Фізичні вправи та дієта посилюють окислення жиру та знижують резистентність до інсуліну у людей старшого віку з ожирінням

Анотація

Тренування аеробних вправ покращує окислювальну здатність та чутливість до інсуліну у осіб молодшого та старшого віку із ожирінням та/або IGT/T2DM (8, 14, 15, 20, 36). Втручання з обмеження калорій також демонструють подібне покращення чутливості до інсуліну; проте такі висновки суперечливі, і вплив на метаболізм субстрату менш чіткий (27, 32). Основним недоліком гіпокалорійних втручань у зниженні ваги є те, що знежирена маса, яка є головним фактором використання субстрату, зокрема окислення базального жиру, також часто зменшується (8, 15). Старіння пов'язане з негативним азотним балансом, і тому дорослі люди старшого віку мають підвищений ризик розвитку саркопенії (25). Вправи сприяють підвищенню рівня синтезу білка, що може допомогти підтримувати масу без жиру у людей старшого віку. Отже, програма схуднення, яка включає фізичні вправи, може бути сприятливою для оптимального поліпшення чутливості до інсуліну та субстратного метаболізму у літньої популяції IGT із ожирінням, тим самим зменшуючи і без того високий ризик розвитку такої групи макросудинних ускладнень.

Порушення дії інсуліну в основному виникає при ожирінні через накопичення внутрішньоклітинних похідних жирних кислот. Однак адіпоцитокіни також задокументовано відіграють певну роль. Показано, що концентрації лептину в циркуляції позитивно пов’язані з масою жиру та зворотно пов’язані з чутливістю до інсуліну (33). Лептин бере участь у насиченні через сигнальний шлях гіпоталамусу (10) та в метаболізмі субстрату безпосередньо дією периферичної тканини (23). Однак було продемонстровано, що лептин може посилити окислення жиру (23), що ілюструє парадокс: не виключено, що при ожирінні може виникнути резистентність до лептину (34). У цьому дослідженні досліджували взаємозв'язок між лептином та окисленням жиру. Окрім лептину, було показано, що інший адипоцитокін, адипонектин, також пов’язаний із чутливістю до інсуліну та метаболізмом субстрату (37, 41). Отже, у цьому дослідженні також вимірювали взаємозв'язок між адипонектином та окисленням жиру.

В даний час у людей старшого віку із ожирінням, що страждають ожирінням, невідомо, чи поєднання тренувальних вправ з гіпокалорійною дієтою є більш ефективним для покращення факторів, пов’язаних із метаболічними захворюваннями, порівняно з аналогічним режимом фізичних вправ при вживанні евкалоричних макроелементів. Це дослідження служить для вивчення таких відмінностей. Було висловлено гіпотезу, що фізичні вправи та обмеження калорій покращують чутливість до інсуліну та метаболізм субстрату в більшій мірі, ніж лише фізичні вправи, як результат більшої втрати ваги, особливо маси жиру.

Предмети.

Двадцять три старших, ожирілих, IGT (глюкоза в плазмі натще> 5,6 ммоль/л та 2-годинний тест на пероральний тест на толерантність до глюкози концентрація глюкози від 7,8 до 11,1 ммоль/л) були набрані із загальної популяції для участі у 12-тижневій тренуватися вправа під час споживання або евкалорійної, або гіпокалорійної дієти. Медичний скринінг не включав осіб із захворюваннями серця, нирок, печінки, кишечника та легенів або тих, хто приймав ліки від гіпертонії, діабету чи інших захворювань, пов’язаних із ожирінням. Усі добровольці були сидячими, і вони мали вагу стабільною протягом 6 місяців до дослідження. Дослідження було схвалено Інституційною комісією з огляду, і всі суб’єкти надали письмову інформовану згоду відповідно до наших вказівок щодо захисту людей.

Втручання.

Добровольців розділили на дві групи, що відповідають індексу маси тіла (ІМТ): евкалорична група ( = 12: 4 чоловіки, 8 жінок; вік = 66 ± 1 рік; ІМТ = 34,7 ± 1,6 кг/м 2) і група гіпокалорій ( = 11: 3 чоловіки, 8 жінок; вік = 67 ± 1 рік ІМТ = 33,6 ± 1,3 кг/м 2). Обидві групи проводили аеробні вправи середньої інтенсивності під наглядом (ходьба на біговій доріжці/велоергометрія/стаціонарне веслування) при 75% максимальної потужності засвоєння кисню 5 днів на тиждень (з понеділка по п’ятницю) протягом 12 тижнів. Дієтологічні записи збирали за 3 дні до дослідження, а щотижня проводили індивідуальні консультації з питань харчування для контролю споживання калорій. Евкалоричній групі було наказано продовжувати типове споживання їжі протягом усього дослідження, тоді як гіпокалорійній групі було наказано зменшити щоденне споживання енергії на 500 ккал. Кілька антропометричних та метаболічних заходів були вжиті до та після втручання, як описано нижче, під час триденного перебування в стаціонарі в Загальному клінічному дослідницькому центрі.

Склад тіла.

Зріст вимірювали з точністю до 1,0 см без взуття. Вагу тіла вимірювали з точністю до 0,1 кг із суб’єктом, одягненим у нижню білизну та лікарняну сукню. Окружність талії вимірювали посередині між нижнім краєм ребра та гребінем клубової кістки з точністю до 1,0 см. Щільність тіла визначали гідростатичним зважуванням, а масу жиру в тілі обчислювали за допомогою рівнянь Сірі, як описано раніше (29).

Аеробний фітнес.

Кожен випробовуваний виконував додатковий тест на біговій доріжці, щоб визначити своє максимальне споживання кисню (V̇ o 2max). Швидкість встановлювалася між 2 та 4 милями/год, а нахил бігової доріжки збільшувався на 2,5% кожні 2 хв до втоми. Виділяється повітря збирали, і концентрації кисню та вуглекислого газу вимірювали за допомогою електрохімічного кисневого аналізатора (модель A S-3, Прикладна електрохімія,) та інфрачервоного аналізатора вуглекислого газу (модель LB-2, Бекман). Максимальна аеробна ємність (V̇ o 2max) була досягнута, коли було досягнуто принаймні два з наступних критеріїв: 1) плато в поглинанні кисню 2) частота серцевих скорочень в межах 10 ударів/хв від передбаченого віком максимуму та/або 3) коефіцієнт дихального обміну> 1,0. Через гострий вплив фізичних вправ на чутливість до інсуліну проміжок часу між тестом V̇ o 2max та евглікемічним затискачем завжди становив щонайменше 48 годин. Постінтервенційне тестування V̇ o 2max проводили вранці за процедурою затиску.

Метаболізм базального субстрату.

Увімкнено день 2 перебування в стаціонарі, після 12-годинного нічного голодування, випробовуваних пробуджували о 06:00 і перевозили на візках, щоб позбавити ваги та зважити, а потім вони відкинулися в напівтемрявому, термонейтральному (22 ± 1 ° C) середовищі під прозорим пластиком капюшон (Brooks Instruments, Hatfield, PA) протягом 30 хв для непрямих вимірювань калориметрії, як описано раніше (40). Молярне співвідношення споживаного кисню до виробленого вуглекислого газу було використано для визначення міри відносної кількості субстрату, що окислюється [дихальний коефіцієнт (RQ)]. Рівняння Вейра використовували для розрахунку витрат енергії в спокої (39), а швидкості окиснення субстрату розраховували за Фрейном (7). Вимірювання екскреції азоту із сечею також проводили для оцінки швидкості окислення білка (7). Коротше кажучи, сечу збирали з 06:00 до завершення заходів калориметрії. Були зареєстровані загальний об'єм і час збору, а аликвоти аналізували на вміст азоту сечовини (Roche Modular Diagnostics, Індіанаполіс, Індіана).