Sleep-disordered breathing is a prevalent condition associated with impairment of daytime function and may predispose individuals to metabolic abnormalities independent of obesity. The primary objective of this study was to determine the metabolic consequences and community prevalence of sleep-disordered breathing in mildly obese, but otherwise healthy, individuals. One hundred and fifty healthy men, without diabetes or cardiopulmonary disease, were recruited from the community. Measurements included polysomnography, a multiple sleep latency test, an oral glucose tolerance test, determination of body fat by hydrodensitometry, and fasting insulin and lipids. The prevalence of sleep-disordered breathing, depending on the apnea–hypopnea index (AHI) cutoff, ranged from 40 to 60%. After adjusting for body mass index (BMI) and percent body fat, an AHI ⩾ 5 events/h was associated with an increased risk of having impaired or diabetic glucose tolerance (odds ratio, 2.15; 95% CI, 1.05–4.38). The impairment in glucose tolerance was related to the severity of oxygen desaturation ( Δ SaO2 ) associated with sleep-disordered breathing. For a 4% decrease in oxygen saturation, the associated odds ratio for worsening glucose tolerance was 1.99 (95% CI, 1.11 to 3.56) after adjusting for percent body fat, BMI, and AHI. Multivariable linear regression analyses revealed that increasing AHI was associated with worsening insulin resistance independent of obesity. Thus, sleep-disordered breathing is a prevalent condition in mildly obese men and is independently associated with glucose intolerance and insulin resistance.

Risk factors associated with the progression from impaired glucose tolerance (IGT) to NIDDM were examined in data from six prospective studies. IGT and NIDDM were defined in all studies by World Health Organization (WHO) criteria, and baseline risk factors were measured at the time of first recognition of IGT. The studies varied in size from 177 to 693 participants with IGT, and included men and women followed from 2 to 27 years after the recognition of IGT. Across the six studies, the incidence rate of NIDDM was 57.2/1,000 person-years and ranged from 35.8/1,000 to 87.3/1,000 person-years. Although baseline measures of fasting and 2-h postchallenge glucose levels were both positively associated with NIDDM incidence, incidence rates were sharply higher for those in the top quartile of fasting plasma glucose levels, but increased linearly with increasing 2-h postchallenge glucose quartiles. Incidence rates were higher among the Hispanic, Mexican-American, Pima, and Nauruan populations than among Caucasians. The effect of baseline age on NIDDM incidence rates differed among the studies; the rates did not increase or rose only slightly with increasing baseline age in three of the studies and formed an inverted U in three studies. In all studies, estimates of obesity (including BMI, waist-to-hip ratio, and waist circumference) were positively associated with NIDDM incidence. BMI was associated with NIDDM incidence independently of fasting and 2-h post challenge glucose levels in the combined analysis of all six studies and in three cohorts separately, but not in the three studies with the highest NIDDM incidence rates. Sex and family history of diabetes were generally not related to NIDDM progression. This analysis indicates that persons with IGT are at high risk and that further refinement of risk can be made by other simple measurements. The ability to identify persons at high risk of NIDDM should facilitate clinical trials in diabetes prevention.

The beta 3-adrenergic receptor is expressed in visceral adipose tissue and is thought to contribute to the regulation of the resting metabolic rate and lipolysis.To investigate whether mutations in the gene for the beta 3-adrenergic receptor predispose patients to obesity and non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM), we studied this gene in 10 Pima Indians by analysis of single-stranded conformational polymorphisms and dideoxy sequence analysis. Association studies were performed in 642 Pima subjects (390 with NIDDM and 252 without NIDDM).A missense mutation was identified in the gene for the beta 3-adrenergic receptor that results in the replacement of tryptophan by arginine (Trp64Arg) in the first intracellular loop of the receptor. This mutation was detected with allelic frequencies of 0.31 in Pima Indians, 0.13 in 62 Mexican Americans, 0.12 in 49 blacks, and 0.08 in 48 whites in the United States. Among Pimas, the frequency of the Trp64Arg mutation was similar in nondiabetic and diabetic subjects. However, in subjects homozygous for the mutation the mean (+/- SD) age at the onset of NIDDM was significantly lower (36 +/- 10 years) than in Trp64Arg heterozygotes (40 +/- 10 years) or normal homozygotes (41 +/- 11 years; P = 0.02). Furthermore, subjects with the mutation tended to have a lower adjusted resting metabolic rate (P = 0.14 by analysis of covariance).Pima subjects homozygous for the Trp64Arg beta 3-adrenergic-receptor mutation have an earlier onset of NIDDM and tend to have a lower resting metabolic rate. This mutation may accelerate the onset of NIDDM by altering the balance of energy metabolism in visceral adipose tissue.

Reorganization in central motor networks occurs during early recovery from hemiparetic stroke. In chronic stroke survivors, specific rehabilitation therapy can improve upper extremity function.To test the hypothesis that in patients who have chronic motor impairment following stroke, specific rehabilitation therapy that improves arm function is associated with reorganization of cortical networks.A randomized controlled clinical trial conducted in a US ambulatory rehabilitation program with 21 patients (median [IQR], 50.3 [34.8-77.3] months after unilateral stroke). Data were collected between 2001 and 2004.Patients were randomly assigned to bilateral arm training with rhythmic auditory cueing (BATRAC) (n = 9) or standardized dose-matched therapeutic exercises (DMTE) (n = 12). Both were conducted for 1 hour, 3 times a week, for 6 weeks.Within 2 weeks before and after the intervention, brain activation during elbow movement assessed by functional magnetic resonance imaging (fMRI) and functional outcome assessed using arm function scores.Patients in the BATRAC group but not in the DMTE group increased hemispheric activation during paretic arm movement (P = .03). Changes in activation were observed in the contralesional cerebrum and ipsilesional cerebellum (P = .009). BATRAC was associated with significant increases in activation in precentral (P<.001) and postcentral gyri (P = .03) and the cerebellum (P<.001), although 3 BATRAC patients showed no fMRI changes. Considering all patients, there were no differences in functional outcome between groups. When only BATRAC patients with fMRI response were included (n = 6), BATRAC improved arm function more than DMTE did (P = .02).These preliminary findings suggest that BATRAC induces reorganization in contralesional motor networks and provide biological plausibility for repetitive bilateral training as a potential therapy for upper extremity rehabilitation in hemiparetic stroke.

Background and Purpose— Physical inactivity propagates disability after stroke through physical deconditioning and learned nonuse. We investigated whether treadmill aerobic training (T-AEX) is more effective than conventional rehabilitation to improve ambulatory function and cardiovascular fitness in patients with chronic stroke. Methods— Sixty-one adults with chronic hemiparetic gait after ischemic stroke (>6 months) were randomized to 6 months (3×/week) progressive T-AEX or a reference rehabilitation program of stretching plus low-intensity walking (R-CONTROL). Peak exercise capacity (V o 2 peak), o 2 consumption during submaximal effort walking (economy of gait), timed walks, Walking Impairment Questionnaire (WIQ), and Rivermead Mobility Index (RMI) were measured before and after 3 and 6 months of training. Results— Twenty-five patients completed T-AEX and 20 completed R-CONTROL. Only T-AEX increased cardiovascular fitness (17% versus 3%, δ% T-AEX versus R-CONTROL, P <0.005). Group-by-time analyses revealed T-AEX improved ambulatory performance on 6-minute walks (30% versus 11%, P <0.02) and mobility function indexed by WIQ distance scores (56% versus 12%, P <0.05). In the T-AEX group, increasing training velocity predicted improved V o 2 peak ( r =0.43, P <0.05), but not walking function. In contrast, increasing training session duration predicted improved 6-minute walk ( r =0.41, P <0.05), but not fitness gains. Conclusions— T-AEX improves both functional mobility and cardiovascular fitness in patients with chronic stroke and is more effective than reference rehabilitation common to conventional care. Specific characteristics of training may determine the nature of exercise-mediated adaptations.

Hormone administration to elderly individuals can increase lean body mass (LBM) and decrease fat, but interactive effects of growth hormone (GH) and sex steroids and their influence on strength and endurance are unknown.To evaluate the effects of recombinant human GH and/or sex steroids on body composition, strength, endurance, and adverse outcomes in aged persons.A 26-week randomized, double-blind, placebo-controlled parallel-group trial in healthy, ambulatory, community-dwelling US women (n = 57) and men (n = 74) aged 65 to 88 years recruited between June 1992 and July 1998.Participants were randomized to receive GH (starting dose, 30 micro g/kg, reduced to 20 micro g/kg, subcutaneously 3 times/wk) + sex steroids (women: transdermal estradiol, 100 micro g/d, plus oral medroxyprogesterone acetate, 10 mg/d, during the last 10 days of each 28-day cycle [HRT]; men: testosterone enanthate, biweekly intramuscular injections of 100 mg) (n = 35); GH + placebo sex steroid (n = 30); sex steroid + placebo GH (n = 35); or placebo GH + placebo sex steroid (n = 31) in a 2 x 2 factorial design.Lean body mass, fat mass, muscle strength, maximum oxygen uptake (VO(2)max) during treadmill test, and adverse effects.In women, LBM increased by 0.4 kg with placebo, 1.2 kg with HRT (P =.09), 1.0 kg with GH (P =.001), and 2.1 kg with GH + HRT (P<.001). Fat mass decreased significantly in the GH and GH + HRT groups. In men, LBM increased by 0.1 kg with placebo, 1.4 kg with testosterone (P =.06), 3.1 kg with GH (P<.001), and 4.3 kg with GH + testosterone (P<.001). Fat mass decreased significantly with GH and GH + testosterone. Women's strength decreased in the placebo group and increased nonsignificantly with HRT (P =.09), GH (P =.29), and GH + HRT (P =.14). Men's strength also did not increase significantly except for a marginally significant increase of 13.5 kg with GH + testosterone (P =.05). Women's VO(2)max declined by 0.4 mL/min/kg in the placebo and HRT groups but increased with GH (P =.07) and GH + HRT (P =.06). Men's VO(2)max declined by 1.2 mL/min/kg with placebo and by 0.4 mL/min/kg with testosterone (P =.49) but increased with GH (P =.11) and with GH + testosterone (P<.001). Changes in strength (r = 0.355; P<.001) and in VO(2)max (r = 0.320; P =.002) were directly related to changes in LBM. Edema was significantly more common in women taking GH (39% vs 0%) and GH + HRT (38% vs 0%). Carpal tunnel symptoms were more common in men taking GH + testosterone (32% vs 0%) and arthralgias were more common in men taking GH (41% vs 0%). Diabetes or glucose intolerance occurred in 18 GH-treated men vs 7 not receiving GH (P =.006).In this study, GH with or without sex steroids in healthy, aged women and men increased LBM and decreased fat mass. Sex steroid + GH increased muscle strength marginally and VO( 2)max in men, but women had no significant change in strength or cardiovascular endurance. Because adverse effects were frequent (importantly, diabetes and glucose intolerance), GH interventions in the elderly should be confined to controlled studies.

Objective

To compare the efficacy of treadmill exercises and stretching and resistance exercises in improving gait speed, strength, and fitness for patients with Parkinson disease.

Design

A comparative, prospective, randomized, single-blinded clinical trial of 3 types of physical exercise.

Setting

The Parkinson's Disease and Movement Disorders Center at the University of Maryland and the Baltimore Veterans Affairs Medical Center, Geriatric Research Education and Clinical Center.

Patients

A total of 67 patients with Parkinson disease who had gait impairment were randomly assigned to 1 of 3 arms of the trial.

Interventions

(1) A higher-intensity treadmill exercise (30 minutes at 70%-80% of heart rate reserve), (2) a lower-intensity treadmill exercise (50 minutes at 40%-50% of heart rate reserve), and (3) stretching and resistance exercises (2 sets of 10 repetitions on each leg on 3 resistance machines [leg press, leg extension, and curl]). These exercises were performed 3 times a week for 3 months.

Main Outcome Measures

The primary outcome measures were gait speed (6-minute walk), cardiovascular fitness (peak oxygen consumption per unit time [$$⋅VO₂], and muscle strength (1-repetition maximum strength).

Results

All 3 types of physical exercise improved distance on the 6-minute walk: lower-intensity treadmill exercise (12% increase; P = .001), stretching and resistance exercises (9% increase; P < .02), and higher-intensity treadmill exercise (6% increase; P = .07), with no between-group differences. Both treadmill exercises improved peak $$⋅VO₂ (7%-8% increase; P < .05) more than did the stretching and resistance exercises. Only stretching and resistance improved muscle strength (16% increase; P < .001).

Conclusions

The effects of exercise were seen across all 3 exercise groups. The lower-intensity treadmill exercise resulted in the greatest improvement in gait speed. Both the higher- and lower-intensity treadmill exercises improved cardiovascular fitness. Only the stretching and resistance exercises improved muscle strength. Therefore, exercise can improve gait speed, muscle strength, and fitness for patients with Parkinson disease. The combination of treadmill and resistance exercises may result in greater benefit and requires further investigation.

Abstract

 Patterson SL, Forrester LW, Rodgers MM, Ryan AS, Ivey FM, Sorkin JD, Macko RF. Determinants of walking function after stroke: differences by deficit severity. 

Objectives

 To investigate the relationship of cardiovascular fitness (Vo₂peak), neurologic deficits in balance and leg strength, and body composition to ambulatory function after stroke and to determine whether these relationships differ between those with milder versus more severe gait deficits. 

Design

 Cross-sectional correlation study. 

Setting

 Outpatient clinic of an academic medical center. 

Participants

 Seventy-four people (43 men, 31 women; mean age ± standard deviation, 64±10y) with chronic hemiparetic stroke. 

Interventions

 Not applicable. 

Main Outcome Measures

 Thirty-foot (9.1-m) walk velocity, 6-minute walk distance, Vo₂peak, Berg Balance Scale score, bilateral quadriceps eccentric torque, total and regional lean mass, and percentage of fat mass. 

Results

 Short-distance walking correlated significantly with cardiovascular fitness, balance, paretic leg strength, nonparetic leg strength, percentage of body fat, and paretic lean mass but not with nonparetic lean mass. Long-distance walking correlated significantly with cardiovascular fitness, balance, paretic leg strength, nonparetic leg strength, and paretic lean mass but not with percentage of body fat or nonparetic lean mass. Stepwise regression showed that cardiovascular fitness, balance, and paretic leg strength were independently associated with long-distance walking (r²=.60, P<.001). Variance in long-distance walking was largely explained by balance for those who walked more slowly (<.48m/s) for short distances (r²=.42, P<.001) and by cardiovascular fitness for those who walked more quickly (>.48m/s) for short distances (r²=.26, P=.003). 

Conclusions

 Short-distance walking after stroke is related to balance, cardiovascular fitness, and paretic leg strength. Long-distance walking ability differs by gait deficit severity, with balance more important in those who walk more slowly and cardiovascular fitness playing a greater role in those who walk more quickly. Improved understanding of the factors that predict ambulatory function may assist the design of individualized rehabilitation strategies across the spectrum of gait deficit severity in those with hemiparetic stroke.

Background: Plant-based diets are associated with various health benefits; however, their impact on physical performance in aging populations remains unclear. Objectives: To investigate the associations between adherence to plant-based diets and physical performance, focusing on their potential protective effects against age-related declines in function. Methods: Data were obtained from men and women aged 40 years or older in the Baltimore Longitudinal Study of Aging (BLSA) (mean ± SD age: 68 ± 13 years at the first dietary visit; n = 1389). Dietary intake was assessed using a food frequency questionnaire (FFQ). Plant-based diets, calculated from 18 food groups, were categorized as overall (PDI), healthful (hPDI), or unhealthful (uPDI), and their tertiles across visits were analyzed. Multivariable linear mixed-effects models were used to examine the association between repeated measurements of three physical performance outcomes—Short Physical Performance Battery (SPPB), grip strength (kg), and gait speed (m/s)—and adherence to each plant-based diet. Results: In fully adjusted models, SPPB and grip strength were significantly associated with both hPDI and uPDI, but not with PDI. For hPDI, the intermediate tertile showed the greatest benefit, with SPPB scores 0.5 points higher (βT2vs.T1 = 0.50, 95% CI: 0.30–0.70, p < 0.001) over the follow-up period. In contrast, for uPDI, a 0.27-point lower SPPB score was seen (βT3vs.T1 = −0.27, 95% CI: −0.48 to −0.07, p = 0.009). Longitudinally, grip strength was positively associated with hPDI (βT3vs.T1 = 1.14, 95% CI: 0.24–2.05, p = 0.0013). Similar results were observed in older adults aged ≥65 years. Conclusions: Adherence to hPDI may benefit lower body function and muscle strength, while uPDI appears to have adverse effects. This suggests that the quality of plant-based foods is essential for maintaining functional well-being in older adults. Further research is needed to confirm these findings, explore underlying mechanisms, and identify strategies to optimize plant-based dietary patterns for aging populations.