The role of physical fitness and body composition in detecting age-related differences in skeletal muscle oxidative function using near-infrared spectroscopy

Abstract

Introduksjon: Aldring er assosiert med en reduksjon i muskulær styrke og utholdenhet, og nye funn indikerer at skjelettmusklenes oksidative kapasitet er en viktig faktor relatert til de aldersrelaterte endringene. Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er et ikke-invasiv verktøy som kan måle muskeloksygenering in vivo, og studier har vist at eldre personer har en redusert oksidativ funksjon og tregere muskeloksygenering. Likevel, fysisk trening og en sunn livsstil kan hemme forfallet i fysisk form, og derfor potensielt påvirke muskeloksygenerings- responsen. Mål: Målet med denne studien var derfor å undersøke hvorvidt man kan finne forskjeller i mitokondriell kapasitet mellom friske unge og eldre individer, og å vurdere funnene i sammenheng med bestemmende faktorer for fysisk form. Metode: 20 yngre (Y = 26.2 ± 3.0 år) og 20 eldre (E = 62.4 ± 4.3 år) menn og kvinner utførte en vaskulær okklusjonstest i hvile, og submaksimale sykkeltester på lav og høy intensitet etterfulgt av repeterte arterielle okklusjoner. Resultater: Maksimalt oksygenopptak var signifikant forskjellig mellom gruppene (Y = 47.4 + 7.6 vs E = 40.3 + 6.6 mLꞏmin-1ꞏkg-1). Det var ingen gruppeforskjeller i KMI, fettfri masse eller fettvev tykkelse. Muskeloksygenering i restitusjonsfasen etter hviletest og submaksimale sykkeltester var ikke tregere, og i enkelte tilfeller faktisk raskere i E sammenlignet med Y. Konklusjon: Mitokondriell kapasitet fra muskeloksygenering under restitusjonsfasen undersøkt med NIRS var ikke tregere i E sammenlignet med Y. Data fra studien indikerer at responsen i muskeloksygenering påvirkes i stor grad av fysisk form, uavhengig av alder.

Introduction: Aging is associated with physiological declines of muscular strength and endurance, and evidence indicates that the oxidative capacity of the skeletal muscles is a key factor to these age-related changes. Near-infrared spectroscopy provides a non-invasive tool capable of assessing skeletal muscle oxygenation in vivo, and studies have shown that elderly have a reduced oxidative function and slower V̇O2 kinetics. However, physical exercise and a healthy lifestyle can strongly attenuate the decay in physical fitness, and therefore potentially modulate the response of the V̇O2 kinetics. Aim: The aim of this study was therefore to investigate whether differences in mitochondrial capacity can be detected between healthy young and elderly individuals, and to assess these findings in relation to parameters of physical fitness. Methods: 20 young (Y = 26.2 ± 3.0 years) and 20 elderly (E = 62.4 ± 4.3 years) men and women performed vascular occlusion test at rest, and submaximal cycling exercises at low and high intensity followed by repeated arterial occlusions. Results: Peak pulmonary oxygen uptake was significantly different between groups (Y = 47.4 + 7.6 vs E = 40.3 + 6.6 mLꞏmin-1ꞏkg-1). There were no group-differences in BMI, lean body mass or adipose tissue thickness. The mV̇O2 recovery kinetics at rest and after submaximal cycling exercise were not slower, and in some cases even faster, in E compared to Y. Conclusion: The mitochondrial capacity from recovery kinetics of mV̇O2 assessed by NIRS were not slower in E compared to Y. The data indicate that the mV̇O2 kinetics response is highly modulated by physical fitness, independent of age.