Az intenzív rövid távú étrend és a testmozgás beavatkozásai: a normál testsúlyú és az elhízott gyermekek összehasonlítása

Christian K. Roberts

1 Gyakorlási és anyagcsere-betegségek laboratóriuma, Fordítói részleg, Ápolóiskola, Kaliforniai Egyetem, Los Angeles, Los Angeles, Kalifornia; és

Ali Izadpanah

1 Gyakorlási és anyagcsere-betegségek laboratóriuma, Fordítói részleg, Ápolóiskola, Kaliforniai Egyetem, Los Angeles, Los Angeles, Kalifornia; és

2 Integratív Biológiai és Élettani Tanszék, Kaliforniai Egyetem, Los Angeles, Los Angeles, Kalifornia

Siddhartha S. Angadi

1 Gyakorlási és anyagcsere-betegségek laboratóriuma, Fordítói részleg, Ápolóiskola, Kaliforniai Egyetem, Los Angeles, Los Angeles, Kalifornia; és

R. James Barnard

2 Integratív Biológiai és Élettani Tanszék, Kaliforniai Egyetem, Los Angeles, Los Angeles, Kalifornia

Absztrakt

Az életmódbeli beavatkozási programok jelenleg az elhízás miatt másodlagos súlycsökkenést hangsúlyozzák, mint a fenotípusos változások elsődleges meghatározóját. Megvizsgáltuk, hogy a rövid távú életmódbeli beavatkozási program hatása különbözik-e a normál testsúlytól a túlsúlyos/elhízott gyermekeknél. Tizenkilenc túlsúlyos/elhízott (O; BMI = 33,6 ± 1,9 kg/m 2) és 14 normál testsúlyú (N; BMI = 19,9 ± 1,5 kg/m 2) gyermek vett részt egy 2 hetes programban, amely ad libitum magas rosttartalom, alacsony zsírtartalmú étrend és napi testmozgás (2–2,5 óra). Az éhomi szérum mintákat pre- és posztintervencióból vettük a lipidek, a glükóz homeosztázis, a gyulladásos citokinek és az adipokinek meghatározására. Csak az O csoport fogyott (3,9%), de túlsúlyos/elhízott maradt (32,3 ± 1,9 kg/m 2). Mindkét csoport jelentős beavatkozás okozta csökkenést mutatott (P Kulcsszavak: fizikai aktivitás, táplálkozás, anyagcsere, citokinek

Az elhízás számos krónikus betegséghez kapcsolódik, beleértve, de nem kizárólag, a koszorúér-betegséget, a magas vérnyomást, a cukorbetegséget és a rák bizonyos formáit. Az Egyesült Államokban a 12–19 éves serdülők 34% -át „túlsúlyosnak” vagy „elhízottnak” minősítik (BMI> 85. percentilis) (13). Az olyan egészségtelen életmódbeli tényezők, mint a fizikai inaktivitás/a testedzés hiánya és a magas rafinált szénhidráttartalmú, magas zsírtartalmú étrend-fogyasztás gyermekkorban kezdődnek, és hozzájárulnak mind az elhízás, mind más krónikus betegségek kialakulásához (17), és így nem világos, hogy az elhízás vagy a kapcsolódó életmódbeli tényezők a kardiovaszkuláris és metabolikus diszfunkció és a krónikus betegség kialakulásának hátterében állnak.

Így a jelen tanulmányt egy rövid távú napi testmozgás és növényi alapú ad libitum diéta beavatkozási program hatékonyságának vizsgálatára tervezték a szérum endokrin és citokin markereken. Megvizsgáltuk hatásait az interleukin (IL) -8, IL-10, IL-1 receptor antagonistára (IL-1ra), IL-6, tumor nekrózis-faktor α (TNFα), plazminogén aktivátor-inhibitor (PAI) -1, rezisztin, amilin és leptin normál testsúlyban, szemben az elhízott gyermekekkel. Feltételeztük, hogy a normál testsúlyú és elhízott gyermekek hasonlóan reagálnak az életmódbeli beavatkozási programra, függetlenül a kiindulási elhízási állapottól, ami arra utal, hogy az étrendi bevitel és a testmozgás/fizikai aktivitás hiánya a megállapított fenotípusos rendellenességek kiváltó oka.

MÓD

Tárgyak.

A szérum lipidek, glükóz, inzulin meghatározása, az inzulinrezisztencia homeosztatikus modelljének értékelése és az inzulinérzékenység kvantitatív ellenőrzési indexe.

Az összes koleszterin-, triglicerid- (TG), nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) és glükózszintet egy nemzeti kereskedelmi laboratóriumban (Quest Diagnostics, Miami, FL) standardizált technikák alkalmazásával mértük. Az alacsony sűrűségű lipoproteint (LDL) Friedewald és mtsai. (7) Számítottuk az összes koleszterin/HDL és az LDL/HDL arányokat is. Az inzulint két példányban számszerűsítettük Luminex xMAP Multiplex (Millipore, Billerica, MA) alkalmazásával. Az inzulinrezisztencia mértékét az inzulinrezisztencia homeosztatikus modellértékelésével (HOMA-IR) becsültük meg, amelyet az éhomi plazma inzulinszint (μU/ml) és az éhomi plazma glükózszint (mmol/l) szorzataként számítottunk ki. osztva 22,5-vel. Az inzulinérzékenységet kvantitatív inzulinérzékenység-ellenőrző index (QUICKI) segítségével is megbecsültük, amelyet az 1 /.

A szérum citokinek és metabolikus markerek meghatározása.

Asztal 1.

Antropometriai és metabolikus fenotípusok normál testsúlyú és elhízott gyermekeknél

Elhízott alanyok (n = 19) Normál testsúlyú alanyok (n = 14) ParameterPrePost% ChangePrePost% Change

Testtömeg, kg	94,0 ± 7,4	90,3 ± 7,1	−3,9 ‡	47,4 ± 4,6 †	46,3 ± 4,3	−2.3
BMI, kg/m 2	33,6 ± 1,9	32,3 ± 1,9	−3,8 ‡	19,9 ± 1,5 †	19,5 ± 1,4	−2,3 *
BMI, percentilis	95,2 ± 1,4	92,5 ± 2,4	−2,8 *	55,5 ± 7,9 †	51,6 ± 7,4	−6,9 ‡
WC, cm	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
Glükóz, mg/dl	81,3 ± 2,0	85,8 ± 1,3	5.5	84,7 ± 1,9	83,6 ± 2,6	−1.3
Inzulin, 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 ‡
QUICKI	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 ‡
Összes koleszterin, mg/dl	166 ± 6,2	132,0 ± 5,8	−20,8 ‡	157,3 ± 9,3	120,7 ± 5,1	−23,3 ‡
LDL-koleszterin, mg/dl	95,0 ± 6,1	71,8 ± 5,0	−24,5 ‡	86,2 ± 8,4	60,8 ± 5,9	−29,4 ‡
HDL-koleszterin, mg/dl	44,0 ± 2,2	43,1 ± 2,7	−2.1	50,1 ± 3,6	47,5 ± 3,0	−5.0
Összes/HDL-koleszterin	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 ‡

Minden adatot átlag ± SE értékként fejezünk ki.

Preintervention; post, postintervention; WC, derék kerülete; RHR, nyugalmi pulzus; SBP, szisztolés vérnyomás; DBP, diasztolés vérnyomás; HOMA-IR, homeosztatikus modell értékelése az inzulinrezisztencia szempontjából; QUICKI, kvantitatív inzulinérzékenység-ellenőrző index; TG, triglicerid; LDL, alacsony sűrűségű lipoprotein; HDL, nagy sűrűségű lipoprotein. Antropometriai és lipid mérések normál testsúlyú és elhízott gyermekeknél, akik 14 napos diétát és testmozgást végeznek.

VITA

Jelenleg az a felfogás, hogy az elhízás okozati összefüggésben van a diszlipidémia, az inzulinrezisztencia, a gyulladás és az anyagcsere-egészséggel kapcsolatos egyéb jellemzők patogenezisével. Minden bizonnyal előfordul, hogy a zsírszövet, a helytől és a jellemzőktől függően, súlyosbíthatja a különféle kockázati tényezőket. Például jól megalapozott, hogy a zsigeri zsír hozzájárul az anyagcsere-egészség romlásához (6, 25). Ha azonban az elhízás az elsődleges ok, akkor 1) az elhízás visszafordítására lenne szükség a fenotípusos rendellenességek visszafordításához, és 2) azok az alanyok, akik nem voltak elhízottak, nem reagálnának hasonlóan az elhízottakra. Az első ponttal kapcsolatban, korábbi szeminális vizsgálatokban kimutattuk, hogy az életmód rövid távú módosítása enyhítheti a metabolikus szindróma fenotípusait mind férfiaknál (19), mind gyermekeknél (10). Ezenkívül a szív- és érrendszeri betegségek különféle kockázati tényezői javultak a férfiaknál (19, 20), a nőknél (28) és a gyermekeknél (4, 18) annak ellenére, hogy a mérsékelt súlycsökkenés és a BMI besorolás alapján túlsúlyosak/elhízottak maradtak. Továbbá, amikor a testtömeg vagy a BMI változását korreláltuk a fenotípusos eredmények változásával, nem figyeltünk meg szignifikáns összefüggést. Jelentős összefüggéseket találtunk azonban a különböző zsírsavfajok és a gyulladásos tényezők között (10).

Az anyagcsere, a kardiovaszkuláris és a gyulladásos biomarkereknek a súlycsökkenéstől független előnyei nem meglepőek, és nyilvánvaló, hogy a testtömeg és az életmód közötti kapcsolat összetett. Például Phillips és mtsai. (15) és Varady és mtsai. (27) különböző diétákat biztosított az elhízott fiatal felnőttek számára, és megjegyezte, hogy annak ellenére, hogy mindkét csoport jelentős súlycsökkenést és csökkent vérnyomást mutat, az „alacsony zsírtartalmú” étrend javult, míg az „alacsony szénhidráttartalmú” étrend rontotta az endoteliális funkciót. Ezenkívül Bradley és mtsai. (3) megjegyezte, hogy az alacsony zsírtartalmú étrend javult, míg az alacsony szénhidráttartalmú étrend rontotta a augmentációs indexet. Krogh-Madsen és mtsai. (11) és Olsen és mtsai. (14) megjegyezte, hogy a napi fizikai aktivitás rövid távú csökkenésével a mérsékelt fogyás ellenére csökkent az inzulinérzékenység és az aerob fitnesz. Érdekes, hogy a Diabétesz Megelőzési Programban azoknak, akik csak a fizikai aktivitás és nem a fogyás célját teljesítették, a cukorbetegség előfordulása 44% -kal csökkent (9), míg a finn diabéteszes vizsgálatban 4 óra/hét fizikai aktivitás elérése vezetett a cukorbetegség kockázatának csökkentésére azoknál az egyéneknél, akik nem fogyottak le (26).

Ugyancsak érdekes a kohorszunk számára az a tény, hogy a biomarkerek alapszintje és százalékos változása hasonló volt a normál testsúlyú és elhízott gyermekeknél, ami hasonló szív- és érrendszeri betegségek kockázati profiljára utal. Az ateroszklerózis ifjúsági vizsgálatában a patobiológiai meghatározók meghatározták a koszorúér-érelmeszesedést mind normál testsúlyú, mind elhízott férfiaknál, de súlyosabbak voltak az elhízott férfiaknál (12). Lehetséges, hogy eltérnek azok a mechanizmusok, amelyek révén a normál testsúlyú és elhízott alanyok javulnak egy ilyen típusú beavatkozás során; ehhez azonban további vizsgálatokra lenne szükség, molekuláris technikák alkalmazásával a potenciális különbségek megállapításához.

A jelenlegi tanulmány fontos erősségeket és korlátokat kell figyelembe venni. A vizsgálat fő erőssége a vizsgálat által megengedett monitorozás. Az ételbevitel és a fizikai aktivitás figyelemmel kísérése csökkenti annak szükségességét, hogy az alanyokról lekérdezzük a megfelelőségüket, vagy támaszkodjunk az étel- és aktivitási kérdőívekre. Ezenkívül az összes testedzést felügyelték, megkönnyítve az étrend és a tevékenységek betartását. Ezenkívül az étrend ad libitum volt, ami jelentős előny volt azokban az esetekben, amikor a túlevésről van szó, és ez egy reálisabb program, amelyet szándékos kalória-korlátozás helyett a gyermekek mindennapi életében kell megvalósítani. A jelen vizsgálat korlátja a testösszetételre vonatkozó adatok hiánya mindkét csoport zsír- és sovány tömegének meghatározásához. Ezenkívül nem tekintettük önállóan az étrendet és a testmozgást, ezért nem tulajdoníthatjuk a változásokat közvetlenül a beavatkozás egyik aspektusának sem.

TÁMOGATÁSOK

Ezt a munkát az Amerikai Szívszövetség (BGIA 0765139Y - CK Roberts), az Országos Szív-, Tüdő- és Vérintézet (P50-HL-105188 - CK Roberts), valamint az Országos Diabétesz, Emésztési és Vese Betegségek Intézete támogatta. (DK-090406 - CK Roberts).