Кристиан К. Робъртс
1 Лаборатория за упражнения и метаболитни заболявания, Секция по превод, Училище за медицински сестри, Калифорнийски университет, Лос Анджелис, Лос Анджелис, Калифорния; и
Али Изадпанах
1 Лаборатория за упражнения и метаболитни заболявания, Секция по превод, Училище за медицински сестри, Калифорнийски университет, Лос Анджелис, Лос Анджелис, Калифорния; и
2 Катедра по интегративна биология и физиология, Калифорнийски университет в Лос Анджелис, Лос Анджелис, Калифорния
Сидхарта С. Ангади
1 Лаборатория за упражнения и метаболитни заболявания, Секция по превод, Училище за медицински сестри, Калифорнийски университет, Лос Анджелис, Лос Анджелис, Калифорния; и
Р. Джеймс Барнард
2 Катедра по интегративна биология и физиология, Калифорнийски университет в Лос Анджелис, Лос Анджелис, Калифорния
Резюме
Понастоящем програмите за начин на живот подчертават загубата на тегло, свързана със затлъстяването, като основен фактор, определящ фенотипните промени. Проучихме дали ефектите от краткосрочната програма за намеса в начина на живот се различават при деца с нормално тегло спрямо наднормено тегло/затлъстяване. Деветнадесет деца с наднормено тегло/затлъстяване (О; ИТМ = 33,6 ± 1,9 кг/м 2) и 14 деца с нормално тегло (N; ИТМ = 19,9 ± 1,5 кг/м 2) участваха в двуседмична програма, състояща се от високо ниво на либит фибри, диета с ниско съдържание на мазнини и ежедневни упражнения (2–2,5 часа). Взети са проби от серум на гладно преди и след интервенция за определяне на липиди, глюкозна хомеостаза, възпалителни цитокини и адипокини. Само О групата отслабва (3,9%), но остава с наднормено тегло/затлъстяване (32,3 ± 1,9 kg/m 2). И двете групи демонстрират значително намаление, предизвикано от интервенция (P Keywords: физическа активност, хранене, метаболизъм, цитокини
затлъстяването е свързано с различни хронични заболявания, включително, но не само, коронарна артериална болест, хипертония, диабет и някои форми на рак. В САЩ 34% от юношите на възраст 12–19 години са класифицирани като „с наднормено тегло“ или „затлъстяване“ (ИТМ> 85-ия процентил) (13). Нездравословните фактори на начина на живот като физическо бездействие/липса на тренировки и високо рафинирани въглехидрати, консумирането на диети с високо съдържание на мазнини започват още в детска възраст и допринасят както за развитието на затлъстяване, така и за други хронични заболявания (17), поради което не е ясно дали затлъстяването на se или свързаните с тях фактори на начина на живот са основните причини за сърдечно-съдовата и метаболитната дисфункция и свързаното с това развитие на хронично заболяване.
По този начин, настоящото проучване е предназначено да изследва ефикасността на краткосрочно ежедневно упражнение и програма за интервенция на базата на растителна диета върху серумни ендокринни и цитокинови маркери. Изследвахме ефектите му върху интерлевкин (IL) -8, IL-10, IL-1 рецепторен антагонист (IL-1ra), IL-6, туморен фактор на некроза-α (TNFα), плазминогенен активатор-инхибитор (PAI) -1, резистин, амилин и лептин при нормално тегло спрямо затлъстели деца. Ние предположихме, че децата с нормално тегло и затлъстяване ще реагират по подобен начин на програмата за намеса в начина на живот, независимо от изходното състояние на затлъстяването, което предполага, че хранителният прием и липсата на упражнения/физическа активност са основните причини за фенотипните аномалии.
МЕТОДИ
Субекти.
Определяне на серумни липиди, глюкоза, инсулин, оценка на хомеостатичния модел за инсулинова резистентност и количествен индекс за проверка на чувствителността към инсулин.
Общият холестерол, триглицеридите (TG), липопротеините с висока плътност (HDL) и нивата на глюкозата бяха измерени в национална търговска лаборатория (Quest Diagnostics, Маями, Флорида), използвайки стандартизирани техники. Липопротеинът с ниска плътност (LDL) се изчислява, както е описано от формулата на Friedewald et al. (7). Общите съотношения на холестерол/HDL и LDL/HDL също са изчислени. Количеството инсулин се определя в два екземпляра, като се използва Luminex xMAP Multiplex (Millipore, Billerica, MA). Степента на инсулинова резистентност е оценена с помощта на оценката на хомеостатичния модел за инсулинова резистентност (HOMA-IR), изчислена като продукт на нивото на инсулин в плазмата на гладно (μU/ml) и нивото на глюкозата на гладно (mmol/l) разделено на 22,5. Инсулиновата чувствителност също се оценява чрез количествения индекс за проверка на инсулиновата чувствителност (QUICKI), както е дефиниран от 1 /.
Определяне на серумни цитокини и метаболитни маркери.
маса 1.
Антропометрични и метаболитни фенотипове при деца с нормално тегло и затлъстяване
| Тегло, кг | 94,0 ± 7,4 | 90,3 ± 7,1 | −3,9 ‡ | 47,4 ± 4,6 † | 46,3 ± 4,3 | -2,3 |
| ИТМ, kg/m 2 | 33,6 ± 1,9 | 32,3 ± 1,9 | -3,8 ‡ | 19,9 ± 1,5 † | 19,5 ± 1,4 | -2,3 * |
| ИТМ, процентил | 95,2 ± 1,4 | 92,5 ± 2,4 | -2,8 * | 55,5 ± 7,9 † | 51,6 ± 7,4 | −6,9 ‡ |
| WC, см | 97,2 ± 5,7 | 93,0 ± 4,8 | −4,3 ‡ | 67,3 ± 5,4 † | 64,1 ± 4,0 | -4,8 |
| RHR | 95 ± 4 | 80 ± 3 | −15,4 ‡ | 89 ± 3 | 82 ± 3 | -7,8 |
| SBP | 125 ± 4 | 115 ± 2 | -8,1 ‡ | 106 ± 5 † | 105 ± 3 | -1,0 |
| DBP | 73 ± 3 | 68 ± 2 | -7,4 * | 64 ± 1 † | 59 ± 3 | -7,6 |
| Глюкоза, mg/dl | 81,3 ± 2,0 | 85,8 ± 1,3 | 5.5 | 84,7 ± 1,9 | 83,6 ± 2,6 | -1,3 |
| Инсулин, μU/ml | 22,3 ± 3,5 | 16,1 ± 4,2 | -28,1 * | 18,5 ± 4,1 | 8,8 ± 1,3 | −52,5 ‡ |
| HOMA-IR | 4,8 ± 0,8 | 3,4 ± 0,8 | -28,4 * | 3,9 ± 0,9 | 1,9 ± 0,3 | −53,1 ‡ |
| БЪРЗИ | 0,31 ± 0,01 | 0,33 ± 0,01 | 4.9 ‡ | 0,33 ± 0,01 | 0,36 ± 0,01 | 9,3 ‡ |
| TG, mg/dl | 137,7 ± 14,7 | 86,0 ± 7,9 | −37,5 ‡ | 105,3 ± 19,1 | 62,0 ± 8,1 | −41,1 ‡ |
| Общ холестерол, mg/dl | 166 ± 6,2 | 132,0 ± 5,8 | -20,8 ‡ | 157,3 ± 9,3 | 120,7 ± 5,1 | −23,3 ‡ |
| LDL холестерол, mg/dl | 95,0 ± 6,1 | 71,8 ± 5,0 | −24,5 ‡ | 86,2 ± 8,4 | 60,8 ± 5,9 | −29,4 ‡ |
| HDL холестерол, mg/dl | 44,0 ± 2,2 | 43,1 ± 2,7 | -2,1 | 50,1 ± 3,6 | 47,5 ± 3,0 | -5,0 |
| Общ/HDL холестерол | 4,0 ± 0,3 | 3,3 ± 0,3 | -18,2 ‡ | 3,3 ± 0,3 | 2,7 ± 0,2 | −19,0 ‡ |
| LDL/HDL | 2,3 ± 0,2 | 1,8 ± 0,2 | −20,7 ‡ | 1,8 ± 0,2 | 1,4 ± 0,2 | −24,0 ‡ |
Всички данни са изразени като средни стойности ± SE.
Предварителна интервенция; пост, постинтервенция; WC, обиколка на талията; RHR, пулс в покой; SBP, систолично кръвно налягане; DBP, диастолично кръвно налягане; HOMA-IR, оценка на хомеостатичен модел за инсулинова резистентност; QUICKI, количествен индекс за проверка на инсулиновата чувствителност; TG, триглицерид; LDL, липопротеин с ниска плътност; HDL, липопротеин с висока плътност. Антропометрични и липидни измервания при деца с нормално тегло и затлъстяване, подложени на 14-дневна диета и упражнения.
ДИСКУСИЯ
Понастоящем съществува схващането, че затлъстяването е причинено от патогенезата на дислипидемия, инсулинова резистентност, възпаление и други характеристики, свързани с метаболитното здраве. Със сигурност мастната тъкан, в зависимост от местоположението и характеристиките, може да изостри различни рискови фактори. Например, добре е установено, че висцералните мазнини допринасят за влошаване на метаболитното здраве (6, 25). Ако обаче затлъстяването е основната причина, тогава 1) обръщане на затлъстяването ще бъде необходимо, за да се обърнат фенотипните аномалии, и 2) субекти, които не са били със затлъстяване, няма да реагират по подобен начин на затлъстелите лица. По отношение на първата точка, в предишни семенни проучвания ние демонстрирахме, че краткосрочната модификация на начина на живот може да подобри фенотипите на метаболитния синдром както при мъжете (19), така и при децата (10). В допълнение, редица рискови фактори за сърдечно-съдови заболявания бяха подобрени при мъжете (19, 20), жените (28) и децата (4, 18), въпреки умерената загуба на тегло и субектите, останали с наднормено тегло/затлъстяване според BMI класификация. Освен това, когато свързваме промените в телесното тегло или ИТМ с промените във фенотипните резултати, не се забелязват значими връзки. Въпреки това открихме значителна корелация между различни видове мастни киселини и възпалителни фактори (10).
Отбелязаните ползи за метаболитните, сърдечно-съдовите и възпалителните биомаркери, независимо от загубата на тегло, не са изненадващи и очевидно е, че връзките между телесното тегло и начина на живот са сложни. Например, Phillips et al. (15) и Varady et al. (27) осигури различни диети за затлъстели млади възрастни и отбеляза, че въпреки че и двете групи демонстрират значителна загуба на тегло и понижено кръвно налягане, диетата с „ниско съдържание на мазнини“ се подобрява, докато диетата с „ниско съдържание на въглехидрати“ влошава ендотелната функция. В допълнение, Bradley et al. (3) отбеляза, че диетата с ниско съдържание на мазнини се подобрява, докато диетата с ниско съдържание на въглехидрати влошава индекса на увеличаване. Krogh-Madsen et al. (11) и Olsen et al. (14) отбелязва, че при краткосрочно намаляване на ежедневната физическа активност е имало намалена инсулинова чувствителност и аеробна годност въпреки умерената загуба на тегло. Интересното е, че в Програмата за профилактика на диабета тези, които са изпълнили само целта за физическа активност, а не целта за загуба на тегло, са намалели с 44% в случаите на диабет (9), докато във Финландското проучване за диабет постигането на 4 часа/седмица физическа активност води до до намаляване на риска от диабет при лица, които не са отслабнали (26).
Интерес за нашата кохорта представлява и фактът, че изходните и процентните промени в някои от биомаркерите са сходни при деца с нормално тегло и затлъстяване, което предполага подобни профили на риска от сърдечно-съдови заболявания. Патобиологичните детерминанти на атеросклерозата при младежите показват коронарна атеросклероза както при мъже с нормално тегло, така и при затлъстели, но тя е по-тежка при мъже със затлъстяване (12). Възможно е механизмите, чрез които субектите с нормално тегло и затлъстяването се подобряват при интервенция от този тип; това обаче ще изисква допълнителни изследвания, като се използват молекулярни техники за установяване на потенциални разлики.
Настоящото проучване има важни силни страни и ограничения, които трябва да се вземат предвид. Основната сила на изследването е мониторингът, разрешен от изследването. Мониторингът на приема на храна и физическата активност намалява необходимостта да се разпитват субекти за тяхното съответствие или да се разчита на въпросници за храна и активност. Освен това всички упражнения бяха под наблюдение, улеснявайки спазването на диетата и дейностите. Освен това диетата е била ad libitum, голямо предимство в случаите, когато преяждането е проблем и по този начин това е по-реалистична програма за прилагане в ежедневието на децата, а не умишлено ограничаване на калориите. Ограничение на настоящото проучване е липсата на данни за телесния състав за определяне на мастната маса и чистата маса и на двете групи. Освен това не разгледахме диетата и физическите упражнения независимо и следователно не можем да приписваме промените директно на нито един от аспектите на интервенцията.
ПРЕДОСТАВЯ
Тази работа беше подкрепена от Американската сърдечна асоциация (BGIA № 0765139Y до CK Roberts), Националния институт за сърце, белия дроб и кръв (P50-HL-105188 до CK Roberts) и Националния институт по диабет и храносмилателни и бъбречни заболявания (DK-090406 до CK Roberts).
- Ефекти от диета за отслабване с ниско съдържание на въглехидрати върху способността за упражнения и толерантността при затлъстели субекти
- Ефекти от японската диета в комбинация с упражнения върху натрупването на висцерални мазнини - ScienceDirect
- Ефекти от хипокалоричната диета, упражнения за съпротива с ниска интензивност с бавно движение или и двете
- Ефект от диетата и упражненията върху кръвното налягане, инсулина, оксидативния стрес и азота
- Сравняване на ефектите от диетата с ниска енергия и диетата с ниско съдържание на мазнини с високо съдържание на протеини върху сексуалните и ендотелните