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ARTICLE
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
Takashi Ikeda, Junya Aizawa, Hiroshi Nagasawa, Ikuko Gomi, Hiroyuki Kugota, Keigo Nanjo,
Tetsuya Jinno, Tadashi Masuda, and Sadao Morita
Abstract: This study examined the effects and feasibility of a twice-weekly combined therapy of branched-chain amino acids
(BCAAs) and exercise on physical function improvement in frail and pre-frail elderly people requiring long-term care. We used
a crossover design in which the combination of exercise and nutritional interventions was carried out twice a week during cycles
A (3 months) and B (3 months) and the exercise intervention alone was performed during the washout period. The exercise
intervention entailed the following 5 training sets: 3 sets of muscle training at 30% of maximum voluntary contraction, 1 set of
aerobic exercise, and 1 set of balance training. For the nutritional intervention,6gofBCAAs or6gofmaltodextrin was consumed
10 min before starting the exercise. We determined upper and lower limb isometric strength, performance on the Functional
Reach Test (FRT) and the Timed Up and Go test, and activity level. In the comparison between the BCAA group and the control
group after crossover, the improvement rates in gross lower limb muscle strength (leg press, knee extension) and FRT perfor-
mance were significantly greater (by approximately 10%) in the BCAA group. In the comparison between different orders of BCAA
administration, significant effects were shown for the leg press in both groups only when BCAAs were given. The combination
of BCAA intake and exercise therapy yielded significant improvements in gross lower limb muscle strength and dynamic balance
ability.
Key words: amino acid supplementation, low-intensity resistance exercise, aging, outpatient rehabilitation, combined therapy.
Résumé : Cette étude examine les effets et la faisabilité d’un traitement combiné incluant des acides aminés a
`chaîne ramifiée
(BCAA) et l’exercice physique a
`raison de deux fois par semaine sur l’amélioration des fonctions physiques chez des personnes
âgées au seuil ou en perte d’autonomie dans un cadre de soins prolongés. On applique les traitements kinésique et nutritionnel
selon un devis croisé a
`raison de deux fois par semaine durant les cycles A (3 mois) et B (3 mois) et on applique le traitement
kinésique seul au cours de la période d’élimination. Le traitement kinésique comprend cinq séances : trois séances de renforce-
ment musculaire avec une charge équivalente a
`30 % de la force de contraction maximale volontaire, une séance d’exercice
aérobie et une séance d’équilibre. Le traitement nutritionnel consiste en un apport de6gdeBCAA ou de maltodextrine avant le
début de l’exercice. On évalue la force isométrique des membres supérieurs et inférieurs, on administre le test de portée
fonctionnelle (FRT), le test TUG (Timed up and Go) et on détermine le niveau d’activité. La comparaison du groupe BCAA et du
groupe de contrôle après le croisement des traitements révèle une amélioration significative de la force musculaire brute des
membres inférieurs (développé des membres inférieurs : LP, extension des genoux) et du résultat au FRT dans le groupe BCAA par
rapport au groupe de contrôle; l’amélioration est d’environ 10 %. La comparaison des différents ordres d’administration de BCAA
révèle un effet significatif en ce qui concerne LP dans les deux groupes seulement quand le traitement au BCAA est appliqué. En
combinant la consommation de BCAA et les exercices, on observe des améliorations significatives de la force musculaire brute
des membres inférieurs et de l’équilibre dynamique. [Traduit par la Rédaction]
Mots-clés : supplémentation en acides aminés, exercice contre résistance de faible intensité, vieillissement, réadaptation en
consultation externe, traitement combiné.
Received 19 August 2015. Accepted 16 December 2015.
T. Ikeda. Tokyo Medical and Dental University Graduate School, Department of Rehabilitation Medicine, Tokyo 113-8510, Japan; Rehab-care Shonan
Kamakura, Japan.
J. Aizawa. Tokyo Medical and Dental University, Clinical Center for Sports Medicine & Sports Dentistry, Japan.
H. Nagasawa. Kanagawa University of Human Services, Department of Rehabilitation, Japan.
I. Gomi. Kanagawa University of Human Services, Department of Nutrition, Japan.
H. Kugota and K. Nanjo. Rehab-care Shonan Kamakura, Japan.
T. Jinno. Tokyo Medical and Dental University Graduate School, Department of Joint Surgery and Sports Medicine, Japan.
T. Masuda. Fukushima University, Faculty of Symbiotic Systems Science, Japan.
S. Morita. Tokyo Medical and Dental University Graduate School, Department of Rehabilitation Medicine, Tokyo 113-8510, Japan.
Corresponding author: Takashi Ikeda (email: ikereh@tmd.ac.jp).
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Appl. Physiol. Nutr. Metab. 41: 438–445 (2016) dx.doi.org/10.1139/apnm-2015-0436 Published at www.nrcresearchpress.com/apnm on 5 January 2016.