Title (eng)
Influence of a 6-month progressive resistance training on the TGF-beta pathway of institutionalized elderly
Parallel title (deu)
Einfluss eines 6-monatigen progressiven Widerstandstrainings auf den TGF-Beta Signalweg institutionalisierter älterer Personen
Author
Thomas Wolf
Advisor
Barbara Wessner
Assessor
Barbara Wessner
Abstract (deu)
Hintergrund: Der Alterungsprozess steht im menschlichen Körper mit verschiedensten Veränderungen, wie zum Beispiel Änderungen der Zytokin-Expression und des häufig damit einhergehenden chronischen, geringgradigen Entzündungszustandes, in Verbindung.
Zielsetzung: Das Ziel der vorliegenden Studie war, die möglichen Effekte eines progressiven Krafttrainings alleine oder in Kombination mit einem Nahrungsergänzungsmittel auf die Zytokin-Level des transformierenden Wachstumsfaktors β (TGF-β), die Expression seiner Rezeptoren 1 (TGF-βRI) und 2 (TGF-βRII) als auch auf die Expression der microRNA-21 (miRNA-21) in mononukleäre Zellen des peripheren Blutes (PBMC).
Methodik: Für diese randomisierte kontrollierte Studie wurden 117 in Pensionistenheimen lebende Senioren und Seniorinnen (Alter 65+, 14 Männer und 103 Frauen) einer Widerstandstrainingsgruppe (RT), einer RT Gruppe mit ergänzender Einnahme eines Nah- rungssupplements (RTS) oder einer Kognitivtrainingsgruppe (CT) für einen 6-monatigen Interventionszeitraum zugeteilt. Während dieser Zeit führten die RT und RTS Gruppen zweimal wöchentlich ein Widerstandstrainingsprogramm für die Hauptmuskelgruppen mit elastischen Gymnastikbändern und dem eigenen Körpergewicht durch. Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) wurden für die Messung des zirkulierenden TGF-βs eingesetzt, wohingegen das Verfahren der quantitativen Echtzeit RT-PCR für die Bestimmung der intrazellulären Marker zu Studienbeginn (0m), nach 3 Monaten (3m) und nach 6 Monaten (6m) angewandt wurden. Des Weiteren wurden der 6 Minuten Gehtest, der 30 Sekunden Aufstehtest, ein Test für die isometrische Handgriffkraft sowie eine isokinetische Drehmomentmessung der Knieextensoren (PTQ) und Knieflexoren (PTH) durchgeführt um die körperliche Leistungsfähigkeit der Teilnehmer und Teilnehmerinnen zu erheben. Die statistische Analyse wurde mittels Friedman’s Test durchgeführt um Zeiteffekte in den einzelnen Gruppen (RT, RTS, CT) aufzudecken.
Ergebnisse: Mithilfe der statistischen Analysen konnten signifikante Zeiteffekte für den 6 Minuten Gehtest (RT: +11.5%, p = 0.011 [0m – 6m]), den 30 Sekunden Aufstehtest (RT: +27.3%, p = 0.002 [0m – 3m], +27.3%, p = 0.010 [0m – 6m]; RTS: +15.4%, p = 0.028 [0m – 6m]) sowie das PTH bei 60°/s (RT: +23.1%, p = 0.004 [0m – 6m], +10.3%, p = 0.006 [3m – 6m]) festgestellt werden. Ergänzend wurden Zeiteffekte für die PTQ bei 120°/s (RT: +10.7%, p = 0.003 [0m – 3m]; RTS: +9.6%, p = 0.009 [0m – 3m], -0.2%, p = 0.049 [3m – 6m]) und die PTH bei 120°/s (CT: +36.4%, p = 0.010 [0m – 3m], +18.2%, p = 0.029 [0m – 6m]; RT: +10%, p = 0.006 [0m – 3m], +8%, p = 0.047 [0m – 6m]) gefunden. Weder die im Serum gemessenen Entzündungsmarker (high-sensitive C-reactive protein, TGF-β) noch die intrazellulären Marker (TGF-β, TGF-βRI, TGF-βRII, miRNA-21) wurden durch die angewandten Interventionen signifikant beeinflusst.
Conclusio: Die aktuelle Studie konnte zeigen, dass progressives Widerstandstraining mit elastischen Gymnastikbändern und dem eigenen Körpergewicht die körperliche Leistungsfähigkeit von in Pensionistenheimen lebende Senioren und Seniorinnen verbessert. Die ergänzende Einnahme eines Nahrungssupplements führte zu keinem weiteren positiven Anstieg des Trainingseffektes. Interessanter Weise wurden die zirkulierenden Entzündungsmarker als auch die intrazellulär gemessenen Marker durch die Trainingsintervention und die Einnahme des Nahrungsergänzungsmittels nicht beeinflusst. Dies könnte darauf hindeuten, dass die Anwendung eines alternativen Trainingsprogramms, wie zum Beispiel der Einsatz eines Ausdauertrainings oder eines Kombinationstrainings von Ausdauer und Kraft, effektivere Veränderungen eines chronischen, geringgradigen Entzündungszustandes bewirken könnte.
Abstract (eng)
Background: The process of ageing is related to various changes in the human body including alterations in cytokine expressions often concomitant with a low-grade chronic inflammation.
Objectives: The aim of the present study was to investigate possible effects of progressive resistance training alone or in combination with a dietary supplement on the cytokine levels of transforming growth factor β (TGF-β), the expression of TGF-β, its receptors TGF-β receptors 1 (TGF-βRI) and 2 (TGF-βRII) as well as microRNA-21 (miRNA-21) expression in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in older persons.
Methods: For this randomized controlled study, 117 older adults (age 65+; 14 men and 103 women) living in retirement homes were assigned to a resistance exercise group (RT), a RT group with additional nutritional supplementation (RTS) or a cognitive training group (CT) for a 6-month intervention period. During this time the RT and RTS groups performed a resistance exercise routine twice a week using elastic bands and the own body weight for the major muscle groups. Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) were used for the measurement of circulating TGF-β, whereas quantitative real-time RT-PCRs were applied for the determination of the intracellular markers at baseline (0m), 3 months (3m) and 6 months (6m). Furthermore, the 6-minute walking test, the chair stand test, isometric handgrip strength and isokinetic peak torque measurements for the quadriceps (PTQ) and the hamstrings (PTH) were applied for testing the physical performance of the subjects. Statistical analyses were performed using Friedman’s test to detect changes over time in the intervention groups (RT, RTS, CT).
Results: The statistical analyses revealed a significant time effect for the 6-minute walking test (RT: +11.5%, p = 0.011 [0m – 6m]), the chair stand test (RT: +27.3%, p = 0.002 [0m – 3m], +27.3%, p = 0.010 [0m – 6m]; RTS: +15.4%, p = 0.028 [0m – 6m]) as well as PTH at 60°/s (RT: +23.1%, p = 0.004 [0m – 6m], +10.3%, p = 0.006 [3m – 6m]). Additionally, time effects were found for PTQ at 120°/s (RT: +10.7%, p = 0.003 [0m – 3m]; RTS: +9.6%, p = 0.009 [0m – 3m], -0.2%, p = 0.049 [3m – 6m]) and PTH at 120°/s (CT: +36.4%, p = 0.010 [0m – 3m], +18.2%, p = 0.029 [0m – 6m]; RT: +10%, p = 0.006 [0m – 3m], +8%, p = 0.047 [0m – 6m]). Neither the serum markers of inflammation (high-sensitive C-reactive protein, TGF-β) nor the intracellular markers (TGF-β, TGF-βRI, TGF- βRII, miRNA-21) were significantly influenced by the study interventions.
Conclusion: The present study could show that progressive resistance training with elastic bands and the own bodyweight improved physical performance of community-dwelling older persons. The additional protein supplementation could not further increase the positive training effects of the training intervention. Interestingly, the inflammatory serum markers and the intracellular biomarker were not affected by the applied training regime and nutritional supplementation, indicating that maybe a different type of exercise program, like endurance training or a combination of resistance training with endurance training, might be more effective in altering low-grade chronic inflammation.
Keywords (eng)
TGF-βTGF-beta pathwaycytokinesmiRNAmiRNA-21institutionalized elderlyresistance trainingelastic bandsnutritional supplementationprotein supplementationC-reactive proteinVienna Active Ageing StudyELISAPCRPBMClow-grade chronic inflammationinflammageing
Keywords (deu)
TGF-βTGF-Beta SignalwegZytokinemiRNAmiRNA-21institutionalisierte PersonenKrafttrainingelastische GymnastikbänderNahrungsergänzungsmittelProteinsupplementC-reaktives ProteinActive Ageing StudieELISAPCRPBMCchronische geringgradige Entzündung
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
VIII, 105 S. : Ill., graph. Darst.
Number of pages
107
Study plan
Magisterstudium Sportwissenschaft
[UA]
[066]
[826]
Association (deu)
Title (eng)
Influence of a 6-month progressive resistance training on the TGF-beta pathway of institutionalized elderly
Parallel title (deu)
Einfluss eines 6-monatigen progressiven Widerstandstrainings auf den TGF-Beta Signalweg institutionalisierter älterer Personen
Author
Thomas Wolf
Abstract (deu)
Hintergrund: Der Alterungsprozess steht im menschlichen Körper mit verschiedensten Veränderungen, wie zum Beispiel Änderungen der Zytokin-Expression und des häufig damit einhergehenden chronischen, geringgradigen Entzündungszustandes, in Verbindung.
Zielsetzung: Das Ziel der vorliegenden Studie war, die möglichen Effekte eines progressiven Krafttrainings alleine oder in Kombination mit einem Nahrungsergänzungsmittel auf die Zytokin-Level des transformierenden Wachstumsfaktors β (TGF-β), die Expression seiner Rezeptoren 1 (TGF-βRI) und 2 (TGF-βRII) als auch auf die Expression der microRNA-21 (miRNA-21) in mononukleäre Zellen des peripheren Blutes (PBMC).
Methodik: Für diese randomisierte kontrollierte Studie wurden 117 in Pensionistenheimen lebende Senioren und Seniorinnen (Alter 65+, 14 Männer und 103 Frauen) einer Widerstandstrainingsgruppe (RT), einer RT Gruppe mit ergänzender Einnahme eines Nah- rungssupplements (RTS) oder einer Kognitivtrainingsgruppe (CT) für einen 6-monatigen Interventionszeitraum zugeteilt. Während dieser Zeit führten die RT und RTS Gruppen zweimal wöchentlich ein Widerstandstrainingsprogramm für die Hauptmuskelgruppen mit elastischen Gymnastikbändern und dem eigenen Körpergewicht durch. Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) wurden für die Messung des zirkulierenden TGF-βs eingesetzt, wohingegen das Verfahren der quantitativen Echtzeit RT-PCR für die Bestimmung der intrazellulären Marker zu Studienbeginn (0m), nach 3 Monaten (3m) und nach 6 Monaten (6m) angewandt wurden. Des Weiteren wurden der 6 Minuten Gehtest, der 30 Sekunden Aufstehtest, ein Test für die isometrische Handgriffkraft sowie eine isokinetische Drehmomentmessung der Knieextensoren (PTQ) und Knieflexoren (PTH) durchgeführt um die körperliche Leistungsfähigkeit der Teilnehmer und Teilnehmerinnen zu erheben. Die statistische Analyse wurde mittels Friedman’s Test durchgeführt um Zeiteffekte in den einzelnen Gruppen (RT, RTS, CT) aufzudecken.
Ergebnisse: Mithilfe der statistischen Analysen konnten signifikante Zeiteffekte für den 6 Minuten Gehtest (RT: +11.5%, p = 0.011 [0m – 6m]), den 30 Sekunden Aufstehtest (RT: +27.3%, p = 0.002 [0m – 3m], +27.3%, p = 0.010 [0m – 6m]; RTS: +15.4%, p = 0.028 [0m – 6m]) sowie das PTH bei 60°/s (RT: +23.1%, p = 0.004 [0m – 6m], +10.3%, p = 0.006 [3m – 6m]) festgestellt werden. Ergänzend wurden Zeiteffekte für die PTQ bei 120°/s (RT: +10.7%, p = 0.003 [0m – 3m]; RTS: +9.6%, p = 0.009 [0m – 3m], -0.2%, p = 0.049 [3m – 6m]) und die PTH bei 120°/s (CT: +36.4%, p = 0.010 [0m – 3m], +18.2%, p = 0.029 [0m – 6m]; RT: +10%, p = 0.006 [0m – 3m], +8%, p = 0.047 [0m – 6m]) gefunden. Weder die im Serum gemessenen Entzündungsmarker (high-sensitive C-reactive protein, TGF-β) noch die intrazellulären Marker (TGF-β, TGF-βRI, TGF-βRII, miRNA-21) wurden durch die angewandten Interventionen signifikant beeinflusst.
Conclusio: Die aktuelle Studie konnte zeigen, dass progressives Widerstandstraining mit elastischen Gymnastikbändern und dem eigenen Körpergewicht die körperliche Leistungsfähigkeit von in Pensionistenheimen lebende Senioren und Seniorinnen verbessert. Die ergänzende Einnahme eines Nahrungssupplements führte zu keinem weiteren positiven Anstieg des Trainingseffektes. Interessanter Weise wurden die zirkulierenden Entzündungsmarker als auch die intrazellulär gemessenen Marker durch die Trainingsintervention und die Einnahme des Nahrungsergänzungsmittels nicht beeinflusst. Dies könnte darauf hindeuten, dass die Anwendung eines alternativen Trainingsprogramms, wie zum Beispiel der Einsatz eines Ausdauertrainings oder eines Kombinationstrainings von Ausdauer und Kraft, effektivere Veränderungen eines chronischen, geringgradigen Entzündungszustandes bewirken könnte.
Abstract (eng)
Background: The process of ageing is related to various changes in the human body including alterations in cytokine expressions often concomitant with a low-grade chronic inflammation.
Objectives: The aim of the present study was to investigate possible effects of progressive resistance training alone or in combination with a dietary supplement on the cytokine levels of transforming growth factor β (TGF-β), the expression of TGF-β, its receptors TGF-β receptors 1 (TGF-βRI) and 2 (TGF-βRII) as well as microRNA-21 (miRNA-21) expression in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) in older persons.
Methods: For this randomized controlled study, 117 older adults (age 65+; 14 men and 103 women) living in retirement homes were assigned to a resistance exercise group (RT), a RT group with additional nutritional supplementation (RTS) or a cognitive training group (CT) for a 6-month intervention period. During this time the RT and RTS groups performed a resistance exercise routine twice a week using elastic bands and the own body weight for the major muscle groups. Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) were used for the measurement of circulating TGF-β, whereas quantitative real-time RT-PCRs were applied for the determination of the intracellular markers at baseline (0m), 3 months (3m) and 6 months (6m). Furthermore, the 6-minute walking test, the chair stand test, isometric handgrip strength and isokinetic peak torque measurements for the quadriceps (PTQ) and the hamstrings (PTH) were applied for testing the physical performance of the subjects. Statistical analyses were performed using Friedman’s test to detect changes over time in the intervention groups (RT, RTS, CT).
Results: The statistical analyses revealed a significant time effect for the 6-minute walking test (RT: +11.5%, p = 0.011 [0m – 6m]), the chair stand test (RT: +27.3%, p = 0.002 [0m – 3m], +27.3%, p = 0.010 [0m – 6m]; RTS: +15.4%, p = 0.028 [0m – 6m]) as well as PTH at 60°/s (RT: +23.1%, p = 0.004 [0m – 6m], +10.3%, p = 0.006 [3m – 6m]). Additionally, time effects were found for PTQ at 120°/s (RT: +10.7%, p = 0.003 [0m – 3m]; RTS: +9.6%, p = 0.009 [0m – 3m], -0.2%, p = 0.049 [3m – 6m]) and PTH at 120°/s (CT: +36.4%, p = 0.010 [0m – 3m], +18.2%, p = 0.029 [0m – 6m]; RT: +10%, p = 0.006 [0m – 3m], +8%, p = 0.047 [0m – 6m]). Neither the serum markers of inflammation (high-sensitive C-reactive protein, TGF-β) nor the intracellular markers (TGF-β, TGF-βRI, TGF- βRII, miRNA-21) were significantly influenced by the study interventions.
Conclusion: The present study could show that progressive resistance training with elastic bands and the own bodyweight improved physical performance of community-dwelling older persons. The additional protein supplementation could not further increase the positive training effects of the training intervention. Interestingly, the inflammatory serum markers and the intracellular biomarker were not affected by the applied training regime and nutritional supplementation, indicating that maybe a different type of exercise program, like endurance training or a combination of resistance training with endurance training, might be more effective in altering low-grade chronic inflammation.
Keywords (eng)
TGF-βTGF-beta pathwaycytokinesmiRNAmiRNA-21institutionalized elderlyresistance trainingelastic bandsnutritional supplementationprotein supplementationC-reactive proteinVienna Active Ageing StudyELISAPCRPBMClow-grade chronic inflammationinflammageing
Keywords (deu)
TGF-βTGF-Beta SignalwegZytokinemiRNAmiRNA-21institutionalisierte PersonenKrafttrainingelastische GymnastikbänderNahrungsergänzungsmittelProteinsupplementC-reaktives ProteinActive Ageing StudieELISAPCRPBMCchronische geringgradige Entzündung
Subject (deu)
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Subject (deu)
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