Exercițiile fizice și dieta îmbunătățesc oxidarea grăsimilor și reduc rezistența la insulină la adulții obezi mai în vârstă
Abstract
Antrenamentul cu exerciții aerobice îmbunătățește capacitatea oxidativă și sensibilitatea la insulină la persoanele obeze mai tinere și mai în vârstă și/sau indivizii IGT/T2DM (8, 14, 15, 20, 36). Intervențiile de restricție calorică prezintă, de asemenea, îmbunătățiri similare ale sensibilității la insulină; totuși astfel de constatări sunt inconsistente, iar impactul asupra metabolismului substratului este mai puțin clar (27, 32). Principalul dezavantaj al intervențiilor de scădere în greutate hipocalorică este că masa fără grăsimi, un factor determinant major al utilizării substratului, în special oxidarea bazală a grăsimilor, este, de asemenea, adesea redusă (8, 15). Îmbătrânirea este asociată cu un echilibru negativ al azotului și, prin urmare, adulții în vârstă prezintă un risc crescut de a dezvolta sarcopenie (25). Exercițiile fizice promovează ratele de sinteză a proteinelor, care pot ajuta la menținerea masei lipsite de grăsimi la persoanele în vârstă. Prin urmare, un program de scădere în greutate care include exerciții fizice poate fi favorabil pentru a îmbunătăți în mod optim sensibilitatea la insulină și metabolismul substratului la o populație IGT mai în vârstă, obeză, reducând astfel riscul deja ridicat al unui astfel de grup de a dezvolta complicații macrovasculare.
Acțiunea insuficientă a insulinei apare în principal în obezitate datorită acumulării de derivați ai acizilor grași intracelulari. Cu toate acestea, adipocitokinele sunt, de asemenea, documentate pentru a juca un rol. Concentrațiile circulante de leptină s-au dovedit a fi legate pozitiv de masa grasă și invers legate de sensibilitatea la insulină (33). Leptina este implicată în sațietate, printr-o cale de semnalizare hipotalamică (10) și în metabolismul substratului, prin acțiunea directă a țesuturilor periferice (23). Cu toate acestea, s-a demonstrat că leptina poate crește oxidarea grăsimilor (23), ilustrând un paradox: este posibil ca, în obezitate, să apară rezistență la leptină (34). Relația dintre leptină și oxidarea grăsimilor a fost investigată în acest studiu. În plus față de leptină, s-a dovedit că o altă adipocitokină, adiponectina, este legată de sensibilitatea la insulină și metabolismul substratului (37, 41). Prin urmare, relația dintre adiponectină și oxidarea grăsimilor a fost, de asemenea, măsurată în acest studiu.
În prezent, la persoanele în vârstă cu IGT obeze, nu se știe dacă combinația de antrenament la exerciții fizice cu o dietă hipocalorică este mai eficientă la îmbunătățirea factorilor asociați bolii metabolice în comparație cu un regim de exerciții fizice similar cu un aport de macronutrienți eucalorici. Acest studiu servește pentru a investiga astfel de diferențe. S-a emis ipoteza că exercițiul fizic plus restricția calorică ar îmbunătăți sensibilitatea la insulină și metabolismul substratului într-o măsură mai mare decât antrenamentul la exerciții fizic, ca urmare a pierderii mai mari în greutate, în special a masei grase.
Subiecte.
Au fost recrutați voluntari din populația generală pentru a participa la o săptămână de 12 voluntari IGT (cu glucoză plasmatică în repaus alimentar> 5,6 mmol/l și 2 ore concentrația de glucoză la testul de toleranță la glucoză între 7,8 și 11,1 mmol/l). intervenție de antrenament la exerciții fizice, în timp ce consumați fie o dietă eucalorică, fie una hipocalorică. Screeningul medical a exclus persoanele cu afecțiuni cardiace, renale, hepatice, intestinale și pulmonare sau cele care iau medicamente pentru hipertensiune, diabet sau alte afecțiuni legate de obezitate. Toți voluntarii erau sedentari și erau grei stabili timp de 6 luni înainte de studiu. Studiul a fost aprobat de Consiliul de revizuire instituțională și toți subiecții au acordat consimțământul scris în conformitate cu liniile directoare pentru protecția subiecților umani.
Intervenţie.
Voluntarii au fost împărțiți în două grupuri asemănătoare indicelui de masă corporală (IMC): un grup eucaloric = 12: 4 bărbați, 8 femei; vârsta = 66 ± 1 an; IMC = 34,7 ± 1,6 kg/m 2) și un grup hipocaloric = 11: 3 bărbați, 8 femei; vârstă = 67 ± 1 an IMC = 33,6 ± 1,3 kg/m 2). Ambele grupuri au întreprins 60 de minute de exercițiu aerob cu supraveghere moderată (mers pe bandă/ergometrie ciclică/canotaj staționar) la 75% din capacitatea maximă de absorbție a oxigenului 5 zile pe săptămână (de luni până vineri) timp de 12 săptămâni. Înregistrările dietetice au fost colectate timp de 3 zile înainte de studiu, iar sfatul nutrițional individual a fost furnizat săptămânal pentru a monitoriza aportul caloric. Grupul eucaloric a fost instruit să își continue aportul alimentar tipic pe tot parcursul studiului, în timp ce grupul hipocaloric a fost instruit să își reducă aportul zilnic de energie cu ~ 500 kcal. Mai multe măsuri antropometrice și metabolice au fost luate înainte și postintervenție, așa cum este descris mai jos, în timpul unui sejur internat de 3 zile la Centrul General de Cercetare Clinică.
Compozitia corpului.
Înălțimea a fost măsurată până la cel mai apropiat 1,0 cm fără pantofi. Greutatea corporală a fost măsurată la cea mai apropiată 0,1 kg, subiectul purtând lenjeria de corp și rochia de spital. Circumferința taliei a fost măsurată la jumătatea distanței dintre marginea coastei inferioare și creasta iliacă la cel mai apropiat 1,0 cm. Densitatea corpului a fost determinată prin cântărire hidrostatică, iar masa de grăsime corporală a fost calculată utilizând ecuațiile Siri așa cum s-a descris anterior (29).
Fitness aerob.
Fiecare subiect a efectuat un test de exercițiu incremental pentru a determina consumul maxim de oxigen (V ‡ o 2max). Viteza a fost setată între 2 și 4 mile/h, iar înclinația benzii de alergat a fost mărită cu 2,5% la fiecare 2 minute până la oboseală. A fost colectat aerul expirat, iar concentrațiile de oxigen și dioxid de carbon au fost măsurate folosind un analizor electrochimic de oxigen (modelul A S-3, Electrochimie aplicată) și un analizor de dioxid de carbon în infraroșu (modelul LB-2, Beckman). Capacitatea aerobă maximă (V o o 2max) a fost atinsă atunci când au fost atinse cel puțin două dintre următoarele criterii: 1) un platou în absorbția de oxigen 2) o frecvență cardiacă în limita a 10 bătăi/min de maximul prevăzut de vârstă și/sau 3) un raport de schimb respirator> 1,0. Datorită efectelor acute ale exercițiului fizic asupra sensibilității la insulină, perioada de timp dintre testul VTMo 2max și clema euglicemică a fost întotdeauna de cel puțin 48 de ore. Testarea postintervenție V o o 2max a fost efectuată în dimineața următoare procedurii de fixare.
Metabolismul substratului bazal.
El ziua 2 a internării, după un post de 12 ore peste noapte, subiecții au fost treziți la ora 0600 și luați cu scaunul cu rotile în gol și pentru a fi cântăriți, iar apoi s-au așezat într-un mediu semi-întunecat, termoneutral (22 ± 1 ° C), sub un plastic transparent hota (Brooks Instruments, Hatfield, PA) timp de 30 de minute pentru măsurători indirecte de calorimetrie, așa cum s-a descris anterior (40). Raportul molar dintre oxigen consumat și dioxid de carbon produs a fost utilizat pentru a obține o măsură a cantităților relative de substrat care erau oxidate [coeficient respirator (RQ)]. Ecuația Weir a fost utilizată pentru a calcula cheltuielile de energie de repaus (39), iar ratele de oxidare ale substratului au fost calculate în conformitate cu Frayn (7). S-au făcut, de asemenea, măsurători temporizate ale excreției de azot urinar pentru estimări ale ratelor de oxidare a proteinelor (7). Pe scurt, urina a fost colectată de la 0600 până la finalizarea măsurilor de calorimetrie. Volumul total și timpul de colectare au fost înregistrate, iar alicote au fost analizate pentru azot ureic (Roche Modular Diagnostics, Indianapolis, IN).