A diéta okozta fogyás hatása a szív autonóm idegrendszerére súlyos elhízás esetén

Endokrinológiai, anyagcsere és cukorbetegség osztály, Colorado Egyetem Egészségtudományi Központ, Denver, Colorado

Gyógyszerészeti docens, Institut Universitaire de Cardiologie et de Pneumologie, Laval Kórház, 2725 Chemin Sainte-Foy, Sainte-Foy, Québec, Kanada G1V 4G5. E-mail: [email protected] További cikkek keresése a szerzőtől

Endokrinológiai, anyagcsere és cukorbetegség osztály, Colorado Egyetem Egészségtudományi Központ, Denver, Colorado

Absztrakt

Célkitűzés: Az étrend okozta súlycsökkenés hatásának meghatározása a szív autonóm idegrendszeri modulációjára és ritmuszavaraira súlyos elhízásban szenvedő betegeknél, valamint a magas zsírtartalmú vagy magas szénhidráttartalmú étrend hatása a pulzusszám változékonyságára csökkent elhízott egyéneknél.

Kutatási módszerek és eljárások: Nyolc súlyosan elhízott alany (BMI ≥ 40,0 kg/m 2) 3 hónapos testsúlycsökkentő programon esett át, amelyet 3 hónapos csökkentett súlyú fenntartó program követett. Ezt követően minden alany 17 napos fekvőbeteg-időszakra került, két külön alkalomra. Minden fekvőbeteg szakaszban magas szénhidráttartalmú (60%) vagy magas zsírtartalmú (55%) étrendet írtak elő a testsúly fenntartásához. A pulzusszám változékonyságát 24 órás Holter monitorozó rendszerből származtatták valamennyi betegnél fekvőhelyükön. A szív-Holter monitorozást három alkalommal végeztük (kiindulási, I. diétás fázis és II. Fázis), beleértve a két éjszakás kalorimetriás kamra tartózkodás második éjszakáját.

Eredmények: A diéta után 10% -kal csökkent a testsúly. A kísérletek között a szisztolés és a diasztolés vérnyomás, az aritmiák, a glükóz, az inzulin, az összes koleszterin, az alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterin, a nagy sűrűségű lipoprotein-koleszterin, a légzőcsere aránya és a nyugalmi energiafelhasználás nem változott szignifikánsan. Az átlagos pulzus a testsúlycsökkenés után alacsonyabb volt a kiindulási értékhez képest (o

Bevezetés

A súlyos elhízás a megnövekedett összhalandósággal és a hirtelen halál kockázatának egyidejű növekedésével jár ((1)). A Framingham-tanulmányban a hirtelen szívhalál kockázatának növekedésével a súly növekedése mindkét nemnél felmerült ((2), és az elhízott férfiak és nők éves hirtelen szívhalálozási arányát ~ 40-szer nagyobbra becsülték, mint a megmagyarázhatatlan szívizom aránya letartóztatás egyeztetett nem elhízott populációban ((3)). Pontosabban, súlyosan elhízott férfiaknál 6–12-szeres túlhalandóságot mutattak ki ((4)). Az autonóm idegrendszer jelentősen hozzájárul a kardiovaszkuláris rendszer és az energiafelhasználás szabályozásához, és feltételezik, hogy szerepet játszik az elhízás és a kapcsolódó szövődmények patofiziológiájában ((1), (5)).

Mivel a szénhidrátokban gazdag étrend az FFA-szint csökkenésével jár ((15)), ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy értékelje a HIF és a magas szénhidráttartalmú (HC) étrend hatását mind a szív vegetatív idegrendszerének modulációjára, mind a ritmuszavarok csökkent elhízott egyéneknél.

Kutatási módszerek és eljárások

Tanulmány a népességről

Eredetileg 14 súlyosan elhízott személyt toboroztak a közösségből vagy a Colorado Egyetem Egészségtudományi Centrumának Endokrinológiai Klinikájáról a vizsgálatban való részvételre. Nyolc betegről (hat nő és két férfi) teljes anyagcsere- és kardiovaszkuláris adatok álltak rendelkezésre, amelyeket itt közölünk. A Colorado Multiple Institutional Review Board jóváhagyta a jegyzőkönyvet, a résztvevő és a nyomozó pedig aláírta a beleegyezési űrlapot. A felvételi kritériumok 1) 18 és 50 év közötti életkor (a nőknek premenopauzásnak kell lenniük) és 2) BMI ≥40,0 kg/m 2. A kizárási kritériumok a következők voltak: 1) cukorbetegség, kontrollálatlan magas vérnyomás vagy dokumentált kardiovaszkuláris betegség vagy jelentős rendellenes elektrokardiogram a szűréskor, 2) narkolepszia, krónikus pozitív légúti nyomásterápiát igénylő alvási apnoe, krónikus légzőszervi megbetegedések, dohányzás vagy elhízás hipoventilációra utaló artériás vérgáz szindróma (Pa co 2 ≥ 45 Hg ébrenlét közben), 3) testtömeg> 182 kg, teljesítve ezzel a kalorimetriás kamra 182 kg-os súlykorlátozását, és 4) gyógyszerek, amelyek megváltoztatják a szénhidrát (CHO) anyagcserét, vagy olyan gyógyszerek, amelyekről ismert, hogy befolyásolják az autonóm idegrendszer (azaz nemi szteroid hormonok, antidepresszánsok, étvágycsökkentők).

Dizájnt tanulni

Az alanyok 3 hónapos testsúlycsökkentő programot indítottak a Slim-Fast termékkel, mint az egyedüli táplálékforrással (4–6 adag/nap, 1000–1500 kcal/d). A kalór előírást a dietetikus határozta meg, és az egyes alanyok kezdeti testsúlyának megfelelően számították ki. Az alanyokat heti rendszerességgel látták az Adult General Clinic Research Center (GCRC) ambuláns klinikáján az étrend betartása érdekében. Minden alanynak felkérték az étrendi nyilvántartás vezetését, beleértve a Slim-Fast minden elmaradt adagját és/vagy az esetlegesen bevitt további ételeket. A 3 hónapos súlycsökkenési időszak után minden alany részt vett egy 3 hónapos csökkentett súlyú fenntartási programban, két vagy három Slim-Fast adag és két napi kevert étkezés alkalmával (∼1500 és 2500 kcal/d között, meghatározva a dietetikus által). A súlymegtartó periódus alatt minden alanyot legalább kéthetente láttak a GCRC ambulanciáján.

Három hónapos fogyás és 3 hónapos csökkentett súlyú fenntartás után mindegyik alany 17 napos időtartamra fekvőbetegként került be a GCRC-be, két külön alkalomra. Az alanynak kísérleti étrendet írtak elő, azaz HC- vagy HIF-étrendet, megfelelő energiatartalommal (kilokalória) a súly fenntartása és a súlystabilitás érdekében minden fekvőbeteg szakaszban. A diéták összetétele a következő volt: 1) HC diéta összetétele = ~ 60% szénhidrát, 25% zsír, 15% fehérje; és 2) a HIF étrend összetétele = ~ 30% szénhidrát, 55% zsír, 15% fehérje.

Az egyes diétás szakaszok (HC vagy HIF) között volt egy lemosási szakasz szabad életkörülmények között (4-6 hét mosási szakasz a következő diéta szakasz ütemezésétől függően). Ebben az időszakban minden alanyot hetente egyszer láttak a GCRC ambulanciáján, hogy ellenőrizzék a súlystabilitást. Az alanyokat véletlenszerű sorrendben rendeltük a két étrendhez, és a kimosási időszak végén kereszteztük a másik étrendhez.

A nyugalmi energiafelhasználást (REE) közvetett kalorimetriával határoztuk meg, a nyitott áramköri technikával, az alany fekvő helyzetben, 10-12 órás éjszakai böjt után. Az érvényes anyagcsere sebesség kritériuma legalább 15 perc egyensúlyi állapot volt, amelyet (16) -ként határoztak meg. A BMI-t súly (kilogramm)/magasság (négyzetméterben) számítottuk.

Biokémia

A szérum glükóz értékét glükóz-hexokináz-vizsgálattal mértük, és az inzulint ((17)), az FFA-kat ((18)), a glicerint ((19)) és a lipid-profilt ((20), (21)) a máshol leírtak szerint mértük. Az alacsony sűrűségű lipoprotein-koleszterint (LDL-C) a Friedewald-képlettel számoltuk ((22)).

A pulzus változása

Statisztikai analízis

Az adatokat átlag ± SD-ként adjuk meg, hacsak másképp nem határozunk meg. Az alanyok három csoportjának összehasonlítását a különféle paraméterek tekintetében egyirányú ismételt ANOVA és post-hoc Tukey teszttel végeztük több összehasonlítás céljából. Amikor a normalitás és/vagy az egyenlő variancia tesztelési feltételei nem teljesültek, Kruskal ‐ Wallis rang tesztet és/vagy Dunn tesztet alkalmaztunk több összehasonlításra. A Pearson-féle lineáris korrelációs együtthatókat a folyamatos változók párjaira számítottuk ki. A normál eloszlású változókhoz logaritmikus transzformációt alkalmaztunk. Összes o az értékek kétfarkúak voltak, és o

Eredmények

Az 1. táblázat bemutatja az alanyok metabolikus jellemzőit a kiindulási helyzetben, valamint a HC és a HIF étrend sémáiban. A hipokalorikus étrend fázisa után 10% -os súlycsökkenés volt tapasztalható a kiindulási értékhez képest. Mivel az alanyok szignifikánsan alacsonyabb súlyt és BMI-t mutattak ki a HC és a HIF étrend fázisaiban az alapszinthez képest (o 1. táblázat: Az alany jellemzői a kiindulási állapotban, a HC-étrenden és a HIF-étrenden

Súlycsökkentett állapot Alapszintű szénhidrát zsír

Súly (kg)	126,4 ± 12,2	113,3 ± 11,0 *	112,2 ± 10,2 *
BMI (kg/m 2)	45,4 ± 6,8	40,8 ± 6,6 *	40,5 ± 6,3 *
SBP (mm Hg)	133 ± 14	126 ± 19	126 ± 14
DBP (mm Hg)	74 ± 7	73 ± 10	69 ± 12
Glükóz (mM)	5,4 ± 0,5	5,3 ± 0,7	5,3 ± 0,4
Inzulin (pM)	140 ± 50	123 ± 49	89 ± 28
Koleszterin (mM)	5,2 ± 1,4	4,8 ± 1,0	4,7 ± 1,2
LDL-C (mM)	3,3 ± 1,2	3,0 ± 0,7	3,1 ± 1,0
HDL-C (mM)	1,1 ± 0,2	1,1 ± 0,2	1,0 ± 0,2
Trigliceridek (mM)	1,9 ± 0,6	1,4 ± 0,6 *	1,5 ± 0,7 †
FFA-k (g/L)	0,25 ± 0,07	0,12 ± 0,06 †	0,22 ± 0,10 ‡
Glicerin (mM)	0,10 ± 0,05	0,05 ± 0,02§	0,08 ± 0,05
RER	0,768 ± 0,044	0,786 ± 0,109	0,749 ± 0,095
REE (kcal/d)	2000 ± 359	1933 ± 241	1934 ± 339

Holter-mérések a kiindulási értéken, valamint a HC- és a HIF-étrenden. Átlag ± SE: *o

Frekvencia tartományok

A frekvenciatartományokat használó HRV indexeit a 2. táblázat és a 2. ábra szemlélteti. A teljes 24 órás felvétel során a HC-diéta során növekedett a HF teljesítmény (o = 0,004) és a HIF diéta (o = 0,028) összehasonlítva az alapvonallal (2. ábra), ami a szív vagális modulációjának megnövekedését sugallja a fogyás után. Az LF teljesítménye a HC-diéta alatt történt fogyás után is megnőtt (o = 0,002) és a HIF diéta (o = 0,023) összehasonlítva az alapvonallal (2. táblázat). Következésképpen nem volt szignifikáns különbség az LF/HF arányban a kísérletek között. A HC diéta fogyása után a VLF teljesítménye is nőtt (o 2. táblázat: HRV-indexek a kiindulási frekvenciatartományokban, valamint a HC- és a HIF-étrendben

Súlycsökkentett állapot Alapszintű szénhidrát zsír

24 óra
VLF (ms 2)	6,7 ± 0,7	7,4 ± 0,6 *	7,2 ± 0,7 †
LF (ms 2)	6,0 ± 0,8	6,9 ± 1,0 †	6,6 ± 0,9 ‡
LF/HF arány	3,3 ± 1,4	2,8 ± 0,9	3,0 ± 1,8
Nappal
VLF (ms 2)	6,4 ± 0,7	7,4 ± 0,9 †	7,0 ± 0,7 ‡
LF (ms 2)	5,7 ± 1,0	6,9 ± 1,2 †	6,5 ± 1,0 ‡
LF/HF arány	4,4 ± 1,3	3,4 ± 0,9	3,1 ± 1,2 ‡
Éjszaka
VLF (ms 2)	7,0 ± 0,7	7,4 ± 0,5	7,4 ± 1,0 ‡
LF (ms 2)	6,3 ± 0,8	6,8 ± 0,8	6,6 ± 1,1
LF/HF arány	2,3 ± 1,7	2,1 ± 1,7	3,0 ± 2,7

Nagyfrekvenciás teljesítmény (ms 2) a kiindulási értéken, a HC és a HIF étrendjein. Átlag ± SE: *o

Nappal a HF teljesítménye fogyás után mindkét étrend-kísérletben nőtt az alapértékhez képest (o

Időtartományok

A 24 órás időtartományokban az SDNN és az SDANN mindkét étrendben szignifikánsan megemelkedett a kiindulási értékhez képest (3. táblázat). Az rMSSD és a pNN50 csak a HC-étrendben emelkedett szignifikánsan (o = 0,004) összehasonlítva az alapvonallal (3. ábra). A pulzusszámnak megfelelően az átlagos NN szignifikánsan hosszabb volt a HC-étrendben (o 3. táblázat: HRV-indexek a kiindulási időtartományokban, valamint a HC- és a HIF-étrendben

Súlycsökkentett állapot Alapszintű szénhidrát zsír

24 óra
Átlagos NN (ms)	735 ± 69	848 ± 108 *	829 ± 111 †
SDNN (ms)	116 ± 32	152 ± 31 *	145 ± 36 †
SDANN (ms)	100 ± 32	124 ± 31 ‡	120 ± 36 ‡
Nappal
Átlagos NN (ms)	685 ± 64	798 ± 113 †	764 ± 100 ‡
SDNN (ms)	89 ± 20	123 ± 38 †	113 ± 32
SDANN (ms)	73 ± 20	88 ± 24	86 ± 25
Éjszaka
Átlagos NN (ms)	814 ± 109	975 ± 128 *	955 ± 166 *
SDNN (ms)	97 ± 33	118 ± 32	102 ± 33
SDANN (ms)	67 ± 29	76 ± 28	56 ± 11

Paraszimpatikus indexek a kiindulási időtartományokban, valamint a HC és a HIF étrend-rendjein. Átlag ± SE: *o

Napközben, míg a HIF-diéta nem változott a kiindulási értékhez képest, az SDNN (o = 0,009), rMSSD (o = 0,006) és pNN50 (o = 0,01) az indexek magasabbak voltak a HC-étrendben a kiindulási értékhez képest (2. táblázat; 3. ábra). Megint az NN mindkét étrendben hosszabb volt, mint a kiindulási érték (o

Vita

A pulzus átlagos pulzus körüli ingadozása, amelyet HRV-nek hívnak, értékes információkat nyújt a szív vegetatív idegrendszerének aktivitásáról. A tanulmány főbb eredményei azt mutatták, hogy a súlyosan elhízott betegek 10% -os súlyvesztése az autonóm idegrendszeri szívmoduláció jelentős javulásával jár. Ez a csökkent pulzusszámnak és a megnövekedett HRV-nek felel meg, főleg a szív parasimpatikus modulációjának növekedésével (HF, rMSSD, pNN50). Ez azért fontos, mert a magasabb pulzusszám a megnövekedett mortalitással jár ((8), (9)), a csökkent HRV pedig az ejekciós frakciótól függetlenül megnövekedett szívhalálozással jár ((28)). A súlystabil egyéneknél a miénkkel összehasonlítható rövid távú étrend-protokollokkal ((29), (30)) ellentétben nem találtunk statisztikailag szignifikáns különbséget a szívritmusban az étrendek között; statisztikailag szignifikáns növekményeket találtunk azonban NN intervallumokban, ami alátámasztja azt az elképzelést, hogy a pulzus a fogyás után csökkent. Kapcsolatok voltak a HRV indexek és az energiafelhasználás, az energiaegyensúly és a fehérjeoxidáció között, hangsúlyozva a szívfunkció és az energiaegyensúly közötti kapcsolatot a közös autonóm idegrendszeri mechanizmusok révén ((31)).

A HRV napi ingadozásainak elemzése azt mutatta, hogy a fogyás után jelentős javulás főként a nappali időszakban következett be. Ennek a megállapításnak megfelelően az elhízott alanyok javították a szív autonóm rendellenességeit egy súlycsökkentő gasztroplasztikai eljárás után (átlagos súlycsökkenés 32 kg). Valójában a vagális aktivitás jelentősen javult 1 éves utánkövetés után ((7)). Amint arról a közelmúltban beszámoltunk egy közepesen elhízott japán alanyok csoportjában egy nagyon alacsony kalóriatartalmú étrendet követően, az RR intervallum (átlagos NN), az SDNN, az SDANN indexek, valamint az LF és HF komponensek növekedését tapasztaltuk fogyás után ((32)) . Egy korábbi jelentéssel ((32)) összhangban adataink a nagyobb szimpatikus aktivitás nappali és az éjszakai paraszimpatikus aktivitás reciprok mintáját ábrázolták, amely a HIF diéta szakaszában csökkent. A paraszimpatikus moduláció növekménye a HC-étrend alatt éjszaka a HIF-étrendhez képest potenciálisan védelmet nyújthat a szívritmuszavarokkal szemben. Az a tény, hogy a HC-étrendhez a legjobb kardiovaszkuláris autonóm moduláció társult, fontos megfigyelés lehet, amely nem érte el a szignifikáns szintet a kis alanyszám miatt.

Fordított összefüggést találtunk az LDL ‐ C szintek és a szív vegetatív idegrendszeri modulációja között. Ez összhangban áll azzal a vizsgálattal, amely inverz összefüggést mutat be az LDL-C plazmaszintje és a szív parasimpatikus aktivitása között a normális koleszterinémiában szenvedő fiatal, klinikai szívbetegségektől mentes egyének között ((33)). Kupari et al. ((33)), inverz korrelációt találtunk az inzulinszintek és a parasimpatikus aktivitás indexei között. A Kupari et al. soványak voltak, a BMI 24 kg/m 2, és alacsony az esélyük az inzulinrezisztenciára. Bár a statisztikai asszociációk nem feltétlenül jelzik a biológiai oksági láncolatot, érdekes hangsúlyozni, hogy az inzulin fokozza a szimpatikus aktivitást ((34)), de a szimpatikus túlműködés nem feltétlenül lehet a hiperinsulinemia következménye ((34)). Ez tükrözheti a bonyolult bonyolult mechanizmusokat. Valójában a magasabb LDL ‐ C csökkentheti az artériák denzitását és hatással lehet a baroreceptor modulációjára, befolyásolva a HRV reflexszabályozását ((35), (36)).

Összefoglalva, ezek az adatok azt mutatják, hogy az elhízott személyeknél a szív vegetatív idegrendszerének funkcionális károsodása a súlycsökkenés után javul, és hogy sem a rövid távú HC, sem a rövid ideig tartó HIF diéta nem befolyásolja tovább jelentősen a HRV-t az új súlycsökkentett állapotban. Az éjszakai periódusban megfigyelt fokozott paraszimpatikus moduláció a HC-étrend során megfigyelheti ennek az étrendnek a HIF-étrendhez viszonyított jótékony hatását.