Fokozott inzulinérzékenység a sikeres, hosszú távú testsúlycsökkentőknél, összehasonlítva a kontrollokkal, amelyeknek nincs súlycsökkenési előzménye

Tárgyak

Absztrakt

Háttér:

A súlygyarapodás az anyagcsere-állapot romlásával jár, míg a fogyás javítja az inzulinérzékenységet. Ez a tanulmány értékeli a hosszú távú, sikeresen fenntartott fogyás és a fogyás visszaesésének az inzulinérzékenység mértékére gyakorolt hatását, és meghatározza azokat a tényezőket, amelyek magyarázzák az inzulinérzékenység változékonyságát.

Mód:

A nőket (20–45 éves) négy csoportba toborozták: csökkent túlsúlyosak/elhízottak (RED, n= 15); testtömeg-index (BMI) -nek megfelelő kontrollok (stabil kis súlyú, n= 19), BMI ⩽ 27 kg m −2; visszaeső, túlsúlyos/elhízott alanyok (REL, n= 11); és a BMI-hez illeszkedő kontrollok (elhízott, stabil testsúly, n= 11), BMI ⩾ 27 kg m −2. Egy 75 g-os orális glükóz-tolerancia teszt meghatározta az éhomi étrendet és a 2 órás plazma glükózt és az inzulint. A homeosztatikus modellértékelés (HOMA-IR) és az inzulinérzékenységi index (ISI (0,120)) értékelte az inzulinérzékenységet. Mértük az antropometriai méréseket, az éhomi nyugalmi anyagcserét (RMR) és a légzési hányadost (RQ). A kérdőíveket és az étrendi bevitelt rögzítettük, és a fizikai aktivitást gyorsulásmérőkkel mértük.

Eredmények:

A RED inzulinérzékenyebbek voltak, alacsonyabb éhgyomorra (P= 0,001) és 2 óra inzulint (P= 0,003) szintek az összes többi csoporthoz képest. Nem volt szignifikáns különbség az étrendi bevitel, az ülő, a könnyű és a mérsékelt aktivitás, az RMR vagy az RQ között a RED-ben a másik három csoporthoz képest. A testsúly (BW)% -a elveszett (P

Bevezetés

A túlsúly és az elhízás prevalenciája továbbra is világszerte növekszik, a kapcsolódó társbetegségek, például a 2-es típusú cukorbetegség (T2DM), a szív- és érrendszeri megbetegedések és bizonyos rákos megbetegedések mellett, ami súlyos terhet ró az egészségügyi ellátásra. 1, 2 Ez nyilvánvaló a fejlett és a fejlődő országokban is, ahol az elhízás összefügg a vidéki és a városi környezet felé történő áttéréssel. 3 A puszta túlsúly a T2DM kockázatának háromszorosát növeli. 4, 5, 6 Az inzulin a szubsztrátfelvételre és -hasznosításra gyakorolt hatása révén befolyásolja az energia-anyagcserét és -tárolást, a tárolt energiatartalékok mozgósításával együtt, olyan módon működve, amely előnyben részesíti a szénhidrát-anyagcserét, a lipid- és glikogénszintézist és -tárolást, valamint a fehérjeszintézist. Bizonyos populációkban a hosszú távú testsúly/testtömeg-index (BMI) korai felnőtt kortól való növekedése a T2DM kialakulásának fokozott kockázatával jár még a végső BMI-hez való igazodás után is, ami arra utal, hogy maga a súlygyarapodás összefügg a metabolikus funkció károsodásával. 6.

Az életmódbeli tényezők mechanisztikus szerepet játszanak az elhízásban és a betegség megjelenésében. Az elhízás és az alacsony fizikai aktivitás együtt jár az intracelluláris lipid felhalmozódással a vázizomban és a májban, ami rontja az inzulin jelátvitelt, csökkenti a vázizom glükózfelvételét és -felhasználását, valamint gyengíti a máj glükóztermelésének inzulin által közvetített gátlását. 8., 9., 10., 11., 12. A testmozgás hatására kialakuló vázizom-változások javítják a glükóz felvételét, felhasználását és tárolását, növelik az oxidatív anyagcsere általános kapacitását és csökkentik az intramuszkuláris lipidtartalmat, ezáltal javítva a vázizmok általános metabolikus rugalmasságát. 13, 14, 15 Az ellenállás és az aerob testmozgás is többször kimutatták, hogy a fogyástól függetlenül csökkentik az intrahepatikus lipidtartalmat. 16, 17, 18, 19, 20 A rendszeres testmozgás ezért függetlenül jár a jobb inzulinérzékenységgel mind a májban, mind a vázizmokban.

A kalóriakorlátozást és/vagy a megnövekedett fizikai aktivitást alkalmazó súlycsökkentő beavatkozások javulást mutattak az inzulinérzékenységben, és mindkettő kombinációjával további nyereség érhető el. 13., 21., 22., 23., 24., 25., 26. Bár egyes tanulmányok az inzulinérzékenység tartós javulását mutatják be a sikeres testsúly-fenntartással a 12. és 18. hónapos követés során, más vizsgálatok vagy folyamatos javulást, vagy pedig a visszanyerést mutatnak a súly visszaszerzésével. 27, 28, 29 nem világos azonban, hogy a csökkent testsúlyú vagy a súlyvesztés miatt visszaesett egyének végül visszatérnek-e az inzulinérzékenység szintjére, amely megfelel a fenotípusosan hasonló, súlygyarapodás és fogyás nélkül szenvedő egyéneknek, vagy hosszú távon metabolikusan ennek a súlytörténetnek a következtében rosszabbul áll. Ennek a tanulmánynak a célja tehát először a következők metabolikus profiljának összehasonlítása: (1) súlycsökkentett egyének; (2) túlsúlyos/elhízott, súlyosan visszaesett egyének; és (3) BMI-hez illesztett kontrollok, anamnézisben nincs súlycsökkenés vagy visszanyerés, másodszor pedig olyan tényezők azonosítása, amelyek megmagyarázhatják az inzulinérzékenység változását ebben a mintában.

Mód

Tárgyválasztás és szűrés

A résztvevők 20 és 45 év közötti nők voltak. A kizárási kritériumok terhes vagy szoptató, szabálytalan menstruációs ciklusok voltak (35 nap alatt definiálva), krónikus egészségi állapot és/vagy olyan állapot diagnosztizálása, amely ismerten befolyásolja az anyagcserét (B2 agonisták, β-blokkolók, kortikoszteroidok és így tovább), az ujjbegyződő éhomi vércukorszint meghaladja a 7,0 mmol l −1-t szűrés, gyógyszeres kezelés vagy fogyás, pajzsmirigy-diszfunkció diagnosztizálása vagy étkezési állapot diagnosztizálása céljából. A vizsgálati protokollt a Fokvárosi Egyetem Egészségtudományi Kar és Humán Kutatási Etikai Bizottság hagyta jóvá (HREC 214/2012). A tesztelés előtt minden résztvevő teljes körű tájékoztatást kapott a vizsgálati eljárásokról, aláírta a tájékozott hozzájárulási űrlapokat, és bármikor szabadon kiléphetett.

Laboratóriumi látogatás

A résztvevők éhgyomorra reggel 6 és reggel 9 között vettek részt a laboratóriumban. Mértük a nyugalmi anyagcserét (RMR) és a légzési hányadost (RQ), a testösszetételt, a pulzusszámot (HR) és a vérnyomást. 75 g-os orális glükóztolerancia-tesztet hajtottak végre, majd a résztvevők 8–10 perces, egylépcsős szubmaximális fitnesz tesztet hajtottak végre, és számos kérdőívet kitöltöttek a kórtörténet, az általános egészségi állapot, a reproduktív kórtörténet, az alapvető szocio-demográfiai, valamint a testsúly tekintetében. történelem. Gyorsulásmérőket szereltek fel, és útmutatásokat adtak ezek viseléséről, majd 7 nappal később összegyűjtötték őket. Egy regisztrált dietetikus végigvezette a résztvevőket az online 24 órás étel-visszahíváson, és két további 24 órás élelmiszer-visszahívás befejezését kérte (egy hétvégi napot és két hétköznapot).

Metabolikus sebesség mérések és számítások

Az alanyok reggel 10–12 órás éjszakai böjt után vettek részt a laboratóriumban. Az RMR-t és az RQ-t 20 percig mértük szellőztetett motorháztető technikával (Cosmed Quark CPET, Róma, Olaszország), míg az alanyok hanyatt feküdtek, csendes, elszigetelt hőmérséklet-szabályozású (21–24 ° C) helyiségben. Minden vizsgálat előtt a metabolikus kocsit egy Hans Rudolph 3L fecskendővel kalibrálták, majd az analizátorokat normál szobai levegő (21% O2, 4% CO2 és a nitrogén egyensúly) és standard gázkeverékek (5% CO2, 16% O2 és a mérleg nitrogén) segítségével kalibrálták. ) (BOC Special Gas, Afrox Fokváros, Dél-Afrika). Az RMR-t, valamint a zsír- és szénhidrát-oxidáció teljes sebességét Weir 32 és Frayn, 33 egyenleteivel számoltuk.

Antropometria

Mértük a súlyt (BW-150, NAGATA, Tainan, Tajvan) és a magasságot (3PHTROD-WM, Detecto, Missouri, USA), a derék és a csípő kerülete mellett, egy szokásos, nem rugalmas szalaggal. A testösszetételt bioelektromos impedancia analízissel mértük ((Quantum II, RJL Systems, Clinton Township, MI, USA).

Orális glükóz tolerancia teszt vérminta és elemzés

Az éhomi RMR-méréseket követően egy háromutas elzáróhoz rögzített kanült vezettek az antecubitalis vénába vérvétel céljából. Egy éhomi vérminta (

18 ml) az éhomi plazma glükóz és inzulin meghatározásához. Ezt követően a résztvevők 75 g glükózoldatot fogyasztottak, és 2 órán belül vérmintákat vettek. A mintákat jégen tartottuk, amíg 3000 fordulat/perc sebességgel centrifugáltuk. 10 percig 4 ° C-on, majd későbbi elemzés céljából -80 ° C-on tároljuk. A plazma glükózkoncentrációkat glükóz-oxidáz módszerrel határoztuk meg (Glucose Analyzer 2, Beckman Instruments, Fullerton, CA, USA). A plazma inzulin mérésére kereskedelmi rádióimmun-vizsgálatokat alkalmaztunk (Axsym Insulin Assay, Abbott Laboratories, Lake Bluff, IL, USA). Az inzulinérzékenységet a homeosztáziás modellértékelés (HOMA-IR, éhomi glükóz és inzulin mérések alkalmazásával) és az inzulinérzékenységi index (ISI (0,120), éhomi és 120 perc glükóz- és inzulinértékek felhasználásával) becslésével tükröztük, a máj és a perifériás inzulinérzékenység . 34 HOMA-IR és ISI (0,120) meghatározása a következő képletekkel történt: HOMA-IR = (éhomi glükóz (mmol l -1) × éhomi inzulin (mU l -1))/22,5 és ISI (0, 120) = átlag clearance sebesség/log átlagos szérum inzulin; ahol az átlagos clearance sebesség = (75 000 mg + (0 perc glükóz − 120 perc glükóz) × 0,19 × testtömeg (kg)/120 perc)/átlagos plazma glükóz) Gutt által hitelesítve et al. 35

Diétás bevitel - automatikus önadagolás 24 órás visszahívás

Az étrendi bevitel adatait rögzítettük, majd elemeztük az ellenőrzött, automatizált online önadagoló 24 órás étrendi visszahívás (ASA24, Alkalmazott Kutatási Program, Nemzeti Rákkutató Intézet, Bethesda, MD, USA) segítségével az automatizált, többszörös átengedés módszerével. 36 Dietetikus végigvezette a résztvevőket az első 24 órás visszahívási bejegyzésen, majd további két nap beírását kérte. A héten az élelmiszer-fogyasztás hétvégi összehasonlításában mutatkozó eltéréseinek ellenőrzésére két hétköznapot és egy hétvégi napot rögzítettünk. Az online ASA24 szoftver bizonyítottan jól teljesít a kérdezőbiztos által kezelt 24 órás visszahívással szemben, összehasonlítva a tényleges energia- és makrotápanyagok bevitelével. 37

Az oxigénfogyasztás várható maximális térfogata

Az oxigénfogyasztás maximális térfogatának előrejelzésére korábban validált Ebbeling egylépcsős szupmaximális futópad gyalogtesztet alkalmaztak. 38, 39 Ez a protokoll alacsony kockázatú teszt nem atlétikus felnőttek számára. A futópad gyalogolási sebességét minden résztvevő életkora és fittségi szintje alapján határozza meg. A sík gradiensen végzett 4 perces bemelegítést követően olyan sebességgel, amely az életkor által előre jelzett maximális HR 50–70% -át indukálta, a résztvevők ugyanazzal a sebességgel, de 5% -os gradienssel jártak tovább. Az állandó állapotú HR-t ezután meghatároztuk ennek a szegmensnek az utolsó 30 másodpercében, feltéve, hogy a HR nem ingadozott 5 bpm-nél többet. az utolsó 2 percben meghatároztuk az oxigénfogyasztás maximális térfogatát az Ebbeling-egyenlet felhasználásával (38). Ha a HR-ingadozások meghaladták az 5 b.p.m. a résztvevő ezen a szakaszon folytatta további egy percig, amíg ki nem állt az egyensúly.

Objektíven mért fizikai aktivitás

Statisztikai analízis

Az adatok normalitását hisztogram diagramokkal és Shapiro – Wilks teszttel értékeltük, ahol P 5. Minden vizsgálatnál a P-érték

Eredmények

A résztvevők jellemzőit az 1. táblázat mutatja be.

A 2. táblázat azt mutatja, hogy az OSW lényegesen több energiát fogyasztott, mint az LSW (P 2. táblázat: Étrendi bevitel, fizikai aktivitás és anyagcsere mérések

A 75 g orális glükóz-tolerancia teszt eredményei (3. táblázat) azt mutatják, hogy bár a vércukorszint nagyrészt összehasonlítható az összes csoportban, a RED-nek szignifikánsan alacsonyabb az éhomi és 2 órás inzulinszintje az összes többi csoporthoz képest (P ⩾ 7,0 mmol l –1, a T2DM diagnosztikai kritériuma, annak ellenére, hogy a szűréskor korábban éhomi vércukorszintjük volt –1. Ezek közül két később 2 órás PG-szintet rögzített ⩾ 11,1 mmol l −1, ami a T2DM diagnosztikai kritériuma. Ezeknek az egyéneknek az elemzésből való eltávolítása nem változtatta meg jelentősen az eredményeket.

A RED szignifikánsan inzulinérzékenyebb volt, mint az összes többi csoport (1. ábra). Ezt az éhomi értékek felhasználásával és az inzulinérzékenység meghatározásával mutattuk ki a HOMA-IR (RED 0,85 (0,64–1,25), LSW 1,86 (1,01–2,43), REL 2,36 (1,91–3,73) és OSW 3,10 (2,34– 4,45); P 1.ábra

A teljes mintát elemeztük a változók szignifikáns összefüggéseinek azonosítására mind a log HOMA, mind az ISI (0,120) vonatkozásában (4. táblázat).

A regressziós modellek (az alábbi 5. táblázat) 61,4% -ot tudtak megjósolni (P 5. táblázat: A log HOMA-IR és a log ISI variabilitását előrejelző regressziós modellek (0,120)

Ezen előrejelzők jelentett átlagának vagy mediánértékének az illesztett modellegyenletbe történő alkalmazásával ennél a HOMA-IR 15% -os csökkenése érhető el ennél a mintánál a BW 4,5% -os csökkenésével, a fényaktivitás napi 55 perces növekedésével vagy a Naponta 5 perc az erőteljes aktivitás növekedése, az összes többi változó állandó értéken tartása mellett. Az inzulinérzékenység szempontjából a napi 5 perc extra erőteljes tevékenység mindössze 7% -kal javította az előre jelzett inzulinérzékenységet. Az 5% -os testtömeg-veszteség azonban az inzulinérzékenység 15% -os előrejelzett javulását eredményezné, az 5% -os testtömeg-visszanyerés pedig az előrejelzett inzulinérzékenységet körülbelül 17% -kal csökkentené ebben a mintában, az összes többi változót azonos szinten tartva.

Vita

Az étrendi beviteli változók nem találták az inzulinrezisztencia előrejelzőit. Más tanulmányok, figyelembe véve az étrendi glikémiás terhelést és a makrotápanyagok összetételét, szintén nem találtak összefüggést az inzulinérzékenységgel. 56, 57, 58, 59 Az ételbevitel és az étrend minőségének egyéb összetevői jobban megjósolhatják az inzulinrezisztenciát, mint a makrotápanyagok összetétele önmagában. 60 A pontos étrendi beviteli információk megszerzése eredendően problémás, a napi változékonyság miatt a 24 órás visszahívások alapján nehéz meghatározni a szokásos étrendi bevitelt. 61 Bizonyos bizonyítékok is vannak arra, hogy az ugyanazon ételre adott glikémiás válasz az egyénen belül és belül intenzíven változik, ezáltal változó inzulinválaszt vált ki. 62, 63

Összegzésképpen elmondható, hogy a sikeresen csökkent testsúlyú egyének, akik hosszabb ideig fenntartják a csökkent súlyt, inzulinérzékenyebbek, mint a BMI-hez illeszkedő kontrolljaik, testsúlycsökkenés nélkül, függetlenül az étrendi beviteltől és a fizikai aktivitástól. A súlycsökkenés visszaesésével ezek az anyagcsere-előnyök már nem bizonyítottak. Fizikailag aktív, könnyű tevékenységet folytat ahelyett, hogy mozgásszegény lenne, és különösen kis mennyiségű erőteljes fizikai aktivitás bevonása jósolta meg az inzulinérzékenységet. Ezért a súlycsökkentő fenntartó programokat hangsúlyozni kell a jelentős fogyást követő időszakban ezen előnyök megtartása érdekében. Kutatásra van szükség olyan étrendi stratégiák mérlegeléséhez, amelyek megkönnyíthetik a fogyás fenntartását a fokozott inzulinérzékenység fényében, nemcsak a fogyást követő közvetlen időszakban, hanem hosszú távon is.

Hivatkozások

Wang YC, McPherson K, Marsh T, Gortmaker SL, Brown M. Az előrejelzett elhízási trendek egészségügyi és gazdasági terhe az Egyesült Államokban és az Egyesült Királyságban. Gerely 2011; 378: 815–825.

Dietz WH. Az elhízás daganatának megfordítása. Gerely 2011; 378: 744–746.