Ендотеліальна функція після інтервальних фізичних вправ плюс низькокалорійне дієтичне лікування у жінок з ожирінням

Ніколь М. Гілбертсон

1 Відділ кінезіології Університету Вірджинії, Шарлоттсвілль, штат Вірджинія,

Стефані Л. Міллер

1 Відділ кінезіології Університету Вірджинії, Шарлоттсвілль, штат Вірджинія,

Наталі З.М. Айхнер

1 Відділ кінезіології Університету Вірджинії, Шарлоттсвілль, штат Вірджинія,

Стівен К. Малін

1 Відділ кінезіології Університету Вірджинії, Шарлоттсвілль, штат Вірджинія,

2 Відділ ендокринології та метаболізму, Медичний факультет, Університет Вірджинії, Шарлотсвілль, Вірджинія,

3 Центр досліджень серцево-судинної системи Роберта М. Берна, Університет Вірджинії, Шарлотсвілль, штат Вірджинія,

Анотація

Ми визначили, чи інтервальні фізичні вправи плюс низькокалорійна дієта (LCD + INT) збільшують функцію ендотелію більше, ніж РК, що відповідає енергії. Повні жінки (47,2 ± 2,6 року, 37,5 ± 1,3 кг/м 2) були рандомізовані на 13 днів РК (n = 12; змішане харчування

1200 ккал/д) або РК + INT (n = 13; 12 контрольованих 60-хвилинних ІНТ-приступів 3 хв при 90% та 50% HR піку). Випробовувані LCD + INT отримували 350 ккал післязарядки, щоб порівняти доступність енергії з РК. Визначали фізичну форму (VO2peak) та склад тіла (BodPod), а також проводили 120-хвилинний тест на толерантність до глюкози на 75 хв, щоб вивчити дилатацію, зумовлену голодуванням та постпрандіальним потоком (ящур, функція ендотелію), коефіцієнт дихального обміну (RER) за допомогою непрямої калориметрії. а також приріст площі глюкози та інсуліну під кривою (iAUC120 хв). LCD + INT збільшив VO2peak (P = 0,02) порівняно з LCD, і обидва способи лікування зменшили жирову масу (P 50%; LCD n = 5, LCD + INT n = 7), LCD + INT збільшили натще (P = 0,005) і зменшили iAUC120 хв (P = 0,003) Ящур порівняно з РК. Підвищена придатність корелювала зі збільшенням ЧСЧ натще (r = 0,43, P = 0,03) та зменшенням ящуру iAUC120 хв (r = −0,44, P = 0,03). Зниження iAUC120 хв ящуру корелювало зі зниженням iAUC120 хв глюкози (r = 0,64, P = 0,001), а також збільшення 60-хвилинного RER (r = −0,42, P = 0,04). Низький рівень вихідного голодування та iAUC120 хв. Ящуру також був пов’язаний із посиленим голодуванням та iAUC120 хв. Ящуру після лікування (r = −0,71, P Ключові слова: Дефіцит енергії, придатність, потокова дилатація, інсулін

Вступ

Ендотеліальна дисфункція - це субклінічний зв’язок із серцево-судинними захворюваннями (ССЗ) у дорослих із ожирінням (Lobato et al., 2012; Ortega et al., 2016). Ожиріння пов’язане з дисфункцією ендотелію, зокрема, через структурні зміни інтими та середовищ судинної стінки, а також зменшення вазодилатації, що сигналізується оксидом азоту та/або інсуліном, що зменшує надходження поживних речовин до метаболічно активних тканин (Steinberg et al., 1996; Arcaro et al., 1999; Jongh, 2004; Lobato et al., 2012). Недавні звіти припускають, що жінки мають вищу ендотеліальну дисфункцію, ніж чоловіки, якщо їх співставляють за показником індексу маси тіла (ІМТ) (Suboc et al., 2013). З огляду на те, що абсолютна кількість жінок, які живуть із ССЗ та помирають від них, перевищує кількість чоловіків (Roger et al., 2011), для жінок необхідно роз'яснити оптимальне лікування для врятування дисфункції ендотелію.

Методи

Учасники

Склад тіла та аеробна підготовленість

Вагу тіла вимірювали за цифровою шкалою, а зріст вимірювали за допомогою стадіометра для оцінки індексу маси тіла (ІМТ). Жирову масу та нежирну масу (FFM) вимірювали за допомогою BodPod (Конкорд, Каліфорнія). Окружність талії вимірювали на 2 см над пупком за допомогою пластикової рулетки. VO2peak визначали за допомогою безперервного прогресивного випробування на велоергометрі з непрямою калориметрією (Carefusion, Vmax CART, Yorba Linda, CA). Вольове виснаження, коефіцієнт дихального обміну (RER)> 1,1 та каденція нижче 60 об/хв використовувались як показники VO2peak.

Пероральний тест на толерантність до глюкози (OGTT)

Поширене потоком розширення (ящур)

Низькокалорійна дієта (РК)

Перед тестуванням перед втручанням випробовуваним було доручено зафіксувати своє дієтичне споживання за добу протягом 3 днів. Потім учасники пройшли 13-денний РК (1000–1200 ккал/добу) на основі доопераційних дієт, рекомендованих дорослим з ожирінням, які перенесли баріатричну хірургію. Учасникам на сніданок та обід було надано шейки, що замінюють їжу (Ensure ® Abbott Laboratories, США, 8 унцій; забезпечують 160 ккал, 16 г білка, 2 г жиру, 19 г CHO), а учасникам було надано детальне меню з варіанти двох закусок по 100 ккал протягом дня і розумної вечері, яка не перевищувала 600 ккал (наприклад, пісний білок з овочами). Збирали порожні контейнери для струшування і протягом усього втручання проводили усереднення записів про їжу протягом 13 днів для оцінки відповідності та споживання калорій. Споживання їжі оцінювали за допомогою ESHA (версія 11.1, Salem, OR), і повідомляється про зміни від до втручання.

Інтервальне навчання вправам (INT)

Біохімічний аналіз

Глюкозу в плазмі крові аналізували в реальному часі методом глюкозооксидази (Yellow Springs, OH). FFA, а також інсулін оцінювали за допомогою колориметричного аналізу (Wako Chemicals, Richmond VA) та ELISA (Millipore, Billerica MA), відповідно. VCAM-1 та ICAM-1 також визначали за допомогою ІФА (R&D Systems, Міннеаполіс, Міннесота).

Статистичний аналіз

Результати

Характеристика втручання

Обидва способи лікування так само знизили загальну калорійність (РК -859,5 ± 222,2 проти РК + ІНТ-775,2 ± 175,5 ккал; Р ≤ 0,001), вуглеводів (РК -329,2 ± 127,7 проти РК + ІНТ-277,4 ± 95,3 ккал; Р = 0,001), жиру (РК -414,9 ± 71,2 проти РК + ІНТ-437,6 ± 78,4 ккал; Р ≤ 0,001) та білків (РК -117,9 ± 35,0 проти РК + ІН-76,0 ± 32,9 ккал; Р = 0,001). Натрій (РК -1553,6 ± 425,8 проти РК + ІНТ-1407,0 ± 237,4 мг; Р ≤ 0,001) і загальна клітковина (РК -6,0 ± 1,8 проти РК + ІНТ-7,7 ± 1,5 г; Р (табл. 1). 1) . Втручання не впливали на FFM або окружність талії (Таблиця (Таблиця 1 1 ). LCD + INT збільшив абсолютний та відносний пік VO2 порівняно із зменшенням при РК (P ≤ 0,02; Таблиця Таблиця1). 1). Загалом не було відмінностей на вихідному рівні або в зміні демографічних показників та складу тіла на основі груп 50-го процентилю (дані не наведені). Однак РК + INT збільшували абсолютний (Р = 0,01) та відносний (Р = 0,02) пік VO2 порівняно з РК у суб'єктів у верхньому 50-му процентилі після лікування.

Таблиця 1

Вплив LCD або LCD + INT на характеристики суб'єкта, субстрати крові та молекули адгезії

LCDLCD + INTANOVA (значення P)PreChangePreChangeTG x T

Вік (роки)

45,7 ± 3,5

48,5 ± 3,8

Склад тіла

Вага (кг)

103,6 ± 4,8

−2,8 ± 0,2

103,9 ± 5,8

-1,6 ± 0,3

37,8 ± 1,6

-0,9 ± 0,1

37,3 ± 2,0

-0,5 ± 0,1

50,7 ± 4,0

−2,0 ± 0,4

50,1 ± 4,5

-1,6 ± 0,3

114,6 ± 3,7

0,5 ± 1,2

111,6 ± 4,7

-1,6 ± 1,1

0,49

0,23

Аеробний фітнес

VO2пік (л/хв)

1,9 ± 0,1

−0,2 ± 0,1

1,9 ± 0,1

0,1 ± 0,1

0,58

0,009

VO2пік (мл/кг/хв) a

19,0 ± 1,3

-0,6 ± 0,5

18,5 ± 1,4

1,3 ± 0,6

0,50

0,02

Пост RER

0,84 ± 0,01

−0,05 ± 0,02

0,81 ± 0,02

−0,02 ± 0,01

0,002

0,29

60 хв RER

0,90 ± 0,02

−0,10 ± 0,01

0,87 ± 0,02

−0,04 ± 0,02

9436,4 ± 1231,4

-1516,6 ± 1032,1

12480,0 ± 2195,7

−2594,0 ± 1038,1

0,03

0,93

Запалення

ICAM ‐ 1 (нг/мл)

217,8 ± 15,3

−25,7 ± 5,9

233,7 ± 31,0

−9,9 ± 8,0

0,002

0,13

VCAM-1 (нг/мл)

581,5 ± 45,4

−22,5 ± 43,4

573,1 ± 29,8

−8,7 ± 28,4

0,55

0,79

Дані є середніми ± SEM, і повідомляється про абсолютні зміни. Індекс маси тіла (ІМТ); окружність талії (WC); коефіцієнт дихального обміну (RER); інкрементальна площа під кривою (iAUC); вільні жирні кислоти (FFA); молекула міжклітинної адгезії 1 (ICAM ‐ 1); молекула адгезії судинних клітин 1 (VCAM ‐ 1); Ефект лікування (Т); Група х Взаємодія з лікуванням (GxT).

Аптеки крові та відбір палива

Плазма VCAM-1 не змінювалась ні після лікування, але обидва втручання знижували ICAM-1 у плазмі (Р = 0,002; Таблиця Таблиця1). 1). РК і LCD + INT знижували рівень глюкози натще (P = 0,04; таблиця Таблиця1) 1) без впливу на глюкозу iAUC120 хв (Таблиця (Таблиця1). 1). Інсулін натще не змінювався, тоді як інсулін iAUC120min (P = 0,03; таблиця Таблиця1) 1) знижувався порівняно після РК та LCD + INT, що свідчить про підвищення чутливості до інсуліну. FFA натще (P = 0,03; таблиця Таблиця1) 1) зростала після РК та LCD + INT, але не було впливу на FFA iAUC120 хв (Таблиця (Таблиця1). 1). Обидва способи лікування зменшили показник RER натще (РК -6,2 ± 2,2 порівняно з РК + INT -2,6 ± 1,8%; Р = 0,002). РК і LCD + INT зменшили RER після прийому їжі (P ≤ 0,001), але зниження було більшим після РК через 120 хв (P = 0,004; Таблиця Таблиця1). 1). Не було різниці на початковому рівні або в зміні хімічних показників крові та вибору палива на основі груп 50-го процентилю після лікування (дані не наведені).

Не було різниці в діметрі артерії до або після будь-якого лікування (Таблиця (Таблиця2). 2). Більше того, LCD та LCD + INT не впливали на голодування або iAUC120 хв. Ящуру (P ≥ 0,14; рис. Рис. 1). 1). При порівнянні об'єктів у верхньому (LCD n = 5, LCD + INT n = 7) 50-му процентилі, LCD + INT збільшив швидкий ЧСЧ (6,3 ± 0,8 проти 2,8 ± 0,9%, P = 0,005) більше, ніж LCD, і LCD + INT зменшив iAUC120 хв ящуру (-499,3 ± 91,6 проти -64,6 ± 108,4%, P = 0,003) порівняно з РК (рис. (Рис. 1). 1). Не було різниці на початковому рівні або у зміні діаметра вихідної артерії на основі груп 50-го процентилю після лікування (дані не наведені).

Таблиця 2

Вплив LCD або LCD + INT на діаметр плечової артерії до оклюзії

LCDLCD + INTANOVA (значення P)PreChangePreChangeTG x T

Діаметр голодування (мм)	3,55 ± 0,15	-0,07 ± 0,11	3,68 ± 0,12	−0,02 ± 0,05	0,43	0,71
60 хв Діаметр (мм)	3,64 ± 0,14	-0,06 ± 0,11	3,67 ± 0,12	−0,08 ± 0,04	0,22	0,81
120 хв Діаметр (мм)	3,88 ± 0,12	0,04 ± 0,10	3,93 ± 0,12	0,10 ± 0,07	0,24	0,63

Дані є середніми ± SEM, і повідомляється про абсолютні зміни. Ефект лікування (Т); Група x Взаємодія з лікуванням (G x T).