Wpływ ćwiczeń i suplementacji aminokwasów na wzmocnienie mięśni w chorobie zwyrodnieniowej stawów

Kilka lat temu w Japonii przeprowadzono badanie, w którym sprawdzano wpływ terapii łączonej – obejmującej ćwiczenia wzmacniające mięśnie oraz suplementację aminokwasów rozgałęzionych (BCAA) – na poprawę siły mięśni u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów. Niniejszy artykuł przedstawia opis rzeczonego badania oraz jego wyniki.
Article Image

Wstęp

Choroba zwyrodnieniowa stawu biodrowego (chzsb) może powodować pogorszenie mechanicznej efektywności dynamicznej w wyniku skrócenia ramienia dźwigni, związanego z deformacją stawu. Ponadto dojść może do ograniczenia aktywności w wyniku bólu stawu i ograniczenia zakresu ruchu oraz do słabości mięśni w wyniku ich nieużywania. Liu i in.1 zgłaszali znaczące zmniejszenie powierzchni przekroju i długości mięśnia pośladkowego średniego u pacjentów z dysplazją stawu biodrowego w porównaniu ze stroną zdrową. Rosemann i in.2 stwierdzili, że aktywność fizyczna u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów ucierpiała w wyniku ograniczenia funkcji kończyn dolnych, bólu i czasu trwania choroby. Jako że zmniejszona siła mięśni kończyn dolnych powoduje dalsze ograniczenie aktywności fizycznej i funkcji w związku z nieużywaniem, w zapobieganiu progresji i objawom choroby zwyrodnieniowej stawów istotne jest poprawianie siły mięśni kończyn dolnych.Skuteczna terapia ćwiczeniowa przy chzs obejmuje ćwiczenia w basenie oraz ćwiczenia wzmacniające mięśnie3, nie ustalono jednak intensywności ćwiczeń ani konkretnych schematów postępowania4.

Choroba zwyrodnieniowa stawu biodrowego, staw biodrowy
W ostatnich latach nauka o żywieniu aktywnie bada skutki spożywania aminokwasów, a jego wpływ na anabolizm białkowy w mięśniach wykazano fizjologicznie. Metabolizm białkowy w mięśniach wymaga większych ilości aminokwasów rozgałęzionych (BCAA), zwłaszcza u osób starszych – w porównaniu z młodszymi5. Ponadto wraz z wiekiem absorpcja BCAA zmniejsza się6 i spowalnia7.


Jeśli chodzi o syntezę białek mięśniowych, Burd i in.8 donoszą, że absorpcja aminokwasów w mięśniu obszernym bocznym ustaje po osiągnięciu pewnej ich ilości, mimo utrzymywania się podniesionego poziomu aminokwasów w osoczu. Jednakże ćwiczenia połączone ze spożyciem aminokwasów zwiększają absorpcję i zwiększenie to może utrzymywać się do 24 godzin u rekreacyjnie aktywnych mężczyzn.


Odnośnie do wzmacniania mięśni – u młodych mężczyzn ćwiczenia o niskim obciążeniu i wysokiej objętości stymulują mięśniową syntezę białek w mięśniu obszernym bocznym bardziej niż ćwiczenia o wysokim obciążeniu i niskiej objętości9. Terapia łączona, z zastosowaniem BCAA oraz ćwiczeń o niskim obciążeniu i dużej objętości, przeprowadzana nawet dwa razy w tygodniu u starszych osób słabych fizycznie, może skutecznie wzmacniać mięśnie (czworogłowy uda oraz pośladkowy wielki)10. Badania te8-10 sugerują, że ćwiczenia o niskim obciążeniu mogą wzmacniać mięśnie, a gdy łączy się je z BCAA, mogą wzmacniać mięśnie skuteczniej.

Dlatego też niniejsze badanie sprawdziło wpływ łączonej terapii, obejmującej ćwiczenia wzmacniające mięśnie oraz suplementację BCAA, na poprawę siły mięśni u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów.


ABSTRAKT

Tło:

Poprawa siły mięśni kończyn dolnych jest ważna w zapobieganiu progresji choroby zwyrodnieniowej stawów (chzs) i jej objawów. Obserwowano, że ćwiczenia wraz z suplementacją aminokwasów rozgałęzionych (BCAA – ang. branched-chain amino acids) wpływają na anabolizm białek u osób młodych i starszych. Niewiele badań jednak obejmowało codzienne podawanie BCAA pacjentom z chorobą zwyrodnieniową stawów.

Cel:

Niniejsze badanie sprawdziło wpływ połączenia BCAA i terapii ćwiczeniowej na poprawę funkcji fizycznej u kobiet z chorobą zwyrodnieniową stawu biodrowego, oczekujących na całkowitą endoprotezoplastykę stawu biodrowego.

Metody:

Uczestniczkami były 43 kobiety z chorobą zwyrodnieniową stawów (wiek: 64,2 ± 9,4). Uczestniczki podzielono losowo na dwie grupy: BCAA (n = 21) i kontrolną (n = 22). Terapię łączoną prowadzono przez jeden miesiąc. Ćwiczenia w obu grupach polegały na ćwiczeniach mięśni odwodzących staw biodrowy. Jeśli chodzi o terapię suplementacyjną, na 10 minut przed rozpoczęciem ćwiczeń uczestniczki spożywały 6g BCAA lub 1,2g skrobi.

Wyniki:

W głównym wyniku czasu 10-metrowego testu marszowego widoczna była marginalnie znacząca różnica. Stopień poprawy siły mięśni odwodzicieli kontralateralnego stawu biodrowego był znacząco większy w grupie BCAA.

Wnioski:

Dzięki połączeniu spożywania BCAA oraz terapii ćwiczeniowej uzyskano znaczącą poprawę siły mięśni odwodzących kontralateralny staw biodrowy u kobiet z chorobą zwyrodnieniową stawów.

Metody

Uczestnicy

Do badania zakwalifikowano 55 kobiet z wtórną chorobą zwyrodnieniową stawu biodrowego, skierowanych na pierwotną całkowitą endoprotezoplastykę stawu biodrowego w okresie 1,5 miesiąca. Zastosowano następujące kryteria wykluczające: pacjentki w klasie B oraz C według klasyfikacji Charnleya, reumatoidalne zapalenie stawów, martwica kości, nieleczona choroba zwyrodnieniowa kontralateralnego stawu biodrowego, uprzednia operacja chorego stawu biodrowego, zaburzenia układu nerwowego i mięśni, demencja lub schizofrenia. Rekrutacja została przeprowadzona w Ośrodku Rekonstrukcji Stawów w Szpitalu Shonan Kamakura w okresie od 1 lutego do 1 czerwca 2015 roku. Samo badanie przeprowadzono miesiąc po okresie przedinterwencyjnym. Badanie zarejestrowano w rejestrze badań klinicznych UMIN- -CTR pod oznaczeniem UMIN000016333. Protokół badawczy niniejszego artykułu można znaleźć pod adresem https:// upload.umin.ac.jp/cgi-open-bin/ctr/ctr.cgi?function=brows& recptno=R000016333&type=summary&language=E Protokół badawczy zatwierdziła Komisja Etyczna Tokushukai Group (ID: TGE00454-115). Procedurę interwencji dokładnie wyjaśniono wszystkim uczestniczkom i uzyskano ich pisemną, świadomą zgodę na udział w badaniu. Dane demograficzne 43 pacjentek przedstawiono w tabeli 1.

Tabela Dane demograficzne

Tabela 1. Dane demograficzne pacjentek.

Projekt eksperymentalny

Zaprojektowano pojedynczo zaślepione eksperymentalne badanie randomizowane. Miesięczny okres suplementacji połączono z ćwiczeniami. Centrum Badań Klinicznych Ośrodka Rekonstrukcji Stawów Shonan Kamakura z wyprzedzeniem utworzyło listę uczestniczek, korzystając z liczb losowo wygenerowanych przez komputer – każdej z uczestniczek w procesie rekrutacji przydzielono kod liczbowy. Randomizację przeprowadzono, korzystając z listy uczestniczek oraz kodu liczbowego, po zakwalifikowaniu uczestniczki do badania. Uczestniczki losowo podzielono na dwie grupy: grupę BCAA (n = 21) oraz grupę kontrolną (n = 22). Kierownika badania poinformowano o przydziale dokonanym metodą losowania liczb, otrzymanych z Centrum Badań Klinicznych.


Interwencje

Suplementacja BCAA. Suplementację BCAA prowadzono na podstawie prac Kim i in.11 oraz Ikedy i in.10 Uczestniczkom z grupy BCAA dostarczano codziennie suplement z BCAA – 10 minut przed rozpoczęciem ćwiczeń uczestniczki połykały sześciogramową tabletkę suplementu z aminokwasami (6 tabletek, tabletka amino-vital, Ajinomoto Co. Inc., Tokio, Japonia). W jednym gramie suplementu znajdowało się 500 mg aminokwasów: 260 mg BCAA oraz 240 mg aminokwasów warunkowo niezbędnych (105 mg leucyny, 85 mg izoleucyny, 70 mg waliny, 123 mg glutaminianu oraz 117 mg argininy; zawartość procentowa leucyny wynosiła 21%). Uczestniczkom z grupy kontrolnej codziennie podawano skrobię – na 10 minut przed rozpoczęciem ćwiczeń uczestniczki połykały 1,2 g skrobi (6 tabletek). Suplementy z BCAA oraz skrobia popijane były 200 ml wody. Suplementacja aminokwasów zapewniała 3 g aminokwasów w 6 g suplementu. Skrobia, będąca wielocukrem, nie zawierała aminokwasów. Badanie porównawcze12 suplementacji przed ćwiczeniami i po nich wykazało, że suplementacja poćwiczeniowa miała lepszą skuteczność niż suplementacja przed ćwiczeniami. W obecnym badaniu suplementację przeprowadzano jednak przed ćwiczeniami – w celu uzyskania większego wpływu na kinetykę białek w mięśniach13 oraz zapobieżenia obolałości mięśni podczas ćwiczeń i po nich14, 15, zważywszy na niską tolerancję ćwiczeń u pacjentów z chzs.


Ćwiczenia

Interwencję ćwiczeniową przeprowadzano przez miesiąc, w obu grupach jako codzienne, samodzielne ćwiczenia w domu, bez nadzoru. Ćwiczenia siły mięśni obejmowały ćwiczenie odwodzenia bioder (OB) oraz ćwiczenie typu „muszla” (M) (czyli ćwiczenie rotacji zewnętrznej stawu biodrowego); były one wykonywane przy użyciu taśmy elastycznej (TheraBand Latex Free Resistance Bands w żółtym kolorze, Hygienic Co., Akron, Ohio, USA). Taśmę elastyczną umieszczano wokół kości udowej, 5 cm proksymalnie do bocznego obszaru stawu kolanowego. Uczestniczki wykonywały ćwiczenia w leżeniu na plecach, z biodrami w pozycji neutralnej (OB, ryc. 2a) lub z kolanami zgiętymi pod kątem 90° (M, ryc. 2b). Protokół ćwiczeń dopasowano do protokołu z raportu Watanabe i in.16 Zastosowano trening oporowy o niskiej intensywności i wolnych ruchach, przy metodzie generowania siły tonicznej (w siadzie na urządzeniu do treningu mięśni, 3 sekundy – czynności ekscentryczne, 3 sekundy – czynności koncentryczne i 1 sekunda – czynności izometryczne, bez przerw między powtórzeniami). Każda sesja ćwiczeń składała się z dwóch zestawów po 20 powtórzeń. Uwaga: na kość udową nałożono taśmę elastyczną 5 cm, proksymalnie do bocznego obszaru stawu kolanowego. Każda sesja ćwiczeń składała się z dwóch zestawów po 20 powtórzeń, w leżeniu na plecach.

Ćwiczenia odwodzenia bioder

Ryc. 2a. Ćwiczenie odwodzenia bioder (OB). Źródło: Takashi Ikeda.

Ćwiczenie typu muszla

Ryc. 2b. Ćwiczenie typu „muszla” (M). Źródło: Takashi Ikeda.

Pomiary rezultatów

Dane demograficzne zebrano z akt medycznych, a obejmowały one: wiek, indeks masy ciała (BMI), rozpoznanie, wskaźnik schorzeń współistniejących, czas trwania interwencji i przepisane leki przeciwbólowe. Ocenę przeprowadzono na etapie przedinterwencyjnym oraz na etapie pointerwencyjnym. Badacze ocenili siłę mięśni oraz przeprowadzili 10-metrowy test marszowy przed interwencją i po niej. Przed interwencją przeprowadzono ocenę Wskaźnika Aktywności Frenchay (WAF) oraz na podstawie Kwestionariusza Oceny Choroby Stawu Biodrowego Japońskiego Stowarzyszenia Ortopedycznego (JHEQ – Japanese Orthopedic Association Hip-Disease Evaluation Questionnaire). Stopień realizacji ćwiczeń domowych zmierzono po interwencji.

Siła mięśni

Siła mięśni odwodzących staw biodrowy

Izometryczną siłę odwodzenia stawu biodrowego po stronie dotkniętej chorobą i po stronie przeciwnej zmierzono u wszystkich pacjentek za pomocą ręcznego dynamometru (MicroFET2, Hoggan Health Industries, Salt Lake City, Utah, USA) w leżeniu na plecach. Dynamometr ręczny umieszczano z boku kości strzałkowej, 2,5 cm proksymalnie do kostki bocznej. Stosunek momentu do masy ciała (Nm/kg) mierzono przy zastosowaniu długości względnej kończyny dolnej i masy ciała.


Siła chwytu

Siłę chwytu u wszystkich pacjentek zmierzono przy użyciu dynamometru chwytowego typu Smedley (Grip-D, Takei Scientific Instruments Co. Ldt., Niigata, Japonia). Zmierzono siłę chwytu dłoni dominującej i dłoni niedominującej przy maksymalnym wysiłku, a do analizy użyto wyższej wartości.

Staw biodrowy

10-metrowy test marszowy w mierzonym czasie

10-metrowy test marszowy przeprowadzono, korzystając z prostej alejki o długości 16 m, obejmującej 3-metrowe podejście i 3-metrową alejkę dodatkową. Każdy test przeprowadzono dwa razy, a do analizy użyto niższej wartości.

Analiza typu „grupa x czas” funkcjonowania fizycznego oraz stosowania się do zaleceń.

Tabela 2. Analiza typu „grupa x czas” funkcjonowania fizycznego oraz stosowania się do zaleceń.

Aktywność fizyczna podczas czynności życia codziennego (ADL).

Aktywność fizyczną zmierzono przy użyciu Wskaźnika Aktywności Frenchay17, 18. WAF ocenia częstotliwość i intensywność czynności fizycznych w warunkach ADL. Wynik WAF mieści się w zakresie od 0 do 45 punktów, gdzie 0 punktów oznacza siedzący tryb życia, a 45 punktów – bardzo aktywny tryb życia. Pacjentki wypełniały kwestionariusz dotyczący regularnych aktywności w warunkach ADL trzy miesiące przed rozpoczęciem badania.


Kwestionariusz Oceny Choroby Stawu Biodrowego Japońskiego Stowarzyszenia Ortopedycznego (JHEQ).

Stan funkcjonalny stawów biodrowych pacjentek zmierzono przy zastosowaniu JHEQ w dwóch podskalach: ocena bólu i ocena stanu psychicznego19. Pomiar JHEQ to kwestionariusz wypełniany przez pacjenta, znajdujący zastosowanie w przypadku pacjentów, którzy często wykonują głębokie zginanie stawu biodrowego ze względu na tryb życia i kulturę.

Stopień stosowania się do zaleceń dotyczących ćwiczeń i suplementacji

Pacjentkom zalecono samodzielne wykonywanie ćwiczeń i przeprowadzanie suplementacji oraz wypełnianie karty raportu każdego dnia miesiąca. Poproszono je również o zabranie kart raportu na badanie przedoperacyjne przed całkowitą endoprotezoplastyką stawu biodrowego (miesiąc po pierwszym badaniu). Stopień stosowania się do zaleceń dotyczących ćwiczeń i suplementacji wyliczono na podstawie liczby sesji ćwiczeniowych oraz suplementacji.

Porównanie grup pod względem stopnia poprawy funkcji fizycznych.

Tabela 3. Porównanie grup pod względem stopnia poprawy funkcji fizycznych.

Analiza statystyczna

Analizę statystyczną przeprowadził współbadacz (JA) niezależny od osób rekrutujących, zajmujących się interwencją czy zbieraniem danych.

Na podstawie Penningsa i in.20, 21 wyliczono minimalną wielkość próby do dwustronnej analizy wariancji dla powtarzanych pomiarów (ANOVA) w celu zbadania różnic między grupami (α = 0,05, moc = 0,8, wielkość efektu = 0,35) – wymagane było uczestnictwo 44 osób. Stworzono dwie grupy, losowo przydzielając suplementację: grupę BCAA (n = 21) i grupę kontrolną (n = 22) (ryc. 1).

Schemat blokowy pacjentek objętych randomizowanym badaniem kontrolnym terapii ćwiczeniowej połączonej z suplementacją BCAA.

Dla obu grup przeprowadzono analizę wyników w grupach wyodrębnionych zgodnie z zaplanowanym leczeniem. Dane pacjentek, które zaprzestały uczestnictwa w badaniu, zastąpiono metodą przeniesienia wyników ostatniej obserwacji (LOCF).

Do ustalenia znaczenia różnic między grupami użyto niesparowanego testu t. Test ten przeprowadzono dla wieku, BMI, czasu trwania interwencji, wyników FAW i JHEQ. Siłę mięśni, 10-metrowy test marszowy i siłę chwytu przeanalizowano przy zastosowaniu analizy dwuczynnikowej dla powtarzanych pomiarów ANOVA (grupa x czas). Oszacowano interakcję połączenia przyjmowania BCAA i terapii ćwiczeniowej. Porównanie grupy BCAA z grupą kontrolną przeprowadzono, korzystając ze stopnia poprawy siły mięśni oraz przepisywania leków przeciwbólowych; do oceny znaczenia różnic przeprowadzono test U. Wszystkie dane przeanalizowano z użyciem oprogramowania SPSS (wersja 21, IBM, Chicago, Illinois, USA).

 

Wyniki

Dane demograficzne i czas interwencji w obu grupach były podobne (tabele 1 i 2). Stopień stosowania się do zaleceń odnośnie do ćwiczeń i suplementacji w każdym okresie wynosił co najmniej 80% i nie było pod tym względem znaczących różnic między obiema grupami (tabela 2). Odsetek pacjentek, którym przepisywano niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) jako środki przeciwbólowe, wyniósł około 20% (grupa BCAA: 19%, grupa kontrolna: 18,2%). Liczba dawek leków przeciwbólowych była w obu grupach podobna (tabela 1).

Cztery uczestniczki nie mogły dokończyć badania po randomizacji ze względu na: ból podczas poruszania się (n = 2), zaprzestanie przyjmowania BCAA z powodu smaku (n = 1) lub doznanie upadku (n = 1; ryc. 1). U żadnej z uczestniczek nie wystąpiły efekty uboczne wywołane suplementacją BCAA.

Zaobserwowano marginalnie znaczącą różnicę między grupami w głównym wyniku 10-metrowego testu marszowego (przed i po terapii łączonej: p = 0,057) (tabela 2). Nie wystąpiły znaczące efekty ani interakcje między grupami w stosunku do siły mięśni odwodzących staw biodrowy ani siły chwytu.

Porównanie stopnia poprawy siły mięśni odwodzących staw biodrowy wykazało, że stopień ten po stronie kontralateralnej (zdrowej) (grupa BCAA: 14,2% ± 19,4%; grupa kontrolna: –2,6% ± 16,5%) był znacząco wyższy w grupie BCAA (tabela 3). Stopień po stronie chorej (grupa BCAA: 8,9% ± 21,6%; grupa kontrolna: –0,3% ± 14,2%) nie różnił się znacząco między obiema grupami (tabela 3). Odnośnie do czasu 10-metrowego testu marszowego i siły chwytu nie zaobserwowano znaczących różnic między obiema grupami (tabela 3).

Tabela 3. Porównanie grup pod względem stopnia poprawy funkcji fizycznych.

Porównanie grup pod względem stopnia poprawy funkcji fizycznych.

Omówienie

Niniejsze badanie wykazało, że suplementacja BCAA połączona z ćwiczeniami wzmacniającymi mięśnie dała marginalnie znaczący efekt, jeśli chodzi o 10-metrowy test marszowy w mierzonym czasie. Ponadto stopień poprawy siły mięśni odwodzących staw biodrowy po stronie kontralateralnej był znacząco wyższy w grupie BCAA niż w grupie kontrolnej.

Biorąc pod uwagę fakt, że funkcja kończyn dolnych u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów wpływa na aktywność fizyczną zarówno strony chorej, jak i zdrowej22 , istnieje wzajemna zależność między funkcją kończyn dolnych a aktywnością fizyczną.

Arai i in.23 zgłaszali, że siła mięśni zdrowej kończyny dolnej jest ważna dla samodzielnego chodzenia po złamaniu szyjki kości udowej. Przy chorobie zwyrodnieniowej stawów, która dotyka również staw biodrowy, poprawa funkcji zdrowej kończyny dolnej przyczynia się do zwiększenia aktywności fizycznej i zapobiega dalszemu pogarszaniu się funkcji kończyn dolnych w wyniku nieużywania.

Z drugiej strony, nie doszło do znaczącej interakcji, jeśli chodzi o siłę mięśni odwodzących staw biodrowy, a stopień poprawy siły mięśni po stronie chorej w obu grupach nie różnił się znacząco. Biorąc pod uwagę fakt, że terapia łączona wykazała marginalnie znaczący efekt odnośnie do czasu wykonania 10-metrowego testu marszowego, mimo że nie zaszła znacząca interakcja między grupami w stosunku do siły mięśni, stopień poprawy siły mięśni odwodzących staw biodrowy po stronie zdrowej mógł również wpłynąć na czas wykonania 10-metrowego testu marszowego. Możemy przyjąć, że pewną rolę odgrywała deformacja stawu lub ból. Jeśli chodzi o deformację stawu, u większości uczestniczek z wtórną chzs, oczekujących na całkowitą endoprotezoplastykę stawu biodrowego, występowało skrócenie ramienia dźwigni związane z deformacją stawu.

W momencie rozpoczęcia interwencji ocena bólu w skali JHEQ była taka sama w obu grupach; z powodu bólu podczas ruchu dwie pacjentki zrezygnowały z uczestnictwa w badaniu (po jednej z każdej grupy). Ćwiczenia były wykonywane bez nadzoru, ale towarzyszyły im karty raportu, wypełniane przez uczestniczki w celu potwierdzenia wykonania ćwiczeń. Stopień stosowania się do zaleceń odnośnie do samodzielnego treningu wyniósł ≥ 80% w obu grupach, co stanowiło pewien rodzaj kontroli. Nie można jednak wykluczyć efektu bólu stawu, który również mógł negatywnie wpłynąć na siłę mięśni w niniejszym badaniu.

Co więcej, w 10-metrowym teście marszowym czynnikiem odgrywającym pewną rolę jest – oprócz siły mięśni – długość kroku. Długość kroku odzwierciedla wielkość zakresu ruchu zgięcia i wyprostu stawu biodrowego po stronie chorej i kontralateralnej podczas chodzenia. Ćwiczenia w niniejszym badaniu obejmowały ćwiczenia wzmacniające mięśnie, ale bez konkretnych ćwiczeń na zakres ruchu stawu. Choć siła mięśni odwodzących staw biodrowy rzeczywiście się poprawiła, nie pociągnęło to za sobą poprawy czasu 10-metrowego testu marszowego.

Wyniki siły chwytu nie wykazały znaczącego głównego efektu i stopień poprawy po interwencji nie był znaczący. Ikeda i in.10 zgłaszali, że terapia ćwiczeniowa dwa razy w tygodniu, połączona z suplementacją BCAA, u wątłych osób starszych poprawiła siłę mięśni kończyn dolnych, ale nie miała wpływu na siłę chwytu. Wspólną cechą badania Ikedy i in. oraz badania niniejszego jest brak jakichkolwiek ćwiczeń siły chwytu. Kim i in.11 zgłaszali, że sama suplementacja BCAA nie wzmacnia siły mięśni, a nawet przy terapii łączonej niezbędne były konkretne ćwiczenia mięśni docelowych.

Całkowitą endoprotezoplastykę stawu biodrowego u pacjentów z chzs przeprowadza się często w celu złagodzenia bólu i poprawienia funkcjonowania. Jednak nawet po przywróceniu geometrii stawu biodrowego nierzadko długo utrzymuje się obniżona siła mięśni odwodzących ten staw24, 25. Zanik mięśni w wyniku ich nieużywania może się po operacji utrzymywać, zwłaszcza u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów26. Rooks i in.27 zgłaszali, że ważna jest rehabilitacja przedoperacyjna. Stwierdzili oni, że sześciotygodniowa przedoperacyjna terapia ćwiczeniowa u pacjentów z chzs, przechodzących całkowitą endoprotezoplastykę stawu biodrowego, poprawiła funkcję kończyn dolnych przed operacją i w bardzo dużym stopniu zredukowała konieczność rehabilitacji pooperacyjnej. Aby pacjent po całkowitej endoprotezoplastyce stawu biodrowego uzyskał samodzielne, płynne chodzenie, wskazane są ćwiczenia wzmacniające mięśnie – połączone z suplementacją BCAA – jeszcze przed operacją. Takie postępowanie może być korzystne z punktu widzenia skutecznej poprawy siły mięśni odwodzących staw biodrowy po stronie zdrowej.

Badanie niniejsze ma kilka ograniczeń, między innymi:

  1. ćwiczenia wzmacniające mięśnie oraz suplementacja BCAA nie były nadzorowane; 
  2. parametry odżywcze nie były oceniane w oparciu o dane hematologiczne,
  3. podczas trwania badania nie kontrolowano składu spożywanych posiłków,
  4. niektóre uczestniczki używały NLPZ regularnie lub tylko w razie potrzeby,
  5. czas trwania leczenia łączonego ograniczony był do jednego miesiąca, nie wiadomo więc, czy dłuższy okres byłby skuteczniejszy.

Jako że stosowanie suplementów diety ani wykonywanie ćwiczeń nie było nadzorowane, nie można wykluczyć, że mimo wysokiego stopnia stosowania się do zaleceń, zażywanie suplementów z BCAA oraz wykonywanie ćwiczeń wzmacniających mięśnie mogły od tych zaleceń odbiegać. Jeśli chodzi o spożywane posiłki – w sytuacji, gdy ich kaloryczność nie pokrywa zapotrzebowania energetycznego, niedożywienie może doprowadzić do wysokiego ryzyka sarkopenii związanej z niedożywieniem. U pacjentek objętych niniejszym badaniem nie występowały żadne schorzenia związane z zaburzeniami żywieniowymi czy dysfagią. Dlatego też ryzyko niedożywienia było stosunkowo niskie.

Ćwiczenia wzmacniające mięśnie

Jeśli chodzi o NLPZ, obserwuje się, że przeciwzapalne działanie tych leków zakłóca aktywność komórek satelitarnych, która jest niezbędna do syntezy białek mięśniowych28, 29. Mikkelsen i in.30 zgłaszali, że miejscowe wstrzykiwanie NLPZ znacząco hamowało aktywność komórek satelitarnych aż do ośmiu dni po ekscentrycznych ćwiczeniach wzmacniających mięśnie oraz że w grupie nieotrzymującej NLPZ aktywność komórek satelitarnych zwiększyła się do wartości około dwa razy większej niż w poprzednim ćwiczeniu. Dlatego też nie można wykluczyć, że stosowanie NLPZ, choć stopień korzystania z nich wyniósł około 20%, również mogło wpłynąć na siłę mięśni w niniejszym badaniu. W przyszłych badaniach należy wziąć pod uwagę stosowanie NLPZ, kontrolę spożywanych posiłków oraz czas trwania interwencji.

Nie ustalono terapii ćwiczeniowej przy chorobie zwyrodnieniowej stawów, intensywności ćwiczeń ani konkretnych schematów ich stosowania. W oparciu o obecne ustalenia należy zbadać optymalną ilość spożywanych BCAA oraz intensywność ćwiczeń w terapii łączonej przy chzs w okresie przedoperacyjnym. W toku przyszłych prac należy skupić się na zbadaniu najlepszego ich połączenia w celu łagodzenia słabości mięśni.

Wnioski

Suplementacja BCAA połączona z ćwiczeniami wzmacniającymi mięśnie wykazała marginalnie znaczący efekt odnośnie do czasu 10-metrowego testu marszowego. Nie zaobserwowano znaczącego wpływu na siłę mięśni stawu biodrowego. Ponadto poprawa siły mięśni odwodzących staw biodrowy po stronie zdrowej była znacząco wyższa w grupie BCAA niż w grupie kontrolnej.

Konflikt interesów

W niniejszym badaniu nie istnieją żadne finansowe powiązania wymagające ujawnienia.
Finansowanie/wsparcie

Niniejsze badanie

nie otrzymało żadnego finansowania ani wsparcia.

Wkład autorów

Wkład autorów to: zaprojektowanie badania (TI, TJ i TM), zbieranie danych (KN i KS), rekrutacja uczestniczek (TI i KH), analiza danych (JA), interpretacja danych (TI i TM), spisanie manuskryptu (TI, TJ i TM), weryfikacja manuskryptu (TI, TJ i TM) oraz kierownictwo nad projektem (TI i KH). Artykuł po raz pierwszy opublikowano jako: „Effect of exercise therapy combined with branched-chain amino acid supplementation on muscle strengthening in persons with osteoarthritis”, Takashi Ikeda, Tetsuya Jinno, Tadashi Masuda, Junya Aizawa, Kazunari Ninomiya, Koji Suzuki i Kazuo Hirakawa w „Hong Kong Physiotherapy Journal”, ol. 38(1), 2018 r., Hong Kong Therapy Association.

Bibliografia
  • Liu R., Wen X., Tong Z., Wang K., Wang C. Changes of gluteus medius muscle in the adult patients with unilateral development dysplasia of the hip. BMC Muscoloskelet Disord. 2012; 13(1): 101, 10.1186/1471-2474-13-101.
  • Rosemann T., Kuehlein T., Laux G., Szecsneyi J. Factors associated with physical activity of patients with osteoarthritis of the lower limb. J Eval Clin Pract. 2008; 14: 288-93.
  • Fransen M., McConnell S., Hernandez-Molina G., Reichenbach S., Exercise for ostheroarthritis of hip. Chochrane Database Syst Rev. 2014; 10.1002/14651858.DC007912.pub2.
  • Regnaux J.P., Lefebre-Colau M.M., Trinquart L. et al., High-intensity versus low-intensity physical activity or exercise in peaople with hip or knee osteoarthritis. Arthritis Rheumatol. 2015; 67: 2916-7.
  • Katsanos C.S., Kobayashi H., Moore M.S., Aarsland A., Wolfe R.R., A high proportion of leucine is required for optimal stimulation of teh rate of muscle protein synthesis by essential amino acids in the elderly. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006; 291: E381-7.
  • Katsanos C.S., Kobayashi H., Moore M.S., Aarsland A., Wolfe R.R., Aging is associated with diminished accretion of muscle proteins after the ingestion of a small bolus of essential amino acids. Am J Clin Nutr. 2005; 82: 1065-73
  • Drummond M.J., Dreyer H.C., Pennings B. et al., Skeletal muscle protein anabolic response to resistan­ce exercise and essential amino acids is delayed with aging. J Appl Physiol. 2008; 104(5): 1452-61.
  • Burd N.A., West D.W., Moore D.R. et al., Enhanced amino acid sensitivity of myofibrillar protein synthe­sis persists for up to 24 h after resistance exercise in young men. J Nutr. 2011; 141(4): 568-73.
  • Burd N.A., West D.W., Staple A.W. et al., Low-load high volume resitance exercise stimulates muscle protein synthesis more than high-load low volume respistance exercise in young men. PLoS One. 2010; 5(8): e12033.
  • Ikeda T., Aizawa J., Hagasawa H. et al., Effects and feasibility of exercise therapy combined with bran­ched chain amino acid supplementation on muscle strengthening in frail and pre-frail elderly people requiring long-term care: A crossover trial. Appl Physiol Nutr Metab. 2016; 41(4): 438-45.
  • Kim H.K., Suzuki T., Saito K. et al. Effects of exercise and amino acid supplementation on body composition and physical function in community-dwelling elderly Japanese sarcopenic women: A randomized controlled trial. J Am Geriatr Soc. 2012; 60(1): 16-23
  • Burke J.M., Hawley J.A., Ross M.L. i in., Preexercise aminoacidemia and muscle protein synthesis after resistance exercise. Med Sci Sports Exerc. 2012; 44(10): 1968-77
  • Tipton K.D., Rasmussen B.B., Miller S.L. i in., Timing of amino acid-carbohydrate ingestion alters ana­bolic response of muscle to resistance exercise. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001; 281: E197-206
  • Matsumoto K., Koba T., Hamada K., Sakurai M., Higuchi T., Miyata H., Branched-chain amino acid supplementation attenuates muscle soreness, muscle damage and inflammation during and intensive training program. J Sports Med Phys Fitness. 2009; 49: 424-31
  • Shimomura Y., Inaguma A., Watanabe S. et al., Branched-chain amino acid supplementation before squat exercise and delayed-onset muscle soreness. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2010; 20: 236-44
  • Watanabe Y., Madarame H., Ogasawara R., Nakazato K., Ishii N., Effect of very low-intensity resistance training with slow movement on muscle size and strength in healthy older adults. Clin Physiol Funct Imaging. 2014; 34(6): 463-70
  • Wade D.T., Leigh-Smith J., Langton H.R., Social activities after stroke: Measurement and natural history using the Frenchay Activities Index. Int Rehabil Med. 1985; 7: 176-81
  • Schuling J., de-Haan R., Limburg M., Groenier K.H., The Frenchay Activities Index: Assessment of funciotnal status in stroke patients. Stroke. 1993; 24: 1173-77
  • Matsumoto T., Kaneuji A., Hiejima Y. et al., Japanese orthopedic association hip disease evaluation questionnaire (JHEQ): A patient-based evaluation tool for hip-joint disease. The subcommittee on hip disease evaluation of the clinical outcome committee of the Japanese orthopedic association. J Orthop Sci. 2012; 17(1): 25-38
  • Pennings B., Koopman R., Beelen M., Senden J.M., Saris W.H., van Loon L.J.C., Exercising before pro­tein intake allows for greater use of dietary protein-derived amino acids for de novo muscle protein synthesis in both young and elderly men. Am J Clin Nutr. 2011; 93: 322-31
  • Pennings B., Groen B., de Lange A. et al., Amino acid absorption and subsequent muscle protein accretion following graded intakes of whey protein in elderly men. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012; 302: E992-9
  • Rosenbaum L.S., Light K.E., Behrman A.L., Gait, lower extremity strength and self-assessed mobility after hip arthroplasty. J Gerontol. 2002; 57A: M47-51
  • Arai T., Kaneko S., Fujita H. Decision trees on gait independence in patients with femoral neck fracture. Nihon Ronen Igakkai Zasshi. 2011; 48: 539-44
  • Arokoski M.A., Arokoski J.P.A., Haara M. et al. Hip muscle strength and muscle cross-sectional area in men with and without hip osteoarthritis. Rheumatology. 2002; 29: 2185-95
  • Reardon K., Galea M., Dennett X., Choong P., Byrne E. Quadriceps muscle wasting persists 5 month after total hip arthroplasty for osteoarthritis of the hip: A pilot study. Intern Med J. 2001; 31:7-14
  • Bertocci G.E., Munin M.C., Froste K.L., Burdett R., Wassinger C.A., Fitzgerald S.G. Isokinetic performan­ce after total hip replacement. Am J Phys Med Rehabil. 2004; 83: 1-9
  • Rooks D.S., Huang J., Bierbaum B.E. et al., Effect of preoperative exercise on measures of functional status in men and women undergoing total hip and knee arthroplasty. Arthritis Care Res. 2006; 55: 700-8
  • Schoenfeld B.J. The use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs for exercise-induced muscle damage: Implications for skeletal muscle deveopment. Sports Med. 2012; 42(12): 1017-28
  • Mackey A.L. Does an NSAID a day keep satellite cells at bay? J Appl Physiol. 2013; 115(6): 900-8
  • Mikkelsen U.R., Langberg H., Helmark I.C. et al., Local NSAID infusion inhibits satellite cell proliferation in human skeletal muscle after accentric exercise. J Appl Physiol. 2009; 107(5): 1600-11
AUTORZY
Udostępnij
UK Logo