Alacsony intenzív testmozgás normobár hypoxia esetén az elhízott embereknél nagyobb súlycsökkenéshez vezet, mint az alacsony intenzív testmozgás normobár álhypoxiában

Nikolaus C. Netzer

1 Hermann Buhl Hypoxia és alvásgyógyászati kutatóintézet, Paracelsus Medical University Salzburg, Kurmittelhaus der Moderne, Salzburgerstrasse 7, 83435 Bad Reichenhall, Németország

Roland Chytra

1 Hermann Buhl Hypoxia és alvásgyógyászati kutatóintézet, Paracelsus Medical University Salzburg, Kurmittelhaus der Moderne, Salzburgerstrasse 7, 83435 Bad Reichenhall, Németország

Thomas Küpper

1 Hermann Buhl Hypoxia és alvásgyógyászati kutatóintézet, Paracelsus Medical University Salzburg, Kurmittelhaus der Moderne, Salzburgerstrasse 7, 83435 Bad Reichenhall, Németország

2 Foglalkozási és Szociális Orvostudományi Intézet és Járóbeteg Klinika, Aacheni Műszaki Egyetem, Aachen, Németország

Absztrakt

Bevezetés

A hypoxaemiát okozó nagy magasságú expozíciónak számos súlyos hatása van az emberi testre. Ezeket a hatásokat a fiziológusok a XIX. Század óta tanulmányozzák, és a tudomány sok fiziológiai és patofiziológiai testreakcióra világít rá [1].

Hypoxiás éghajlati viszonyok között a nagy magasságban történő súlycsökkenés egyike azoknak a hatásoknak, amelyekben az okok továbbra is tisztázatlanok, és nem tudni, hogy dózistól/magasságtól függ-e, és mindenkit érint, vagy csak bizonyos személyeket érint [3–5].

A hipoxia által kiváltott alfa-faktor (HIF-α1) kimutatása és a mediátorokon láncreakció, amely ezt a tényezőt beindítja, néhány spekulációt és vizsgálatot indított különböző táplálkozási jelekről. Az egyik táplálkozási jel, amelyet a HIF vált ki, a leptin peptid hormon [6–9]. Ez ahhoz az irányhoz vezethet, hogy az emberi lipid anyagcserét befolyásolja a hipoxia, és hogy a hipoxia olyan jeleket eredményez, amelyek csökkentik a táplálékfelvételt, valamint megváltoznak a zsírmobilizációban és a zsír felvételében is a testbe [10].

Mivel az első és a második világ országainak társadalmai megnövekedett testtömeggel, kóros zsírszinttel és a metabolikus szindrómában szenvedő egyedek növekvő számával küzdenek populációikban, megnőtt a késztetés a különböző olcsó kezelési formákra, beleértve az életmód megváltoztatását is. Felmerül az ötlet, hogy az edzés, a mérsékelt magasságon való tartózkodás vagy a szimulált magasság fokozhatja-e a fogyást, valamint javíthatja a zsír- és cukoranyagcserét a hipoxia fogyásra gyakorolt ismert hatásai miatt. Eddig számos nyílt kísérleti terepvizsgálatot végeztek alacsony egyedszámmal, de ezek nem rendelkeznek kontrollokkal [11–13]. Az AMAS 2000 vizsgálatban a metabolikus szindrómás betegek edzéseket végeztek és 3 hétig tartózkodtak 1700 m magasságban, vagy egy tengerszint feletti kontrollcsoporton belül. Ebben a randomizált, kontrollált vizsgálatban a tengerszint feletti betegeknél jelentős javulást tapasztaltak a zsíranyagcserében és a testsúlycsökkenésben [14].

Normobarikus hipoxiás klímájú helyiségekkel rendelkező létesítményünk kivitelezése lehetővé teszi a hipoxiás körülmények színlelését anélkül, hogy a szobákat ténylegesen oxigénhiányos körülmények között működtetnék (álhypoxia), és egyetlen vak, randomizált, kontrollált súlycsökkenési vizsgálatot végeznének szimulált magasságban.

Célunk volt egy testmozgással kapcsolatos súlycsökkenési vizsgálat elvégzése elhízott, mérsékelt hypoxiában (15 térf.% O2) szenvedő alanyoknál, és összehasonlítottuk a testtömegre és a zsíranyagcserére gyakorolt hatásokat egy kontroll csoport edzésével, azonos színvonalú hipoxiás körülmények között.

Anyagok és metódusok

A 90 m 2 -es hipoxia edzőterem edzőeszközökkel

A hipoxia csoportban a vizsgálatot befejező alanyok átlagos életkora (SD), súlya és testtömeg-indexe (BMI)

Azok az alanyok átlagéletkora, súlya és BMI-je, akik befejezték a vizsgálatot a színlelt hipoxia csoportban

Tanulmányi paraméterek Az elsődleges vizsgálati paraméter a testtömeg (kg) volt a vizsgálat előtt és után. A másodlagos vizsgálati paraméterek a következők voltak: BMI és a laboratóriumi paraméterek (szérum és EDTA vérminta); HbAC1, koleszterin, magas és alacsony sűrűségű lipoproteinek és trigliceridek. Az egyéb testmozgás és vérparaméterek nem voltak részei ennek a vizsgálatnak, de kérésre a laboratóriumi és testmozgási teszt adatlapokból áttekintők számára rendelkezésre állnak. Vérmintákat vettünk a 8 hetes vizsgálat elején és végén; a testtömeget és a magasságot egy szokásos orvosi súly skálán mértük.

Gyakorlati időszak Az alanyok olyan pulzusszámmal végeztek edzést, amely az egyéni maximális O2 (ml kg –1 perc –1) pulzusszint 60% -ának felelt meg három különböző edzőeszközön (léptető, futópad és kerékpár ergométer) 90 percig Heti 3 nap, 8 hét, normobár hypoxiában (15 térfogat% O2, ami 2500 m magasságnak felel meg) vagy normobár normoxiában (20 térfogat% O2, ami 450 m magasságnak felel meg). Biztonsági okokból az edzés során a SaO2-t rendszeresen kontrollálták pulzoximéteren keresztül (Konica Minolta, Japán) minden alanyban, és megkérdezték az alanyokat az akut magassági betegség fő tüneteitől (fejfájás, émelygés és az edzés tipikus gyengesége a lábakban). A pulzoximetria vak volt az alanyok számára. A képzés az orvosi személyzet folyamatos ellenőrzése alatt állt.

Statisztikai analízis A két csoport közötti különbségeket Student t-tesztjén keresztül elemeztük, statisztikai szignifikanciát p 4 és and5-ként határoztuk meg. 5.) Ez ahhoz vezetett, hogy a hypoxia csoport nem statisztikailag szignifikánsan csökkentette a BMI-t, mint az ál hipoxia csoport (p = 0,33). Az alanyok száma túl alacsony volt a statisztikai szignifikancia eléréséhez.

Átlagos (SD) súlyvesztés 7 hét elteltével a hipoxia csoportban, szemben az álhypoxia csoportban

Súlycsökkenés vagy növekedés a hipoxia vs színlelt hipoxia csoport egyes alanyaiban (életkor szerinti egyeztetett párokban) (y-tengely = kg, x-tengely = az alanyok száma). Súlycsökkenés történt a hipoxia csoport hat alanyánál és négy a színlelt hipoxia csoportnál, súlynövekedés a hipoxia csoport közül kettőnél és négy az ál hipoxia csoportnál, a súly változatlan maradt két hipoxia alanynál (négy és nyolc) és kettőnél a színlelt hipoxia csoport (nyolc és kilenc)

Lipidszintek és HbA1C: A lipidszintek közötti különbségek egyike sem érte el a statisztikai szignifikanciát. A hypoxia csoport azonban nem statisztikailag szignifikáns tendenciát mutatott a több koleszterin (−10,7 mg/ml vs 6,0 mg/ml; p = 0,68), trigliceridek és alacsony sűrűségű lipoproteinek elvesztésére, mint a színlelt hipoxia csoport, de kevésbé magas sűrűségű lipoproteinek (6. és 7. ábra 7).

A hypoxia vs álhypoxia csoport trigliceridértékeinek átlagos (SD) csökkenése és növekedése

A nagy sűrűségű lipoproteinek (HDL) átlagos csökkenése (SD) a hipoxia és a színlelt hipoxia csoportban

Mindkét csoport egészséges alanyai nem voltak cukorbetegek. A szélén HbA1C-szint volt, de még mindig normál értékben (átlag 5,67 és 5,47%), és ezek a szintek nem változtak a 8 hetes edzés után.

Vita

Az itt bemutatott tanulmány a zsíranyagcseréről és a fogyásról enyhe vagy közepesen súlyos oxigénhiányban - tudomásunk szerint - az első álhypoxia kontrollprotokollal.

Megmutathattuk, hogy az elhízott alanyok lényegesen nagyobb súlyt vesztettek egy 8 hetes edzés során, heti háromszor 90 perces alacsony intenzív testmozgással, amikor ez a gyakorlat 15 térfogat% O2 hipoxiában zajlott, mint normál levegőben 450 m magasságban (20 térf.% O2). Megmutathattuk azt is, hogy a hypoxia edzés és az álhypoxia edzés csoport között nem statisztikai különbségek voltak a zsíranyagcserében vagy legalább a lipoproteinek és trigliceridek szérumszintjében.

A tanulmány természetéből fakadóan és ezen felül számos korlátozással kell számolni. Az alanyok száma nem elég nagy ahhoz, hogy a BMI csökkenjen, és a teljesítményelemzés azt mutatja, hogy körülbelül 32 alanyra lenne szükségünk ahhoz, hogy jelentősen csökkenjen a BMI. Szerettünk volna több alanyot bevonni a vizsgálatba, de az időbeli korlátozások és a hajlandóság miatt az alanyok korlátozott számra történő csökkentése gyakori probléma az elhízott emberek súlycsökkentő protokolljaiban. Úgy tűnik, hogy a súlycsökkenés különbsége az 1,14 kg-os átlagban 8 hét edzésre valójában nem sok. Számos alany azonban szignifikánsan többet fogyott a hipoxia csoportban, és az átlagos testsúlycsökkenés nem a súlyváltozás természetes változásainak tudható be.

Ez azért is történt, bár a hypoxia csoport kissé alacsonyabb teljesítményen edzett, a hipoxia kissé megnövekedett szívfrekvenciája miatt. Nem zárhatjuk ki teljes mértékben, hogy a normoxia csoport csökkentette a testzsírt és megnövelte az izomtömeget a kissé magasabb izomterhelés miatt, de valószínűtlennek tűnik ezzel a nagyon alacsony intenzív edzéssel.

Mivel alanyainkat nem szigorú étrendbe helyeztük, előfordulhat, hogy egyesek többet ettek, mint általában, mások kevesebbet. Számunkra természetes választásnak tűnt, hogy az alanyokat a szokásos táplálékukon tartsuk, ha egy speciális táplálkozási étrend nem befolyásolja a testsúly változását. A másik pont az, hogy a hipoxia súlycsökkenését a csökkent táplálékfogyasztás okozhatja, és ez a tanulmány része volt. Ahhoz, hogy az alanyok csökkenthessék táplálékfelvételüket, hosszabb pórázon kell elhelyezni őket. Ez különösen igaz, ha a leptin és a hipotalamusz jelek játszanak szerepet, és ezáltal az alanyok kevésbé éhesek, illetve kevésbé éhesek a zsírra. A nagyobb pontosság elérése érdekében az egyetlen esély az lenne, hogy már a vizsgálat előtt és a képzési időszak alatt pontosan ellenőrizzék az összes alany táplálkozását. Ehhez az alanyoknak állandóan teljes felügyelet alatt kell lenniük. Ez szinte lehetetlen eredmény az ambuláns ellátásban vagy független önkénteseknél.

Eredményeink összhangban vannak a korábbi tanulmányokkal, amelyek kimutatták, hogy az alacsony intenzív edzés mérsékelt hipoxiában súlycsökkenéshez vezet [11–14]. Az álhypoxia kontrollcsoporttal rendelkező protokoll, amely ugyanannyi testmozgással nem fogyott, megerősíti ezt a hipotézist. Ennek a fogyásnak a biztos oka még mindig nem ismert. Számos vizsgálat igazolhatja, hogy a test a zsírégetéshez szükséges nagyobb oxigénfelhasználás miatt csökkenti a zsírt mint energiatermelési szubsztrátot [2, 13], de ezt még mindig vitatottan vitatják [14]. A vitatott vita egyik oka, hogy eddig senki sem figyelt hosszabb távon a témákra [14]. A legtöbb tanulmány órákon át vagy legfeljebb néhány napig foglalkozott a hipoxiában végzett testmozgással, nem 2 hónapig, mint mi.

Vizsgálatunk során a hipoxiában szenvedő alanyok csökkentették trigliceridjeiket, koleszterinszintjüket és alacsony sűrűségű lipoproteinjeiket, és nagy sűrűségű lipoproteinjeiket stabilan tartották, míg a normoxiában szenvedő alanyok ezt nem tették meg. Azonban egyik hatás sem érte el a statisztikai szignifikanciát. A tényleges szakirodalom miatt ez számos lehetséges okkal magyarázható: Vagy a zsírmobilizáció csökken a hipoxia miatt az idő múlásával, így a lipidek szérumszintje alacsonyabb a mérési pontnál, vagy a hipoxia során megnövekedett katekolaminszint csökkenéshez vezet lipolízis és intracelluláris zsírraktár [16, 17].

Valószínűleg úgy tűnik, hogy a megnövekedett leptinszint az étkezés során csökkentett zsírbevitelhez vezet, és ezért csökken a triglicerid szint [6, 10]. A válasz még mindig nyitott, és ennek tisztázásához további kutatásokra van szükség. A katekolaminokon kívül más mediátorok, mint például az inzulinszerű növekedési faktor, mind a zsír-, mind a szénhidrát-anyagcserét befolyásolhatják hipoxiában [15].

Összegzésként elmondható, hogy egyre több bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy még az enyhe mérsékelt hipoxia is a kényelmes szimulált magasságban, ha testmozgással kombinálják, súlyvesztéshez vezet.

A testmozgással és a diétákkal, vagy csak a testmozgással járó súlycsökkentő rendszerek a jövőben kombinálhatók normobár hypoxiával. A jövőbeni vizsgálatoknak tartalmazniuk kell, hogy a mérsékelt hipoxiában való tartózkodás önmagában testmozgás nélkül növeli-e a fogyást, és ha egy ilyen kezelés továbbra is biztonságos lenne.