Age-related differences in skeletal muscle oxidative function during whole-body exercise and isolated muscle work

Abstract

Introduksjon: Aldring er assosiert med en redusert funksjon a flere systemer i kroppen, hvor omfanget av funksjonstapet karakteriserer ‘sunn eller patologisk aldring’. Skjelettmuskulaturens oksidative kapasitet har blitt identifisert som en nøkkelfaktor for sunn aldring. Nær-infrarød spektroskopi er en ikke-invasiv metode som kontinuerlig kan måle muskel oksygenering og hemodynamikk in vivo. Få studier har undersøkt lokal muskel oksygenering hos friske eldre personer under aktivitet. Mål: Målet med denne studien var å undersøke om forskjeller i muskelokygenering kan oppdages mellom en gruppe friske eldre og yngre personer under to ulike aktivitetsmoduser. En helkropps modell og en isolert muskel model ble brukt for å differensiere mellom sentrale og perifere effekter. Metode: 20 yngre (Y: 26.2 ± 3.0 år) og 20 eldre (E: 62.4 ± 4.3 år) menn og kvinner deltok i studien. En vaskulær okklusjonstest ble gjort i hvile. Submaksimale arbeidsperioder i en dynamisk håndgripeøvelse (SHG) og helkropps sykkeltest (SCY) ble gjennomført, etterfulgt av arterielle okklusjoner. HR, SV og MV ble målt kontinuerlig under alle testene. Resultater: Y hadde høyere håndgripestyrke (MVC) (Y = 54.7±14.5 vs E= 41.8±9.5, kg). Det var ingen forskjeller i lokal muskulær utholdenhet mellom gruppene (Y= 13.2±2.3 vs E= 12.6±2.4, kg). Perifere målinger gjort med NIRS viste en gruppeforskjell under SCY, men ikke under SHG. Systemiske målinger viste ikke forskjeller mellom gruppene i noen av aktivitetsmodusene. Konklusjon: Resultatene fra denne studien viste at muskel oksidativ funksjon ikke var svekket i friske eldre individer. Målinger av de systemiske variablene indikerte at muskel oksidativ kapasitet ikke ble påvirket av ulik grupperespons i sentrale faktorer, under SHG og SCY. Nøkkelord: NIRS, muskeloksygenering, aldring

Introduction: Ageing is associated with reduced function in many systems of the body, where the magnitude of deterioration characterizes ‘successful and pathological ageing’. Skeletal muscle oxidative capacity is identified as a key factor for healthy ageing. Near infrared spectroscopy is a non-invasive method that can continuously measure tissue oxygenation and hemodynamics in vivo. Few studies have investigated local muscle oxidative function in healthy elderly during exercise. Aim: The aim of this study was to investigate if differences in muscle oxidative capacity could be detected between a group of healthy young and healthy elderly, during two different exercise modes. A whole-body model and an isolated muscle exercise model were used to differentiate between central and peripheral effects. Methods: 20 young (Y: 26.2 ± 3.0 years) and 20 elderly (E: 62.4 ± 4.3 years) men and women participated. A vascular occlusion test was performed at rest. Submaximal exercise bouts of dynamic handgrip exercise (SHG) and cycling (SCY) were performed at various intensities, followed by application of arterial occlusions. HR, SV, CO was continuously measured during all tests. Results: Y had a higher handgrip MVC (Y = 54.7±14.5 vs E= 41.8±9.5, kg). There were no differences in local muscular endurance (Y= 13.2±2.3 vs E= 12.6±2.4, kg). Peripheral measurements by NIRS showed a main effect of group in SCY, but not in SHG. Systemic measurements showed no main effect of group in either exercise mode. Conclusion: The results of this study demonstrate that muscle oxidative function was not impaired in healthy elderly individuals. Measurements of systemic variables indicate that muscle oxidative capacity during SHG and SCY was not affected by different group responses in central factors. Keywords: NIRS, muscle oxidative capacity, ageing