A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Olivia Santos Gondim, Vinicius Tadeu Nunes de Camargo

regulat

Institutul de afiliere al științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Olivia Santos Gondim, Vinicius Tadeu Nunes de Camargo

Institutul de afiliere a științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

Institutul de afiliere al științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

Institutul de afiliere al științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

Institutul de afiliere al științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

Institutul de afiliere a științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

Departamentul de afiliere pentru fiziologie și biofizică, Institutul de Științe Biomedice, Universitatea din São Paulo, SP, Brazilia

Institutul de afiliere al științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

Institutul de afiliere al științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

Institutul de afiliere al științelor activității fizice și sportului, program postuniversitar în știința mișcării umane, Universitatea Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazilia

  • Olivia Santos Gondim,
  • Vinicius Tadeu Nunes de Camargo,
  • Fernanda Almeida Gutierrez,
  • Patricia Fátima de Oliveira Martins,
  • Maria Elizabeth Pereira Passos,
  • Cesar Miguel Momesso,
  • Vinicius Coneglian Santos,
  • Renata Gorjão,
  • Tania Cristina Pithon-Curi,
  • Maria Fernanda Cury-Boaventura

Cifre

Abstract

Citare: Gondim OS, Camargo VTNd, Gutierrez FA, Martins PFdO, Passos MEP, Momesso CM, și colab. (2015) Beneficiile exercițiului regulat asupra markerilor de risc inflamatori și cardiovasculari la adulți cu greutate normală, supraponderali și obezi. PLoS ONE 10 (10): e0140596. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0140596

Editor: Rasheed Ahmad, Dasman Diabetes Institute, KUWAIT

Primit: 15 mai 2015; Admis: 27 septembrie 2015; Publicat: 16 octombrie 2015

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se găsesc în lucrare.

Finanțarea: Autorii nu au primit fonduri specifice pentru această lucrare.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Obezitatea este o problemă de sănătate publică și poate fi clasificată ca o epidemie mondială care duce la creșterea costurilor medicale. S-a demonstrat că obezitatea și excesul de greutate cresc riscul apariției mai multor morbidități cunoscute, cum ar fi bolile cardiovasculare. Obezitatea se caracterizează printr-un aport excesiv de energie, rezultând o extindere a depozitelor de țesut adipos, adipozitate viscerală, hipertrofie, hiperplazie și disfuncție adipocitară [1]. La persoanele obeze există o creștere marcată a secreției de adipokine pro-inflamatorii, inclusiv leptină, rezistină, IL-6 și TNF-alfa, și scăderea producției de adipokine antiinflamatoare, cum ar fi adiponectina. Această modificare a echilibrului adipokinelor este o componentă cheie a răspunsurilor metabolice și imune patogene și are impact asupra angiogenezei, a tensiunii arteriale și a metabolismului lipidic, toate acestea fiind legate de bolile cardiovasculare [2, 3].

Există o relație complicată între aceste adipokine și inflamația cu grad scăzut și/sau reglarea simpatică în timpul obezității și bolilor cardiovasculare [3, 9, 10]. Abordările alternative care afectează fazele de dezvoltare timpurii ale bolilor cardiovasculare ar putea avea un impact mai mare [11-13]. S-a postulat că activitatea fizică are efecte benefice asupra sănătății și, prin urmare, poate fi utilizată terapeutic pentru obezitate și tulburări conexe, cum ar fi hipertensiunea și dislipidemia. Exercițiile fizice ar putea acționa îmbunătățind profilurile adipokinei și markerii cardio-metabolici și clinici [11-16]; cu toate acestea, rolul exercițiului fizic asupra metabolismului lipidic și a markerilor inflamatori rămâne neconcludent din cauza mai multor dezavantaje legate de intensitatea și frecvența antrenamentului, grupul țintă și nivelurile de IMC din studii.

Am emis ipoteza că exercițiile fizice moderate ar putea îmbunătăți markerii clinici ai bolilor cardiovasculare, în special la pacienții supraponderali și obezi, și că acest efect poate fi mediat de o reducere a adipokinelor și a inflamației. Prin urmare, am investigat efectele antrenamentului fizic moderat de 6 și 12 luni asupra nivelurilor de adipokine, a markerilor cardiometabolici și clinici la greutatea normală, supraponderali și voluntari obezi.

Materiale și metode

Participanți

Șase sute cincizeci și șapte de participanți au fost recrutați la începutul intervenției de la Institutul de Științe ale Activității Fizice și Sportului din Cruzeiro la Universitatea Sul. O sută patruzeci și trei de voluntari au finalizat intervenția de 12 luni, inclusiv 29 de bărbați și 114 femei, cu o vârstă medie de 56 ± 10 ani. Participanții au fost excluși din studiu dacă nu au obținut cel puțin 80% prezență la activități; nu a participat la cei 3 pași propuși de studiul nostru (la momentul inițial și după șase și doisprezece luni de exerciții regulate); și nu au fost postite timp de 8 ore înainte de recoltarea de sânge. Screeningul și recrutarea au avut loc între martie 2012 și martie 2014. Toți practicienii exercițiilor fizice regulate au participat la un program structurat de activitate fizică la centrul de sănătate și fitness bazat pe comunitate de la Institutul de Științe ale Activității Fizice și Sportului de la Universitatea Cruzeiro do Sul . Consimțământul informat scris a fost semnat de toți participanții înainte de a fi înscriși în studiu. Studiul a fost aprobat de Comitetul de Etică Umană de la Universitatea Cruzeiro do Sul (numărul CS/UCS-027/2012), Sao Paulo, Brazilia.

Participanții au fost evaluați la momentul inițial și după 6 și 12 luni de exerciții regulate. Am comparat datele de la același individ în momente de timp diferite pentru a determina efectul antrenamentului și a minimiza eterogenitatea grupului. Voluntarii au fost distribuiți în următoarele 3 grupe, în funcție de indicele de masă corporală (IMC): Grupul cu greutate normală (NWG, IMC 2), Grupul supraponderal (OVG, IMC ≥ 25 kg/m 2 și 2) și Grupul obezilor (OBG, IMC ≥ 35 kg/m 2). Distribuția în funcție de sex a fost similară între NWG (87% femei; 13% bărbați), OVG (80% femei; 20% bărbați) și OBG (79% femei; 21% bărbați). În ziua experimentală, subiecții au raportat la Centrul Sportiv al Institutului de Științe ale Activității Fizice și Sportului la ora 08.00, după un post peste noapte și 24 de ore de odihnă. Participanții au completat un chestionar care a inclus întrebări cu privire la caracteristicile personale, mai multe boli cronice, medicamente, sănătate, fumat și istoricul pregătirii fizice. Frecvența cardiacă (HR, Polar FT7, Kempele, Finlanda) și tensiunea manuală au fost obținute folosind un sfigmomanometru aneroid și manșetă (Premium, Sao Paulo, Brazilia) după ce participantul a fost așezat timp de cel puțin 5 minute. Apoi, s-au măsurat parametrii antropometrici, compoziția corpului, colectarea sângelui și capacitatea de fitness.

Dintre cei 143 de participanți, 46% au raportat dislipidemie, 46% au raportat hipertensiune și 19% au raportat diabet zaharat (DM). Prevalența dislipidemiei, hipertensiunii și DM a fost mai mare în OBG (54%, 53% și respectiv 26%) comparativ cu OVG (39%, 45% și respectiv 17%) și NWG (34%, 19% și 9) %, respectiv) (p Tabelul 1. Caracteristica generală a participanților înainte de antrenament.

Cu toate acestea, exercițiile fizice moderate au îmbunătățit distanța testului de capacitate aerobă în OBG după 6 și 12 luni și în OVG după 6 luni; și VO2peak estimat în OBG după 12 luni și în OVG după 6 luni (Fig 1). Capacitatea aerobă a fost mai mică în OBG comparativ cu NWG și OVG după 6 și 12 luni (Fig 1). În OBG, rezistența membrelor inferioare s-a îmbunătățit (de la 49 ± 2 la 58 ± 3 kg, p Fig 1. Efectul exercițiului asupra capacității de fitness în grupurile cu greutate normală (NWG), supraponderal (OVG) și obez (OBG)).

Capacitatea aerobă și rezistența isometrică a spatelui au fost evaluate înainte (T0), după 6 luni (T6) și 12 luni (T12) ale programului de antrenament de exerciții. Valorile prezentate sunt media ± eroarea standard a mediei. c comparație cu înainte de antrenament.

Având în vedere toți participanții, nivelurile de leptină au fost corelate pozitiv cu vârsta (r = 0,19, p Fig 2. Efectul exercițiului fizic asupra adipokinelor în grupuri cu greutate normală (NWG), supraponderal (OVG) și obez (OBG)).

Plasma și serul au fost separate imediat după recoltarea de sânge înainte (T0), după 6 luni (T6) și 12 luni (T12) ale programului de antrenament la exerciții. Concentrațiile plasmatice sau serice ale leptinei, adiponectinei, IL-6 și rezistinei au fost determinate folosind o metodă de testare a imunosorbentului enzimatic (ELISA). Valorile prezentate sunt media ± eroarea standard a mediei. o comparație cu grupul normal de greutate; b comparație cu grupul supraponderal; c comparație cu pregătirea înainte de program (T0); d comparație cu după 6 luni de instruire în program.

În comparație cu valoarea inițială, markerii cardiometabolici, incluzând colesterolul total, nivelurile LDL-c și CRP, au rămas neschimbate după exerciții cronice în grupuri. După 12 luni de antrenament, am observat o scădere de aproximativ 10% a nivelurilor HDL-c în OVG și OBG și o scădere de 27% a homocisteinei în OBG (Tabelul 4).

Ritmul cardiac în repaus și tensiunea arterială sistolică nu au fost semnificativ diferite de cele observate după 6 și 12 luni de antrenament. Presiunea arterială sistolică a fost cu 10% mai mare în OBG decât în ​​NWG. Activitatea fizică a redus tensiunea arterială diastolică cu 5-10% 12 luni de antrenament în NWG și OVG (Fig 3).

Tensiunea arterială sistolică și diastolică a fost evaluată înainte (T0), după 6 luni (T6) și 12 luni (T12) ale programului de antrenament la exerciții. Valorile prezentate sunt media ± eroarea standard a mediei. o comparație cu grupul normal de greutate; c comparație cu înainte de antrenament.

Discuţie

În studiul de față, programul de exerciții moderate a îmbunătățit starea inflamatorie și sistemul cardiovascular de nivel scăzut, reducând nivelurile de leptină și rezistină și tensiunea arterială diastolică în OVG și nivelurile de leptină, rezistină, IL-6 și homocisteină în OBG; cu toate acestea, compoziția corpului și unii markeri cardiometabolici care sunt mai mult legați de obiceiurile alimentare au rămas neschimbate sau agravate (HDL-c și adiponectină). Sugerăm că controlul echilibrului energetic prin dietă și activitate fizică sunt cruciale pentru îmbunătățirea acestor markeri și reducerea riscului cardiovascular.

Lipsa controlului dietei a fost o limitare în studiul nostru. Am estimat cheltuielile de energie la aproximativ 200-400 kcal pe activitate, adică 400 până la 800 kcal pe săptămână, ceea ce ar trebui să contribuie la o pierdere de 1 kg în aproximativ 11-12 săptămâni. Cu toate acestea, lipsa efectului asupra compoziției corpului ar putea fi explicată prin: înlocuirea ușoară a aportului alimentar; și/sau, pe termen lung, adaptările la exerciții au scăzut cheltuielile de energie în timpul exercițiului; și/sau frecvența scăzută a exercițiilor.

În teoria lipostatică a punctului de referință pentru greutatea corporală, eliberarea de leptină din adipocite este o buclă de feedback negativ pentru a suprima pofta de mâncare și a preveni creșterea în greutate. Leptina acționează în nucleul arcuat hipotalamic și tractus solitarii și este responsabilă pentru controlul homeostaziei glucozei, a echilibrului energetic și a activării SNS [3]. Funcția periferică a leptinei implică angiogeneza, hematopoieza, densitatea osoasă, vindecarea rănilor, sistemul imunitar, reglarea metabolismului energetic și absorbția intestinală a nutrienților [20].

Deși nivelurile de leptină circulante sunt foarte ridicate la subiecții obezi, leptina nu este în măsură să prevină în mod eficient creșterea în greutate, definită ca rezistență la leptină, iar acest lucru a fost observat în studiul nostru [2].

Astfel, aceste studii susțin că mai mulți mediatori ai inflamației sunt legați de hiperleptinemie și dezvoltarea rezistenței la leptină în stările de obezitate induse de dietă. Activarea semnalizării inflamatorii inițiază dezvoltarea rezistenței la leptină și reglează citokinele pro inflamatorii, cum ar fi IL-6 [20]. Am observat că leptina a avut o corelație pozitivă cu IL-6. Huang și colab. (2014) au demonstrat recent că celulele mononucleare (PBMC) sunt mai stimulate de LPS, rezultând o producție crescută de IL-6 la indivizii obezi [21]. De asemenea, am observat că leptina a avut o corelație pozitivă cu IL-6 și niveluri crescute ale acestor adipokine în grupul obez înainte de antrenament. Niveluri mai ridicate de rezistină sunt raportate și la pacienții obezi care au niveluri crescute de markeri inflamatori [2]; cu toate acestea, nu am observat o concentrație mai mare de rezistină în OBG în studiul nostru.

Dovezile sugerează că efectul protector al exercițiului poate fi, într-o oarecare măsură, atribuit efectului antiinflamator al exercițiilor fizice mediată printr-o reducere a masei grase viscerale și/sau prin inducerea unui mediu antiinflamator, crescând IL-10 și IL1-ra, cu fiecare atac de exercițiu [22]. Am sugerat că aceste proprietăți antiinflamatorii pot îmbunătăți nivelurile de adipocitokine. Khadir și colab. (2014) au raportat că exercițiile fizice pot atenua expresia proteinei fosfatazei 1 cu specificitate dublă (DUSP1), implicată în cheltuielile de energie, cu o creștere a expresiei PGC-1α și o reducere a activităților JNK și ERK împreună cu un răspuns inflamator atenuat [14]. Efectele exercițiilor antiinflamatorii pot fi asociate cu reglarea descendentă a activităților NADPH oxidază, ERK1/2 și SAPK/JNK și cu o expresie crescută a SOD-1 [15]. În studiul nostru am observat o scădere a leptinei, IL-6 și rezistină după exerciții regulate în grupurile supraponderale și obeze, independent de pierderea în greutate. Același efect asupra nivelurilor IL-6 a fost observat și de alți cercetători [12, 16] la bărbații indigeni australieni supraponderali și obezi; la nivelurile de leptină și IL-6 la adulții obezi [23]; și la concentrațiile de leptină, IL-6 și rezistină la copiii supraponderali și obezi [24].

Nivelurile de leptină după antrenamentul de scurtă durată par a fi bine corelate cu cantitatea de muncă efectuată și disociată de o scădere concomitentă a masei grase [11]. Adaptarea metabolică a fost, de asemenea, corelată cu scăderea leptinei circulante după restricția calorică plus exerciții fizice [25]. Persoanele cu capacitate aerobă mai mare au pierdut mai mult în greutate și au modificări mai mici în concentrațiile de leptină și insulină, sugerând o flexibilitate metabolică mai bună [26]. La pacienții obezi, IL-6 acționează predominant ca o citokină pro-inflamatorie; cu toate acestea, identificarea IL-6 ca miokină oferă o identitate contrastantă și, prin urmare, paradoxală ca citokină antiinflamatorie. Exercițiul îmbunătățește IL-6 derivat din mușchi, care este în corelație cu masa musculară și intensitatea exercițiului și stimulează eliberarea altor citokine antiinflamatorii, inclusiv IL-10 și IL-1ra [27]. Un studiu anterior a sugerat că exercițiul fizic a redus expresia diferitelor HSP-uri cu atenuare concomitentă la nivelurile endogene de IL-6 [28].

Rezistina plasmatică a fost corelată cu markerii cardiovasculari și proinflamatori și cu câteva componente ale sindromului metabolic la adolescenții obezi [29]. În studiul nostru, concentrația de rezistență plasmatică a scăzut după programul de antrenament, similar cu un studiu anterior realizat în cursul a 8 săptămâni de antrenament la elevii obezi [30] și în timpul a 7 luni de exerciții intense asociate cu restricția calorică la persoanele obeze morbid [31].