Validity, reliability and measurement error of quadriceps femoris muscle thickness obtained by ultrasound in healthy adults: a systematic review / Validade, confiabilidade e erro da medida da espessura muscular do quadríceps femoral obtida pela ultrassonografia em adultos saudáveis: uma revisão sistemática

Abstract Due to its low cost and operational simplicity, ultrasound has been used to monitor muscle thickness in laboratory environments, rehabilitation clinics, and sports clubs. However, it is necessary to determine the measurement's quality to infer whether the possible changes observed are derived from the treatment or the measurement error. Therefore, we performed a systematic review to determine the validity, reliability, and measurement error of quadriceps femoris muscle thickness obtained by ultrasound in healthy adults. A search was conducted in the Pubmed, Scopus, and Web of Science databases until April 2022. The study selection process was carried out by two independent researchers, with the presence of a third researcher in case of disagreements. Twenty-six studies were eligible for the review, being 4 of validity, 4 of reliability only, and 18 of reliability and measurement error. The intraclass correlation coefficient ranged from 0.60 to 0.99 in validity studies and from 0.44 to 0.99 in reliability studies. The typical error of measurement ranged from 0.01 to 0.47 cm, and the coefficient of variation was from 0.5 to 17.9%. Four studies received "very good" classification in all the risk of bias analysis criteria. Therefore, it is concluded that the quadriceps femoris muscle thickness obtained by ultrasound was shown to be valid, reliable, and to have low measurement errors in healthy adults. The weighted average of the relative error was 6.5%, less than typical increases in resistance training studies. The raters' experience and methodological care for repeated measurements were necessary to observe low measurement errors.

Resumo Devido ao baixo custo e simplicidade operacional, a ultrassonografia tem sido utilizada para monitorar a espessura muscular em ambientes laboratoriais, clínicas de reabilitação e clubes desportivos. Porém, é necessário determinar a qualidade da medida para inferir se as possíveis modificações observadas são decorrentes do tratamento ou do erro da medida. Portanto, realizamos uma revisão sistemática para determinar a validade, confiabilidade e erro da medida da espessura muscular do quadríceps femoral obtida pela ultrassonografia em adultos saudáveis. Foi realizada busca nas bases de dados Pubmed, Scopus e Web of Science até abril de 2022. O processo de seleção dos estudos foi realizado por dois pesquisadores independentes, com a presença de um terceiro pesquisador em caso de divergências. Vinte e seis estudos foram elegíveis para a revisão, sendo 4 de validade, 4 apenas de confiabilidade e 18 de confiabilidade e erro de medida. O coeficiente de correlação intraclasse variou de 0,60 a 0,99 em estudos de validade e 0,44 a 0,99 em estudos de confiabilidade. O erro típico da medida variou de 0,01 a 0,47 cm e o coeficiente de variação foi de 0,5 a 17,9%. Quatro estudos receberam classificação "muito bom" em todos os critérios na análise de risco de viés. Portanto, concluiu-se que a espessura muscular do quadríceps femoral obtida pela ultrassonografia se mostrou válida, confiável e com baixos erros de medida em adultos saudáveis. A média ponderada do erro relativo foi de 6,5%, menor do que os aumentos típicos em estudos de treinamento resistido. A experiência dos avaliadores e o cuidado metodológico com as medidas repetidas foram necessários para observar baixos erros de medida.

Acute l-arginine supplementation increases muscle blood volume but not strength performance.

l-Arginine (L-arg) is an amino acid precursor to nitric oxide (NO). Dietary supplements containing L-arg have been marketed with the purpose of increasing vasodilation, thereby elevating blood flow to the exercising muscle and enhancing the metabolic response to exercise. Our goal was to identify the acute effect of L-arg supplementation on biceps strength performance, indicators of NO production (nitrite and nitrate - NOx), and muscle blood volume (Mbv) and oxygenation (Mox) during recovery from 3 sets of resistance exercise. Fifteen males participated in a randomized, double-blind, placebo-controlled study. After withdrawing resting blood samples, the subjects were supplemented with 6 g of L-arg (ARG) or placebo (PLA). Monitoring of Mbv and Mox with near-infrared spectroscopy began 30 min after supplementation and lasted for 60 min. The exercise protocol (3 sets of 10 maximal voluntary contractions of isokinetic concentric elbow extension at 60°·s(-1), 2-min rest between sets) was initiated 80 min after supplementation. Blood samples were drawn at 30, 60, 90, and 120 min after supplementation. Repeated measures ANOVA showed that Mbv significantly (p ≤ 0.05) increased in ARG compared with the PLA during the recovery period of each set of resistance exercise. NOx, Mox, peak torque, total work, and set total work were not significantly different between groups. We found that acute L-arg supplementation increases Mbv during recovery from sets of resistance exercise with no increase in strength performance. It is still premature to recommend nutritional supplements containing L-arg as an ergogenic aid to increase muscle strength during resistance training in healthy subjects.

Confiabilidade da medida de espessuras musculares pela ultrassonografia / Reliability of muscle thickness measurements using ultrasound

OBJETIVO: Determinar a confiabilidade das medidas de espessuras dos músculos flexores e extensores do cotovelo e joelho pela ultrassonografia (US), quantificando o erro típico associado a essas medidas (ETM). MÉTODOS: A confiabilidade (duas medidas interdias) foi determinada em 15 voluntários aparentemente saudáveis (oito mulheres, 33,9 ± 11,4 anos, 76 ± 21kg, 170 ± 10cm). As imagens da musculatura flexora (FC) e extensora do cotovelo (EC) e flexora (FJ) e extensora do joelho (EJ) foram obtidas pela US bidimensional no modo B, utilizando transdutor de 7,5MHz. As espessuras do tecido muscular compreendidas entre as interfaces com o osso e com o tecido adiposo foram medidas em sítios anatômicos identificados e registrados para ser repetidos na segunda medida. RESULTADOS: A ANOVA não identificou diferenças significativas entre as medidas repetidas. Os coeficientes de correlação intraclasse foram FC = 0,970, EC = 0,971, FJ = 0,555 e EJ = 0,929 (P < 0,05 para todos). Os coeficientes de variação foram de 3,9 por cento, 6,1 por cento, 6,6 por cento e 4,6 por cento, e os ETM 1,3mm, 1,6mm, 4,9mm e 1,9mm, respectivamente, para espessuras de FC, EC, FJ e EJ. A análise dos gráficos de Bland-Altman apontou que as variáveis não apresentaram erro heterocedástico. CONCLUSÃO: As medidas de espessuras musculares de FC, EC e EJ apresentaram alta confiabilidade, possibilitando seu uso para intervenções como programas de dieta, treinamento físico ou reabilitação. No entanto, o uso da medida de FJ não deve ser recomendada, pois mostrou baixa confiabilidade e alto ETM.

PURPOSE: To determine the reliability of muscle thickness measurements of elbow and knee flexors and extensors using ultrasound, and to quantify the typical error associated to the measurements (TEM). METHODS: The test-retest reliability was determined in 15 apparently healthy volunteers (8 women, 34 ± 11 years, 76 ± 21 kg, 170 ± 10 cm). The images of elbow flexors (EF) and extensors (EE) and knee flexors (KF) and extensors (KE) were obtained using a two dimensional mode B ultrasound instrument with a 7.5 MHz transducer. Muscle thickness between the adipose tissue and bone interfaces were measured at anatomical landmarks previously identified and recorded to assure the exact site for the retest. RESULTS: ANOVA did not identify any significant differences between the repeated measurements. Intraclass correlation coefficients (ICC) of each pair of measure were EF = 0.970, EE = 0.971, KF = 0.555 e KE = 0.929 (P < 0.05 for all). The coefficients of variation were 3.9 percent, 6.1 percent, 6.6 percent e 4.6 percent, and TEM 1.3 mm, 1.6 mm, 4.9 mm e 1.9 mm, respectively, for the EF, EE, KF and KE thickness. Analysis of the Bland-Altman plot charts indicated that the variables did not present heterocedastic errors. CONCLUSION: EF, EE and KE muscle thickness measurements using the current method were highly reliable and can be used to measure and monitor changes in diet, physical training and rehabilitation programs. Nevertheless, KF measure should not be recommended since it presented low reliability and high TEM.

Efeitos da suplementação de beta-hidroxi-beta-metilbutirato sobre a força e a hipertrofia: [revisão] / Effects of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate supplementation on strength and hypertrophy: [review]

O beta-hidroxi-beta-metilbutirato é um metabólito da leucina estudado devido aos seus efeitos anticatabólicos e possíveis implicações sobre os ganhos de força e massa muscular associados ao treinamento contra-resistência (conhecido como musculação). O objetivo deste trabalho foi revisar a literatura referente à suplementação de beta-hidroxi-beta-metilbutirato e os seus efeitos sobre força e hipertrofia em adultos jovens e idosos iniciantes ou treinados em treinamento contra-resistência. Estudos em indivíduos iniciando um programa de treinamento contra-resistência sugerem que a suplementação diária de 1,5 a 3,0g de beta-hidroxi-beta-metilbutirato pode trazer benefício ergogênico durante as primeiras quatro ou cinco semanas. Entretanto, à medida que o programa de treinamento evolui, tais efeitos não permanecem e os ganhos de força e massa muscular são proporcionados apenas pelo treinamento contra-resistência. Em indivíduos treinados, os resultados parecem não ser os mesmos, uma vez que, desde o início da suplementação, o beta-hidroxi-beta-metilbutirato não demonstra qualquer benefício adicional aos induzidos pelo treinamento contra-resistência. Alguns efeitos do beta-hidroxi-beta-metilbutirato na redução do colesterol total e lipoproteína de baixa densidade também foram observados, porém, devido às poucas evidências, não há recomendações para tal finalidade. Nenhum efeito adverso da suplementação foi observado, sendo, aparentemente, segura, contudo a maioria dos estudos foi realizada em curto prazo (menos de 4 semanas) e em indivíduos destreinados. Assim, mais estudos são necessários para esclarecer o mecanismo fisiológico por meio do qual o beta-hidroxi-beta-metilbutirato exerce seus efeitos anticatabólicos em destreinados e para observar possíveis efeitos adversos.

Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate is a leucine metabolite studied for its anticatabolic effects and potential benefits on strength and muscle mass gains associated with resistance training. The aim of this review was to discuss the effects of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate supplementation on strength and hypertrophy in previously trained or untrained young and older adults. Studies undertaken with individuals initiating a resistance training program have suggested that a daily beta-hydroxy-beta-methylbutyrate supplementation dosage of 1.5 to 3.0g may be responsive as an ergogenic aid up to the fourth or fifth week of resistance training. Such effects do not seem to remain afterward, when gains in strength and muscle mass are the result of resistance training only. In resistance trained subjects beta-hydroxy-beta-methylbutyrate supplementation did not show any additional benefits during resistance training. Beta-hydroxy-beta-methylbutyrate supplementation has been shown to reduce total cholesterol and low-density lipoprotein cholesterol, although there seems to be no available recommendation for its supplementation, since scientific evidence is lacking. No beta-hydroxy-beta-methylbutyrate adverse effects have been observed, and its supplementation is apparently safe, however, most studies were conducted during a short-term period (less then 4 weeks) and with untrained individuals. There is a need for more studies to elucidate the physiological mechanisms underlying the anticatabolic action of beta-hydroxy-beta-methylbutyrate supplementation in untrained subjects, and to investigate possible adverse effects.

Reliability of brachial artery flow-mediated dilatation measurement using ultrasound.

OBJECTIVE: To determine the reliability of the baseline (BBAB) and post occlusion (POBAD) brachial artery diameters, brachial artery flow-mediated dilatations (BAFMD) measurements, and to quantify the typical error of the measurements (TEM). METHODS: Internal consistency (2 measurements on the same day) was determined in 10 volunteers, whereas stability (2 measurements on separate days) was determined in 13 volunteers. All the volunteers looked healthy and were nonsmokers. The brachial artery images were obtained using a two dimensional Doppler ultrasound instrument: a 14 MHz transducer was used. The distances between the intima-lumen interfaces were measured before and after the blood flow had been stopped by means of a cuff on the arm for five minutes. BAFMD was considered as the percentile increase of POBAD in relation to BBAD. RESULTS: ANOVA did not identify any significant differences between the measurements taken on the same and separate days. For BAFMD, the intraclass correlation coefficients between the measurements taken on the same and separate days were: R = 0.7001 and R = 0.8420, respectively (p < 0.05). The variation coefficients were 5.8% and 12.4% and the relative SMEs were 13.8% and 14.9%, respectively, for the measurements taken on the same and separate days. Analysis of the Bland-Altman graphs indicated that the variables did not present heteroscedastic errors. CONCLUSION: The BBAD, POBAD and BAFMD measurements using the manual ultrasound technique were highly reliable for both the same and separate day measurements and therefore can be used to diagnose and monitor endothelial function.

Confiabilidade da medida da dilatação fluxo-mediada da artéria braquial pela ultra-sonografia / Reliability of brachial artery flow-mediated dilatation measurement using ultrasound

OBJETIVO: Determinar a confiabilidade das medidas dos diâmetros basal (DBAB) e pós-oclusão (DPOAB) da artéria braquial e da dilatação fluxo-mediada da artéria braquial (DILA), assim como quantificar o erro típico dessas medidas (ETM). MÉTODOS: A consistência interna (2 medidas intradias) foi determinada em 10 voluntários, enquanto a estabilidade (2 medidas interdias) foi determinada em 13 voluntários aparentemente saudáveis e não-fumantes. As imagens da artéria braquial foram obtidas pelo aparelho de ultra-sonografia bidimensional com Doppler, utilizando transdutor de 14 MHz. As distâncias entre as interfaces íntima-luz foram medidas antes e após interrupção do fluxo sangüíneo durante 5 minutos por manguito posicionado no braço. O DILA foi considerado o porcentual de aumento do DPOAB em relação ao DBAB. RESULTADOS: A ANOVA não identificou diferenças significativas entre as medidas intradias e interdias. Para o DILA, os coeficientes de correlação intraclasse entre as medidas intradias e interdias foram R = 0,7001 e R = 0,8420, respectivamente (p < 0,05). Os coeficientes de variação foram 5,8 por cento e 12,4 por cento e os ETM relativos 13,8 por cento e 14,9 por cento, respectivamente para medidas intra e interdias. A análise dos gráficos de Bland-Altman apontou que as variáveis não apresentaram erro heterocedástico. CONCLUSÃO: A medida do DBAB, DPOAB e do DILA por meio de técnica manual pela ultra-sonografia apresenta alta confiabilidade tanto para os valores intradias quanto interdias, possibilitando seu uso para diagnóstico e monitoramento da função endotelial.

OBJECTIVE: To determine the reliability of the baseline (BBAB) and post occlusion (POBAD) brachial artery diameters, brachial artery flow-mediated dilatations (BAFMD) measurements, and to quantify the typical error of the measurements (TEM). METHODS: Internal consistency (2 measurements on the same day) was determined in 10 volunteers, whereas stability (2 measurements on separate days) was determined in 13 volunteers. All the volunteers looked healthy and were nonsmokers. The brachial artery images were obtained using a two dimensional Doppler ultrasound instrument: a 14 MHz transducer was used. The distances between the intima-lumen interfaces were measured before and after the blood flow had been stopped by means of a cuff on the arm for five minutes. BAFMD was considered as the percentile increase of POBAD in relation to BBAD. RESULTS: ANOVA did not identify any significant differences between the measurements taken on the same and separate days. For BAFMD, the intraclass correlation coefficients between the measurements taken on the same and separate days were: R = 0.7001 and R = 0.8420, respectively (p < 0.05). The variation coefficients were 5.8 percent and 12.4 percent and the relative SMEs were 13.8 percent and 14.9 percent, respectively, for the measurements taken on the same and separate days. Analysis of the Bland-Altman graphs indicated that the variables did not present heteroscedastic errors. CONCLUSION: The BBAD, POBAD and BAFMD measurements using the manual ultrasound technique were highly reliable for both the same and separate day measurements and therefore can be used to diagnose and monitor endothelial function.

Gasto energético e consumo de oxigênio pós-exercício contra-resistência / Energy expenditure and excess post-exercise oxygen consumption of resistance exercise

O aumento do gasto energético com a atividade física é reconhecido como um importante coadjuvante em programas para redução da massa corporal. Porém, o impacto do exercício contra-resistência, incluindo o consumo de oxigênio em excesso pós-exercício sobre o gasto energético ainda é questionável. O objetivo desta revisão foi discutir a influência das variáveis do exercício contra-resistência (isto é, intensidade, intervalo de recuperação, velocidade de execução, número de séries, e modo - circuito ou contínuo) sobre o gasto energético durante e após uma sessão de exercícios, envolvendo uma discussão sobre os possíveis mecanismos do consumo de oxigênio em excesso pós-exercício. As inúmeras possibilidades de combinação entre tais variáveis podem favorecer uma variabilidade bastante grande no gasto energético de uma sessão de exercício contra-resistência (aproximadamente de 3 a 10kcal.min-1). Contudo, o volume total de trabalho parece ser determinante no gasto energético da sessão. O consumo de oxigênio em excesso pós-exercício, por outro lado, parece ser afetado pela intensidade. A manipulação das variáveis do exercício contra-resistência pode afetar os processos metabólicos subjacentes ao consumo de oxigênio em excesso pós-exercício, o que inclui ressíntese dos estoques de fosfato de alta energia, ressaturação da oximioglobina e oxihemoglobina, efeitos termogênicos, remoção de lactato, aumento no turnover protéico, e processos desencadeados pela estimulação simpática. Conclui-se que, para indivíduos destreinados e com sobrepeso, a prescrição de escolha poderia ser a de sessões de baixa intensidade e alto volume. Contudo, para indivíduos treinados, o aumento do gasto energético, a partir da execução de sessões de exercício contra-resistência mais intensas, pode ser adequado, dada a influência da intensidade sobre o consumo de oxigênio em excesso pós-exercício. Dessa forma, para a prescrição dietética, o nutricionista deve considerar e se ...

The increase in energy expenditure through physical activity is recognized as an important component in weight loss programs. The impact of resistance exercise, including excess post-exercise oxygen consumption (correspond to the post-exercise energy expenditure), on energy expenditure, however, remains inconclusive. The purpose of the present review was to discuss the influence of the resistance exercise variables (intensity, rest interval, movement velocity, number of sets, and type - circuit or continuous) on energy expenditure during and after an exercise bout. The excess post-exercise oxygen consumption mechanisms were also discussed. The innumerous possibilities of combinations among resistance exercise variables result in a wide range of energy expenditure values for an exercise session (approximately between 3 to 10kcal·min-1). Nevertheless, volume appears to be determinant in the energy expenditure of resistance exercise itself, excess post-exercise oxygen consumption, on the other side, may be affected by exercise intensity. The manipulation of resistance exercise variables may affect the metabolic processes underlying excess post-exercise oxygen consumption, including resynthesis of high energy phosphates stores, resaturation of oxyhemoglobin and oxymyoglobin, thermogenic effects, lactate removal, increased protein turnover, and effects mediated by sympathetic activity. In conclusion, it might be advisable to use low intensity and high volume exercises in a training session for untrained and overweight subjects. However, trained individuals could benefit from more intense resistance exercise, due to the effects of intensity on excess post-exercise oxygen consumption. Thus, nutritionists should consider the effects of resistance exercise on total energy expenditure in order to prescribe effective diets for weight loss purposes.

Efeitos agudos da atividade contra-resistência sobre o gasto energético: revisitando o impacto das principais variáveis / Acute effects of resistance exercise on energy expenditure: revisiting the impact of the training variables

Considerando a crescente prevalência de sobrepeso e obesidade no Brasil e em várias partes do mundo, tornam-se necessárias estratégias que busquem o seu controle. A associação entre dieta e exercícios físicos aeróbios é, há muito, reconhecida como uma maneira inócua e efetiva de contornar o problema; já o impacto da atividade contra-resistência na perda de peso é, ainda, bastante questionável. Assim, o objetivo da presente revisão foi discutir o efeito termogênico da atividade contra-resistência, buscando esclarecer o impacto das diversas variáveis - intensidade, duração, número de séries, intervalo entre séries, velocidade de execução e modo (circuito ou séries múltiplas) a ela relacionadas. Os estudos apontam que a atividade contra-resistência pode aumentar o gasto energético total de forma aguda, através do próprio custo energético de sua execução, assim como durante o período de recuperação (EPOC). É reconhecido, também, que as diversas variáveis associadas ao exercício contra-resistência afetam de maneiras distintas os resultados obtidos. Número de repetições, carga, intervalo de recuperação entre séries e número de séries, quando manipulados de forma a aumentar o volume ou a intensidade da atividade, podem, em última análise, aumentar sobremaneira o gasto energético decorrente de uma sessão típica de exercícios. De maneira geral, considerando todas as limitações dos estudos revisados, a literatura aponta que o volume é a variável de maior impacto sobre o gasto energético durante a realização da atividade e a intensidade sobre o EPOC.

Nutrição e exercício na prevenção e controle das doenças cardiovasculares / Nutrition and exercise on cardiovascular disease prevention and control

As doenças cardiovasculares constituem a principal causa de mortalidade no mundo e o seu crescimento significativo nos países em desenvolvimento alerta para o potencial impacto nas classes menos favorecidas. São influenciadas por um conjunto de fatores de risco, alguns modificáveis mediante alterações no estilo de vida, como a dieta adequada e o exercício regular. O objetivo da presente revisão é abordar esses aspectos a fim de prevenir e controlar as doenças cardiovasculares. O consumo de vegetais, frutas, grãos integrais, soja, azeite e peixes deve ser aumentado, ainda que limitando a quantidade de gordura. Os alimentos ricos em ácidos graxos saturados e trans devem ser evitados, assim como o uso excessivo de sal e bebidas alcoólicas. Além do exercício aeróbio, as atividades contra resistência vêm aumentando sua importância na reabilitação cardíaca. Essas mudanças de estilo de vida deveriam ser prioridades na Saúde Pública a fim de deter o avanço das doenças cardiovasculares em nosso país.

Dietas vegetarianas: caracterização, implicações nutricionais e controvérsias / Vegetarian diets: characterization, nutritional implications, and controversies

A literatura é divergente quanto às repercussões da dieta vegetariana sobre a saúde. Várias pesquisas apontam seus efeitos positivos, enquanto outros ressaltam seus aspectos prejudiciais. Quanto aos benefícios, salienta-se a menor prevalência de enfermidades não transmissíveis em vegetarianos e, em contrapartida, são abordados os riscos de surgimento de estados carenciais entre seus adeptos, principalmente durante fases de maior vulnerabilidade biológica. Portanto, o objetivo do presente estudo foi relacionar os avanços dos conhecimentos científicos sobre o tema, principalmente no que diz respeito às implicações nutricionais sobre o estado nutricional de indivíduos durante o crescimento