highest fat oxidation and the equivalent intensity was selected.
Results: An increase in the amount of Fatmax level was observed in incremental exercise and electrical muscle stimulation (79%±6%) trial compared to the incremental exercise trial (74%±14%), though, the statistical analysis did not show a significant difference between the two trials (P=0.365). Furthermore, no significant differences were observed between the two trials for MFO (P=0.303), fat oxidation (P=0.397) and carbohydrate oxidation (P=0.969).
Conclusion: Based on these results, it could be concluded that electrical muscle stimulation combined with incremental exercise can lead to an increase in Fatmax levels in overweight men, but it does not have a significant effect on fat oxidation, carbohydrate oxidation, and MFO.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Endurance exercise
  • Fat oxidation
  • Carbohydrate oxidation
  • Obesity
  • EMS

مراجع

  1. Collaborators GRF. Global, regional, and national comparative risk assessment of 79 behavioural, environmental and occupational, and metabolic risks or clusters of risks, 1990–2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet (London, England). 2016;388(10053):1659.
  2. McLachlan S, Collaboration NRF. Trends in adult body mass index in 200 countries since 1975: pooled analysis of 1,698 population-based measurement studies with 19.2 million participants. The Lancet. 2016;387(10026).
  3. Tabrizi JS, Sadeghi-Bazargani H, Farahbakhsh M, Nikniaz L, Nikniaz Z. Prevalence and associated factors of overweight or obesity and abdominal obesity in Iranian population: a population-based study of northwestern Iran. Iranian journal of public health. 2018;47(10):1583.
  4. Galgani JE, Fernández‐Verdejo R. Pathophysiological role of metabolic flexibility on metabolic health. Obesity Reviews. 2021;22(2):e13131.
  5. Ayatollahi S, Ghoreshizadeh Z. Prevalence of obesity and overweight among adults in Iran. Obesity reviews. 2010;11(5):335-7.
  6. World Health Organization obesity and overweight fact sheet. WHO Geneva, Switzerland; 2016.
  7. Bixby H, Bentham J, Zhou B, Di Cesare M, Paciorek C, Bennett J, et al. Rising rural body-mass index is the main driver of the global obesity epidemic. 2019.
  8. Jensen MD, Ryan DH, Apovian CM, Ard JD, Comuzzie AG, Donato KA, et al. 2013 AHA/ACC/TOS guideline for the management of overweight and obesity in adults: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines and The Obesity Society. Journal of the American college of cardiology. 2014;63(25 Part B):2985-3023.
  9. Yumuk V, Tsigos C, Fried M, Schindler K, Busetto L, Micic D, Toplak H. European guidelines for obesity management in adults. Obesity facts. 2015;8(6):402-24.
  10. Naghizadeh H, Heydari F. The effect of 12 weeks of HIIT and curcumin consumption on oxidative indices in obese men with type-2 diabetes mellitus. Journal of Sport & Exercise Physiology (JSEP). 2023;15(4). (In Persian)
  11. Akbarpour M, Rad SS, Chamani N. Comparison of the effects of eight weeks of traditional resistance training and TRX on oxidative and antioxidant indicators in women with type 2 diabetes. Journal of Sport and Exercise Physiology. 2023;16. (In Persian)
  12. Achten J, Jeukendrup AE. Optimizing fat oxidation through exercise and diet. Nutrition. 2004;20(7-8):716-27.
  13. Abildgaard J, Pedersen AT, Green CJ, Harder-Lauridsen NM, Solomon TP, Thomsen C, et Menopause is associated with decreased whole body fat oxidation during exercise. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 2013;304(11):E1227-E36.
  14. Purdom T, Kravitz L, Dokladny K, Mermier C. Understanding the factors that effect maximal fat oxidation. Journal of the International Society of Sports Nutrition. 2018;15(1):3.
  15. Alghannam AF, Ghaith MM, Alhussain MH. Regulation of energy substrate metabolism in endurance exercise. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2021;18(9):4963.
  16. Jeukendrup A, Achten J. Fatmax: a new concept to optimize fat oxidation during exercise? European Journal of Sport Science. 2001;1(5):1-5.
  17. Achten J, Gleeson M, Jeukendrup AE. Determination of the exercise intensity that elicits maximal fat oxidation. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2002;34(1):92-7.
  18. Valizadeh A, Khosravi A, Azmoon H. Fat oxidation rate during and after three exercise intensities in non-athlete young men. World Appl Sci J. 2011;15(9):1260-6.
  19. Alkahtani SA, King NA, Hills AP, Byrne NM. Effect of interval training intensity on fat oxidation, blood lactate and the rate of perceived exertion in obese men. Springerplus. 2013;2(1):1-10.
  20. Achten J, Jeukendrup AE. The effect of pre-exercise carbohydrate feedings on the intensity that elicits maximal fat oxidation. Journal of Sports Science. 2003;21(12):1017-25.
  21. Venables MC, Achten J, Jeukendrup AE. Determinants of fat oxidation during exercise in healthy men and women: a cross-sectional study. Journal of applied physiology. 2005;98(1):160-7.
  22. Tan S, Du P, Zhao W, Pang J, Wang J. Exercise training at maximal fat oxidation intensity for older women with type 2 diabetes. International Journal of Sports Medicine. 2018;39(05):374-81.
  23. Kemmler W, Schliffka R, Mayhew JL, von Stengel S. Effects of whole-body electromyostimulation on resting metabolic rate, body composition, and maximum strength in postmenopausal women: the training and electrostimulation trial. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2010;24(7):1880-7.
  24. Jee Y-S. The effect of high-impulse-electromyostimulation on adipokine profiles, body composition and strength: A pilot study. Isokinetics and Exercise Science. 2019;27(3):163-76.
  25. Porcari JP, Miller J, Cornwell K, Foster C, Gibson M, McLean K, Kernozek T. The effects of neuromuscular electrical stimulation training on abdominal strength, endurance, and selected anthropometric measures. Journal of sports science & medicine. 2005;4(1):66.
  26. Hioki M, Takahashi H, Saito A, Imai M, Yasuda H. Effect of electromyostimulation training on intramuscular fat accumulation determined by ultrasonography in older adults. European Journal of Applied Physiology. 2023;123(2):271-82.
  27. Cheneviere X, Malatesta D, Peters EM, Borrani F. A mathematical model to describe fat oxidation kinetics during graded exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2009;41(8):1615-25.
  28. Kemmler W, Von Stengel S, Schwarz J, Mayhew JL. Effect of whole-body electromyostimulation on energy expenditure during exercise. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2012;26(1):240-5.
  29. Frayn K. Calculation of substrate oxidation rates in vivo from gaseous exchange. Journal of applied physiology. 1983;55(2):628-34.
  30. Croci I, Hickman IJ, Wood RE, Borrani F, Macdonald GA, Byrne NM. Fat oxidation over a range of exercise intensities: fitness versus fatness. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2014;39(12):1352-9.
  31. Lanzi S, Codecasa F, Cornacchia M, Maestrini S, Capodaglio P, Brunani A, et al. Short‐term HIIT and Fatmax training increase aerobic and metabolic fitness in men with class II and III obesity. Obesity. 2015;23(10):1987-94.
  32. Tan S, Wang X, Wang J. Effects of supervised exercise training at the intensity of maximal fat oxidation in overweight young women. Journal of Exercise Science & Fitness. 2012;10(2):64-9.
  33. Kemmler W, Shojaa M, Steele J, Berger J, Fröhlich M, Schoene D, et al. Efficacy of whole-body electromyostimulation (WB-EMS) on body composition and muscle strength in non-athletic adults. A systematic review and meta-analysis. Frontiers in physiology. 2021:95.
  34. Watanabe K, Taniguchi Y, Moritani T. Metabolic and cardiovascular responses during voluntary pedaling exercise with electrical muscle stimulation. European journal of applied physiology. 2014;114:1801-7.
  35. Grosset J-F, Crowe L, De Vito G, O'Shea D, Caulfield B. Comparative effect of a 1 h session of electrical muscle stimulation and walking activity on energy expenditure and substrate oxidation in obese subjects. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2013;38(999):57-65.
  36. Nuhr M, Crevenna R, Gohlsch B, Bittner C, Pleiner J, Wiesinger G, et al. Functional and biochemical properties of chronically stimulated human skeletal muscle. European journal of applied physiology. 2003;89:202-8.
  37. Perez-De-Arrilucea-Le-Floc’h UA, Dote-Montero M, Carle-Calo A, Sánchez-Delgado G, Ruiz JR, Amaro-Gahete FJ. Acute Effects of Whole-Body Electromyostimulation on Energy Expenditure at Resting and during Uphill Walking in Healthy Young Men. Metabolites. 2022;12(9):781.
  38. Rouhani H, Damirchi A, Hasannia S, Rouhani M. The Effect of Dehydration on Maximal Fat Oxidation (MFO) and the Exercise Intensity at which MFO Occurred (FATMAX) Olympic. 2009;16(4):89-98. (In Persian)
  39. Lima-Silva AE, Bertuzzi RC, Pires FO, Gagliardi JF, Barros RV, Hammond J, Kiss MA. Relationship between training status and maximal fat oxidation rate. Journal of sports science & medicine. 2010;9(1):31.
  40. Stisen AB, Stougaard O, Langfort J, Helge JW, Sahlin K, Madsen K. Maximal fat oxidation rates in endurance trained and untrained women. European journal of applied physiology. 2006;98:497-506.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 10 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری: 11 خرداد 1403
  • تاریخ پذیرش: 18 خرداد 1403
  • تاریخ اولین انتشار: 18 خرداد 1403
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1403

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار