Oxidative capacity in aging: investigating isolated handgrip and whole-body cycling exercise

Abstract

Background: Declines in aerobic capacity and progressive loss of skeletal muscle mass are among the hallmarks of aging. The aim of this study was to investigate oxidative capacity in healthy moderate active young and elderly participants. Near-infrared spectroscopy (NIRS) was used to measure oxidative capacity noninvasively during isolated handgrip and whole-body cycling exercise. Method: A total of 19 young (25,5 years ± 2,3) and 18 elderly (69,3 years ± 6.0) participated in this cross-sectional study. Participants performed incremental handgrip (IHT) and cycling tests (ICT) to voluntary exhaustion. Changes in muscle oxygen saturation (SmO2) were measured continuously by NIRS and expressed as a percentage of the maximal desaturation level (ΔSmO2 (% of maximal desaturation)) obtained at the end of a 10-minute vascular occlusion (VOT10), to normalize SmO2 measurements. Results: No significant differences in normalized SmO2 (ΔSmO2 (% of maximal desaturation)) levels were observed at the end of IHT and ICT between young and elderly. The two groups were similar with respect to body composition (height, weight, BMI, muscle mass), and peak workloads (WRpeak) during IHT. During ICT, significant higher physical fitness (VO2peak), WRpeak and peak heart rate (HRpeak) were observed in the young group. Conclusion: No significant differences in oxidative capacity during isolated handgrip exercise and whole-body cycling exercise between groups were found. The relatively similar characteristics in work rate and physical fitness between groups may explain the absence of significant differences in oxidative capacity. Based on the results from this study, other factors than age might play an important role in the expected age-related changes in muscle function.

Bakgrunn: Redusert aerob kapasitet og gradvis tap av muskelmasse er sentrale faktorer gjennom aldringsprosessen. Hensikten med denne studien var å undersøke oksidativ kapasitet hos friske moderat aktive yngre og eldre deltakere. Nær-infrarød spektroskopi (NIRS) ble benyttet til å måle oksidativ kapasitet ikke-invasivt under isolert muskelarbeid (håndgripsøvelse) og helkropps arbeid (sykling). Metode: Totalt 19 yngre (25,5år ± 2,3) og 18 eldre (69,3år ± 6.0) deltakere deltok i denne tverrsnitts studien. Deltakerne gjennomførte maksimal håndgrip (IHT) og sykkel test (ICT) til utmattelse. Endringer i muskel oksygensaturasjon (SmO2) ble målt kontinuerlig ved bruk av NIRS og uttrykt som en prosent av maksimal desaturasjon ((ΔSmO2 (% av maksimal desaturasjon)) oppnådd på slutten av en 10 minutter vaskulær okklusjon test (VOT10), for å normalisere SmO2 målingene. Resultater: Ingen signifikante forskjeller mellom yngre og eldre ble funnet i normaliserte SmO2 verdier på slutten av IHT og ICT. Gruppene hadde tilnærmet lik kroppssammensetning (høyde, vekt, kroppsmasse indeks (KMI) og muskelmasse) og høyeste målte arbeidsbelastning (WRpeak) under IHT. Under ICT ble det observert signifikant høyere nivå av fysisk form (VO2peak), WRpeak og høyeste målt hjerte frekvens (HRpeak) hos yngre deltakere. Konklusjon: Ingen signifikante forskjeller i oksidativ kapasitet ble funnet under isolert muskelarbeid (håndgripøvelse) og helkropps arbeid (sykling) mellom gruppene. Relativt lik fysisk form i begge gruppene kan forklare fraværet av signifikante forskjeller i oksidativ kapasitet. Resultater fra denne studien antyder at andre faktorer enn alder kan ha stor betydning når det kommer til forventede aldersrelaterte endringer i muskel funksjon.