Hosszú távú testedzés túlsúlyos serdülőknél javítja a Ya plazma-peptidet és a rezisztint

Fizikoterápiás Tanszék, Kelet-Karolina Egyetem, Greenville, Észak-Karolina, USA

Humán teljesítmény laboratórium, Testedzés és Sporttudomány Tanszék, East Carolina Egyetem, Greenville, Észak-Karolina, USA

Fizikoterápiás Tanszék, Kelet-Karolina Egyetem, Greenville, Észak-Karolina, USA

Humán teljesítmény laboratórium, Testedzés és Sporttudomány Tanszék, East Carolina Egyetem, Greenville, Észak-Karolina, USA

Absztrakt

Bevezetés

1999 és 2002 között az Egyesült Államokban a gyermekek és serdülők 16% -a volt túlsúlyos, és 31% -uk veszélyeztetett a túlsúly miatt ((1)). A serdülőknél ugyanazok a súlyhoz társuló betegségek alakulnak ki, mint például a 2-es típusú cukorbetegség és a dyslipidemia felnőtteknél ((2), (3)). Az aerob testmozgás hatása a szív- és érrendszeri betegségek megelőzésére és a fokozott glükózfelvételre jól dokumentált ((4), (5)). A testmozgást ezért terápiás kezelésként használják mind a cukorbetegség, mind a szív- és érrendszeri betegségek esetén. Az aerob fitnesz fordítottan összefügg a gyermekek zsírosodásával, és jelenleg bizonyíték van arra, hogy a testmozgás megakadályozhatja a 2-es típusú cukorbetegséget ((6), (7)). Ha a testmozgás rendjét az egészséges táplálkozással együtt életmódként alakítják ki a túlsúlyos gyermekek és serdülők számára, fennáll annak a lehetősége, hogy egészséges testsúlyt érnek el, és az egészségtelen testsúly következményei, például a 2-es típusú cukorbetegség kialakulása és a szív- és érrendszeri betegségek, nem fordulnak elő.

Megvizsgáltunk öt étvágy- és inzulinérzékenységi hormont túlsúlyos serdülőknél, és meghatároztuk ezeknek a hormonoknak a hosszú távú testedzésre adott válaszát. Nincs tudomásunk olyan publikált cikkekről, amelyek a leptin, az adiponektin, az rezisztin, az aktív ghrelin és a PYY egyidejű mérését eredményeznék túlsúlyos serdülőknél, vagy ezeknek a hormonoknak a hosszú távú testedzési programra adott válasza. Feltételeztük, hogy a 8 hónapos testedzés kedvezően megváltoztatja az étvágyhoz, az adipozitáshoz és az inzulinérzékenységhez kapcsolódó hormonok miliőjét: a rezisztin és a ghrelin csökken, a leptin, az adiponectin és a PYY pedig hosszabb aerob edzéssel nő. Ezenkívül ezeket a változásokat kedvező változások kísérik az inzulinban, a glükózban és a vér lipidjeinek hagyományos szív- és érrendszeri betegségek kockázati markereiben.

Módszerek és eljárások

Tárgyak

Az alanyokat a helyi újságban elhelyezett hirdetéssel, a gyermekorvosok útján, valamint a kelet-karolinai egyetem munkatársai számára elérhető webalapú e-mail bejelentési rendszerből toborozták. A részvétel önkéntes volt, és a vizsgálatba való felvételhez az alanyoknak meg kellett felelniük a következő kritériumoknak: (i) 12–18 évesek, (ii) a BMI> 85. percentilis az életkor és a nem tekintetében, (iii) az orvos jóváhagyása a részvételre projekt, (iv) nincs olyan egészségügyi körülmény, amely megakadályozná az erőteljes aerob edzésprogramokban való részvételt, és (v) aláírta a szülő/gondviselő tájékoztatáson alapuló beleegyezését és a 18 év alatti gyermekek hozzájárulását. Valamennyi résztvevő beszámolt arról, hogy mozgásszegény részvétel előtt. Három tantárgy kiesett a tanulmányból az iskolai munkával való konfliktusok és a szüleik képtelensége miatt eljutni a testmozgásba. Ezeknek az alanyoknak az adatait nem vették fel, mert nem voltak teljesek. A vizsgálat részvétele> 90% volt.

Tanulmányi protokoll

Antropometria

A testmagasság, a testsúly, a testzsír százalék és a kerület antropometriai méréseit edzés előtt és után végeztük. A testzsír százalékát a bőrhajtás módszerével határoztuk meg. A test sűrűségét Jackson és Pollock ((21)) általánosított bőrhullám-egyenletével jósoltuk. A testsűrűséget a testzsír százalékára alakítottuk át a Siri-egyenlettel ((22)). A Skinfold-okat Harpenden skinfold féknyergek segítségével nyertük. Az összes mérést a test jobb oldalán, a következő helyeken végeztük: mellkas (mellkasi), középső, tricepsz, subcapularis, hasi, suprailialis, comb és medialis borjú. A Skinfold méréseket egymás után, ugyanabban a sorrendben végeztük el kétszer, és 0,2 mm pontossággal rögzítettük. A méréseket megismételtük, ha a két érték> 2 mm-rel különbözött. A testzsír százalékának egy adott napon történő ismételt mérése esetén a variációs együttható 0,44% volt. A kerületméréseket Guilick mérőszalaggal végeztük 0,1 mm pontossággal. A méréseket a következő helyeken végezték: nyak, minimális derék, köldök, maximális csípő, kar, comb és középső láb.

Kardiorespirációs fitnesz

A kardiorespirációs alkalmasságot a testmozgás előtti és utáni edzés során határozták meg. Az alanyok maximális futópad-tesztet végeztek kimerülésig a VO2-csúcs meghatározásához. Az alanyok 3 perces bemelegítést végeztek a teszt megkezdése előtt előre meghatározott sebességgel. Ezt a sebességet egy taposómalom-ismerkedés során határozták meg legalább egy nappal a teszt előtt, hogy biztosítsák a sebességet, amelyet az alany képes tartani a teszt időtartama alatt. A bemelegítés után a magasság percenként 2% -kal nőtt. A sebességet gyorsabb járásra vagy lassú kocogásra növelték, attól függően, hogy a személy milyen tapintású a futópaddal. A lejárt gázokat 20 másodpercenként gyűjtötte össze a Parvo Medics TrueMax 2400 anyagcsere-kocsija és a Quinton Q-Stress rendszer. A HR-t és az észlelt erőfeszítés sebességét minden perc utolsó 15 másodpercében rögzítettük. A sikeres teszteket az alábbi kritériumok ≥1 teljesítésével határoztuk meg: légzési cserearány ≥ 1,0, az észlelt erőfeszítések értékelése ≥17, az előrejelzett maximális HR 10 ütem az előre jelzett maximális életkortól (220 éves).

Vizsgálatok

Tizenkét órás éhomi vérmintákat vettek az antecubitalis vénából az edzés előtti és utáni edzésen 7:00 és 9:30 között. A mintákat elemeztük glükóz, inzulin, összkoleszterin (TC), nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) koleszterin, trigliceridek, leptin, rezisztin, adiponektin, aktív ghrelin és teljes PYY szempontjából. A glükózt, az inzulint, a koleszterint, a HDL-koleszterint és a triglicerideket hiteles analitikai laboratóriumban mértük (Lab Corps of America, Greenville, NC). Az alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) koleszterint a Friedwald-egyenlettel (LDL = koleszterin-HDL - (trigliceridek/5) (23)) jósolták meg. Plazmát készítettünk a hormonmérésekhez. A plazma egy részét megsavanyították az aktív (oktanoilezett) A mintákat későbbi felhasználás céljából -70 ° C-on fagyasztottuk. A leptint, az rezisztint, az adiponektint és az aktív grelint a LINCO Research (St. Charles, MO) ELISA készletével mértük, és a teljes PYY-t ELISA kit segítségével a Diagnostic-tól Systems Laboratories (Webster, TX). Az intra-assay variációs együtthatók 2,6% voltak a leptin, 3,7% az adiponektin, 2,7% az ellenállás, 9,2% az aktív ghrelin és 2,3% az összes PYY esetében.

Statisztikai analízis

Az értékeket átlag ± szórásként adjuk meg. Az edzés előtti és az edzés utáni értékeket a hallgatóval határoztuk meg t páros összehasonlítások tesztje. A változók közötti összefüggéseket lineáris regresszióanalízissel teszteltük, a statisztikai szignifikancia értékével P ≤ 0,05. Ezeket az elemzéseket a Microsoft Office Excel 2007. alkalmazásával hajtottuk végre. A 95% -os konfidencia intervallumokat az R 2.5.1-es verzióval határoztuk meg a The Statisztikai Számítástechnikai Alapítványtól (http: www.r‐project.org).

Eredmények

A tantárgy jellemzői

Asztal 1 bemutatja a vizsgálatban részt vevő 12 alany jellemzőit. Hosszú távú testedzéssel az alanyok elvesztették a zsírtömeget, ami a testzsír százalékának 2,2% -os csökkenését jelentette, bár a súly, a derék kerülete és a BMI nem változott. A futópadon 1 perccel a kimerülés ideje jelentősen javult, bár a VO2-csúcs növekedése, sem ml/kg · perc, sem ml/kg sovány testtömeg · percben, nem volt szignifikáns. Az abszolút VO2 6,5% -kal nőtt, de nem érte el a szignifikanciát (P = 0,059). Az alanyok nem voltak cukorbetegek, normál éhomi glükóz- és inzulinkoncentrációjuk volt. Az éhomi glükóz és inzulin koncentrációja nem változott a hosszú távú edzés során. A magasság a vizsgálat időtartama alatt nem változott.

A szív- és érrendszeri betegségek kockázati tényezői

2. táblázat bemutatja a TC, HDL-koleszterin, LDL-koleszterin és a szérum trigliceridek keringő, éhomi lipidkoncentrációit edzés előtt és után. A triglicerid-koncentráció 23% -kal csökkent hosszú távú edzés közben, míg a TC, HDL-koleszterin és az LDL-koleszterin koncentrációja nem változott. A HDL: TC arány 3,7, illetve 3,5 edzés előtti és utáni edzés volt.

Plazmahormon-koncentrációk

2. táblázat bemutatja a tanulmányban megcélzott hormonok keringő, éhomi koncentrációit. Az a két hormon, amelyek jelentősen megváltoztatták a koncentrációt a hosszú távú edzés során, a rezisztin (8% -os csökkenés) és a teljes PYY (23% -os növekedés). A leptin, az adiponektin és az aktív ghrelin koncentrációja nem változott a hosszú távú edzés során.

Korreláció a triglicerid koncentráció változásai és az rezisztin koncentráció változásai között

A triglicerid és az rezisztin koncentrációja is csökkent a hosszú távú edzés során. A triglicerid-koncentráció változásai az edzés előtti és az utáni edzés között korreláltak (r = 0,620, P ≤ 0,05) a rezisztinkoncentrációk változásával. 1.ábra grafikusan ábrázolja ezt a pozitív kapcsolatot.

Az éhomi trigliceridkoncentrációk és az éhomi rezisztinkoncentrációk változásának összefüggése a hosszú távú testedzéssel (P ≤ 0,05, 95% konfidencia intervallum (0,004, 0,065).

A testzsír százalékos aránya és a leptin koncentrációja

A leptin koncentrációja és a testzsír százalékos aránya korrelált az edzés előttir = 0,832, P ≤ 0,001) és a tréning utáni (r = 0,872, P ≤ 0,0001). Ezeket a pozitív kapcsolatokat a 2a, b ábra.

A testzsír százalékos aránya és a leptin koncentrációja (a) előképzés (P ≤ 0,001, 95% konfidencia intervallum (3,539, 9,820) és (b) utáni képzés (P ≤ 0,001, 95% konfidencia intervallum (2,661, 6,322).

A triglicerid koncentrációk és a leptin koncentrációk közötti összefüggés

A leptin és a triglicerid koncentrációja korrelált az edzés előtt (r = −0,746, P ≤ 0,01) és az edzés utáni (r = −0,615, P ≤ 0,05). Ezeket az inverz összefüggéseket a 3a, b ábra.

A triglicerid koncentrációk és a leptin koncentrációk közötti összefüggés (a) előképzés (P ≤ 0,01, 95% -os konfidencia intervallum (−1,242, −0,282)) és (b) utáni képzés (P ≤ 0,05, 95% konfidencia intervallum (−1,449, −0,073).

Vita

Érdekel az étvágyhoz kapcsolódó hormonokkal (leptin, ghrelin és PYY) és az inzulinérzékenységgel (adiponektin és rezisztin) kapcsolatos hosszú távú testedzés szerepe túlsúlyos serdülőknél, különös tekintettel e hormonok egyidejű változásaira, amelyek előfordulhatnak edzés. A tanulmány résztvevői 8 hónapos felügyelt edzésen vettek részt. Nem volt kontrollcsoportunk nem testedző, túlsúlyos serdülőkről az előzetes és utólagos összehasonlításhoz, ami korlátozza tanulmányunkat. Nem javasoljuk, hogy a túlsúlyos tizenévesek hosszabb ideig inaktívak legyenek, ezért etikai okokból nem alkalmaztunk nem gyakorló kontrollcsoportot. Megállapítottuk, hogy résztvevőinknél csökkent a testzsír százalékos aránya, csökkent a trigliceridek és az ellenállás koncentrációja, valamint a PYY koncentrációja megnőtt a hosszú távú edzésre adott válaszként. Az edzés előtti és utáni leptin koncentrációk korrelálnak az edzés előtti és utáni testzsír százalékkal, valamint az edzés előtti és utáni triglicerid koncentrációval. A trigliceridek változása korrelált az ellenállás változásával.

Hosszú távú edzés és a szív- és érrendszeri betegségek kockázati tényezői

Az ebben a vizsgálatban szereplő serdülők életkoruk és nemük szerint a BMI> 85. percentilisei voltak. A keringő össz- és LDL-koleszterin-koncentrációjuk előzetes edzésük a 2-19 éves korosztály számára elfogadható tartományban volt (TC (24)). Bár az edzés utáni koleszterin koncentrációban nem történt jelentős változás, a TC és az LDL koleszterin átlaga alacsonyabb volt. Az átlagos TC 9% -kal, az átlagos LDL-koleszterin 4% -kal csökkent. A HDL: TC arány 3,7: 1 volt az előzetes vérmintákban és 3,5: 1 volt az edzés utáni mintákban. A 3,5: 1 az American Heart Association által ajánlott optimális arány. A keringő trigliceridek normál tartományban voltak az előzetes edzésmintákban, de az edzés során jelentősen (23%) csökkentek. Az edzés előtti és utáni lipidprofilok a testedzéses tanulmányokban részt vevő serdülőknél nem mindig mutatnak sok változást vagy javulást ((25), (26)).

A hosszú távú edzés hatással van az étvágyhoz kapcsolódó hormonokra

Hosszú távú edzés hatása az inzulinérzékenységi hormonokra

Az adiponektin fokozott inzulinérzékenységgel társul, és szerepet játszik a hiperglikémia csökkentésében ((16)). Vizsgálatunkban az átlagos éhomi adiponektint nem változtatta meg hosszú távú testedzés túlsúlyos serdülőknél, akiknek normál glükóz- és inzulinkoncentrációja volt. Egy 12 hetes aerob testedzést végző, túlsúlyos és elhízott serdülők inzulinérzékenységi változásait vizsgáló tanulmányban az inzulinérzékenység valóban növekedett, de az adiponektin-koncentráció nem (40). A testtömeg és a zsírszázalék ebben a vizsgálatban nem változott. Kraemer és Castracane áttekintették a testmozgással és az adiponektinnel kapcsolatos szakirodalmat, és arra a következtetésre jutottak, hogy a megfelelő intenzitású, legalább 2 hónapos testmozgás jótékony hatással volt az adiponektinre; azt azonban nem lehetett megállapítani, hogy a hosszú távú testedzés közvetlenül megváltoztatta-e az adiponektint, vagy a hosszú távú testedzésből adódó súlycsökkenés volt az, amely közvetlenül szabályozta az adiponektin zsírszövet-termelését ((41)).

A ghrelin, az rezisztin és a leptin kapcsolata az edzés előtti és utáni edzés során

Összefüggést találtunk az edzés előtti ghrelin koncentráció és az edzés előtti rezisztin koncentráció között (r = 0,648, P ≤ 0,05) (az adatokat nem mutatjuk be). E két hormon edzés utáni koncentrációja nem volt összefüggésben (r = 0,217). Edzés után nem tapasztaltunk változást a ghrelinben, és a ghrelin csökkenése csak akkor jelenik meg, ha súlycsökkenés van, ami a résztvevőinknél nem következett be. A rezisztin összefügg az elhízással; a testzsír és az ellenállás koncentrációja százalékban csökkent résztvevőinkben. Ezek az eredmények elszámolhatják a ghrelin és az ellenállás kapcsolatának elvesztését az edzés után. A testmozgás az energiafogyasztás és az energiafelhasználás egyensúlyának jobb szabályozását eredményezi, ami a ghrelin és az ellenállás kapcsolatának elvesztését eredményezheti.

Ezenkívül összefüggés volt az edzés utáni leptin koncentráció és az edzés utáni rezisztin koncentráció között (r = 0,646, P ≤ 0,05) (az adatokat nem mutatjuk be). Ezeknek a hormonoknak az edzés előtti koncentrációja nem volt összefüggésben (r = 0,528) a kritérium konfidenciaszintjén P ≤ 0,05, de szinten volt P ≤ 0,10 (az adatok nem láthatók). Ezek az eredmények azt jelzik, hogy a leptin és az rezisztin felszabadulása összefügg a zsír tömegével. A túlsúlyos serdülőknél elért eredményeinkkel összhangban Jung készítette el a tanulmányt et al. amelyben az elhízott felnőtteknél, akik fogyókúrát és testzsírtartalmat fogyasztottak diétával és testmozgással, szintén csökkent a leptin és az ellenállás koncentrációja ((42)).

Összefoglalva megállapítottuk, hogy a hosszú távú testedzés növelte a teljes PYY-t és csökkentette az ellenállást a túlsúlyos serdülőknél. Ezek kedvező változások, mivel a PYY szerepet játszik az étvágy csökkenésében, az ellenállás pedig az inzulinrezisztencia növekedésével függ össze. A keringő leptin, a ghrelin és az adiponektin koncentrációját a hosszú távú testedzés nem változtatta meg. A leptin összefüggésben volt a tömeggel, a derék kerületével és a testzsír százalékával. A keringő triglicerid koncentrációk fordítottan viszonyultak a leptin koncentrációihoz, ami összefüggést sugallhat a zsíranyagcsere és a testmozgás, valamint a leptin termelése között. Megállapítottuk, hogy a hosszú távú testedzés jótékony hatással van a túlsúlyos serdülőkre a PYY és az ellenállás, az étvágyhoz és az inzulinérzékenységhez kapcsolódó két hormon tekintetében.

Köszönetnyilvánítás

Nagyra értékeljük Leslie Holmes, Alan Sirk, Katherine Stephenson és Julia King technikai segítségét, valamint Dr. Paul Vos statisztikai segítségét. T.E.J. a Kelet-Karolinai Egyetem Karának Szenátusa támogatja. M.R.M. a Pitt Emlékkórház Alapítvány támogatásával. R.C.H. támogatja az NIH 1R01DK071081‐01.

Közzététel

A szerzők nem jelentettek összeférhetetlenséget.