Фізичні вправи та баріатрична хірургія: ефективна терапевтична стратегія

Пол М. Коен

1 Трансляційний дослідницький інститут метаболізму та діабету, лікарня Флориди; і

2 Інститут медичних відкриттів Санфорда Бернхема Пребіса на озері Нона, Орландо, Флорида

Елвіс А. Карнеро

1 Трансляційний дослідницький інститут метаболізму та діабету, лікарня Флориди; і

Брет Х. Гудпастер

1 Трансляційний дослідницький інститут метаболізму та діабету, лікарня Флориди; і

2 Інститут медичних відкриттів Санфорда Бернхема Пребіса на озері Нона, Орландо, Флорида

Анотація

Довгострокова ефективність баріатричної хірургії не зовсім зрозуміла, і відновлення ваги та рецидив діабету є проблемами для деяких пацієнтів. Вправа є можливою та клінічно ефективною допоміжною терапією для пацієнтів з баріатричною хірургією. Ми припускаємо, що фізичні вправи також є критичним фактором для тривалого збереження ваги та тривалої ремісії діабету 2 типу.

Ключові моменти

Баріатрична хірургія може бути ефективним терапевтичним варіантом ожиріння.

Довгострокова ефективність баріатричної хірургії не зовсім зрозуміла; відновлення ваги та рецидив діабету - це проблеми для деяких пацієнтів.

Останні дані свідчать про те, що фізичні вправи є можливою та клінічно ефективною допоміжною терапією для пацієнтів з баріатричною хірургією.

Вправи також можуть бути критичним фактором для тривалого збереження ваги та тривалої ремісії діабету 2 типу.

ВСТУП

Важке ожиріння визначається як індекс маси тіла (ІМТ) ≥40 кг · м −2 і є серйозною та поширеною проблемою охорони здоров’я у багатьох західних країнах, включаючи США (1). Зараз ожиріння класифікується Американською медичною асоціацією як захворювання (2) і може спричинити багато загальних несприятливих наслідків для здоров'я, включаючи діабет 2 типу (T2D), рак, артрит, гіпертонію та серцево-судинні захворювання.

У цьому огляді ми обговорюємо нашу тезу про те, що фізичні вправи або збільшення рівня ПА можуть бути ефективними як допоміжна терапія для пацієнтів з баріатричною хірургією (рис.). Це теза, яку ще потрібно ретельно перевірити, особливо в контексті довгострокових результатів. Ми починаємо з виявлення деяких недоліків хірургічних варіантів лікування ожиріння, включаючи відновлення ваги та рецидив діабету, і пропонуємо, щоб фізичні вправи покращували енергетичний баланс, що є критичним фактором для тривалого підтримання втрати ваги, спричиненого хірургічним втручанням, і сприяє стійкій ремісії T2D шляхом поліпшення та підтримки чутливості до інсуліну периферичних тканин. Ми спираємось на дані досліджень, пов’язаних із фізичним навантаженням та дієтою, спрямованими на підтримку нашої тези. Нарешті, ми окреслюємо сфери, на яких слід зосередитись у майбутніх дослідженнях, щоб отримати наступний рівень доказів, який забезпечить сучасні вказівки щодо фізичних вправ для цієї швидко зростаючої популяції пацієнтів.

ефективна

Потенційні механізми, за допомогою яких фізичні вправи можуть надати додаткову користь для метаболічного здоров'я для пацієнтів з баріатричною хірургією, які відчувають неоптимальну втрату ваги та відновлення ваги.

БАРІАТРИЧНА ХІРУРГІЯ - НЕ МЕТАБОЛІЧНА ПАНАЦЕЯ ДЛЯ ВСІХ ХВОРИХ

Довгострокова ефективність баріатричної хірургії є змінною

Баріатрична хірургія зазвичай є ефективним терапевтичним варіантом для схуднення при важкому ожирінні, а також для ремісії діабету у пацієнтів з нижчим ІМТ (5). Останні дані свідчать, що баріатрична хірургія є ефективнішою, ніж лише медична терапія, навіть до 5 років спостереження (5). Справді, нещодавно кілька професійних організацій рекомендували розширити показання до баріатричної хірургії, включаючи осіб з погано контрольованим T2D та ІМТ до 30 кг · м −2 і до 27,5 кг · м −2 для пацієнтів з Азії. Однак цей консенсус в основному базується на доказах рандомізованих клінічних випробувань, лише з 1 до 3 роками спостереження. Докази обмежені дослідженнями з малими обсягами вибірки, недостатнім тривалим (> 1 рік) спостереженням у когортах з адекватними показниками утримання (> 80%) та дослідженнями на одному місці за відсутності нехірургічних груп порівняння (6). Менше відомо про тривале (> 5 років) підтримання втрати ваги після баріатричної хірургії (5,7). Крім того, відновлення ваги може бути фактором, пов’язаним з відмовою учасника дослідження та втратою до подальшого спостереження, що призводить до хибного та надто оптимістичного висновку щодо ефективності спричиненої баріатричною хірургією втрати ваги, коли спостереження є неповним - менше 80 % (6).

Чи є вправа до хірургії життєздатним терапевтичним підходом?

ТАБЛИЦЯ 1

Фізичні втручання перед баріатричною хірургією

Чи є програма фізичних вправ після хірургії доцільною та ефективною для пацієнтів з сильною ожирінням баріатричною хірургією?

В даний час не існує жодних доказових рекомендацій щодо ПА, спеціально для пацієнтів з баріатричною хірургією. Однак рекомендації щодо ПА були зроблені низкою організацій, включаючи Американське товариство метаболічної та баріатричної хірургії (ASMBS), Товариство ожиріння та Американську асоціацію серця (20). Загальні рекомендації, видані ASMBS, Товариством ожиріння та Американською асоціацією клінічних ендокринологів, рекомендують післяопераційним пацієнтам дотримуватися здорового способу життя, включаючи фізичні вправи протягом щонайменше 30 хв · d -1 (20). В даний час існує недостатньо доказів, на яких можна базувати специфічні для баріатричної хірургії керівні принципи ПА.

Чи сприяють вправи більшому схудненню після баріатричної хірургії?

ТАБЛИЦЯ 2

Дослідження втручання у фізичних вправах у пацієнтів з баріатричною хірургією

Є вправою важливою для підтримки втрати ваги?

Вправа може протидіяти фізіологічним адаптаціям, які виникають при баріатричній хірургії, спричиненій втратою ваги

FFM становить значну частину RMR, і втрата FFM може призвести до відновлення ваги в довгостроковій перспективі (45). Справді, припускають, що втрата FFM (скелетних м'язів, кісток та органів) становила 31,3% втрати ваги при операції RYGB (46). Клінічне значення втрати FFM для успішної втрати ваги та схильності до відновлення ваги не досліджене належним чином, але надмірна втрата FFM, ймовірно, небажана. Крім того, для літнього пацієнта з баріатричною хірургією втрата скелетних м’язів та щільності кісток може негативно позначитися на фізичній функції, прогресуванні саркопенії та якості життя (47). Індукована баріатричною хірургією втрата ваги призводить до значного зменшення вмісту мінеральних речовин у кістках (КМК) (48), що, ймовірно, є актуальним для пацієнтів старшого віку, які мають ризик розвитку остеопорозу.

Вплив тренувальних вправ або модифікації ПА на компоненти TDEE широко не вивчався (52). Підвищення рівня TDEE логічно випливає із збільшення або PA, або тренувань. ДІТ приділяли мало уваги (53), і хоча це було пов'язано з довгостроковою втратою ваги (53), мало відомо про специфічний вплив фізичних вправ або ПА на ДІТ. Вплив фізичних вправ або ПА на витрати енергії, пов’язані з діяльністю, є важливими, але їм приділяється мало уваги. Навіть якщо ПА зростає за допомогою структурованої програми вправ, ПАЕЕ все одно може зменшуватися із втратою ваги. Це може припустити, що зміна ЕЕ, спричиненого ПА, може бути недостатнім для компенсації втрати м’язової маси тіла та зменшення ЕЕ, пов’язаного з адаптивним термогенезом, навіть після виконання програми тренувань після фізичних вправ після операції. Це підтверджується зворотним співвідношенням між RMR та PA у пацієнтів із патологічним ожирінням, які були включені в програми тренувань (15,54), та нещодавнім аналізом нашої групи (15).

Вплив тренувань на фізичне навантаження або модифікацій ПА способу життя на RMR на сьогоднішній день не вивчався у пацієнтів з баріатричною хірургією (52). У кількох дослідженнях проводились одночасні вимірювання PA і RMR (19,52), хоча жодне з них не аналізувало вплив PA та фізичних вправ на адаптивний термогенез. Висновки щодо вправ із вправами ускладнені. Вправи можуть додатково зменшити вагу, м’язову масу тіла та RMR, тим самим потенційно посилюючи адаптивний термогенез. Попередні дослідження на пацієнтах із сильним ожирінням, які були залучені до програм тренувань з фізичних вправ, показали зворотну залежність між RMR та обсягом ПА (15,54), що може свідчити про обмеження загальних витрат енергії на парадигму ПА. І навпаки, було показано, що тренування на стійкість зберігають RMR незалежно від змін складу тіла (55), і це може бути корисним після баріатричної хірургії. Однак це спекулятивно і вимагає подальшого розслідування.

Важливе розмежування та потенційна взаємодія між ПА та фізичними вправами

Найбільш мінливим компонентом TDEE є витрати енергії, пов'язані з ПА, які можна просто розділити на витрати енергії, пов'язані з фізичними вправами (пов'язані з тренуванням), або неструктуровані витрати енергії на ПА (пов'язані з навмисними та ненавмисними ПА). Реалізація програм фізичних вправ може збільшити ЕЕ за хвилину протягом періоду вправ, але в літературі існують суперечки щодо впливу тренувань на загальну щоденну поведінку ПА, і висловлюється припущення, що вправи із вправами можуть спричинити компенсаційне зменшення активності без вправ, таким чином зменшення загальної добової PA та EE (19). Це може фактично створити стійкість до втрати ваги. В недавньому дослідженні нашої групи (19) ми припускаємо, що пацієнти з RYGB, які навчаються у структурованій програмі вправ, можуть знизити рівень NEPA після 6 місяців аеробних тренувань із середнім обсягом 185 хв. · Тиждень -1 (переважно ходьба) при 50 % –70% від індивідуального максимального пульсу.

Поліпшення периферійного ІЧ може бути ключовим для тривалої ремісії T2D

ІЧ відноситься до притупленої реакції тканини на циркулюючий інсулін, а ІР периферичних тканин є ключовим фактором на початку розвитку T2D. У дні після баріатричної операції різке обмеження калорій, що виникає, покращує печінкову чутливість до інсуліну та контроль рівня глюкози (37). Анатомічні зміни, спричинені процедурою RYGB (коротша кінцівка Ру), також сприяють більшій реакції на інкретин, що також покращує контроль рівня глюкози відразу після операції (37). Дослідження з використанням глюкозного затискача зі стабільними ізотопними індикаторами підтверджують, що ендогенне вироблення глюкози, показник чутливості печінкового інсуліну, покращується незабаром після операції RYGB (56). Дослідження з використанням методу глюкозного затиску також виявляють, що безпосередні метаболічні переваги баріатричної хірургії не поширюються на покращення чутливості до інсуліну периферичних тканин (56). Справді, звіт показав, що через 1 місяць після операції RYGB та значної втрати ваги (

11%), периферична чутливість до інсуліну не покращилася (56). Однак це важливо, оскільки скелетні м’язи є основною периферичною тканиною, яка відповідає за утилізацію

80% глюкози після їжі. Довгострокові покращення чутливості до інсуліну периферичних тканин після баріатричної хірургії відбуваються пропорційно втраті ваги (57), яка зазвичай складається з

50% зменшення маси жиру у всьому тілі та

Зниження ПДВ на 60% після 1 року (58). Однак, навіть при значній втраті ваги через 1 рік після операції RYBG, чутливість до периферичного інсуліну залишається низькою порівняно з худими метаболічно здоровими людьми (37).

Цілком ймовірно, що відсутність нормалізації ІР може призвести до рецидиву діабету у пацієнтів з баріатричною хірургією. ІЧ є основною особливістю переддіабету і настійно передбачає майбутнє виникнення T2D у пацієнтів, які не займаються хірургічним втручанням. Тривалість діабету та відновлення ваги сприяють рецидиву діабету (8), і ступінь поліпшення периферичної ІЧ (і підтримка поліпшення) та збереження контролю рівня глюкози, ймовірно, впливають на майбутній ризик рецидиву діабету. Дійсно, епідеміологічні дослідження пацієнтів, які не займаються хірургічним втручанням, продемонстрували, що пероральні вимірювальні показники ІР, що отримують глюкозний тест на толерантність (OGTT), можуть передбачити майбутній розвиток T2D (37). У цьому контексті фізичні вправи можуть бути корисними для покращення чутливості до інсуліну периферичних тканин після втрати ваги, спричиненої хірургічним втручанням, і, можливо, запобігання ремісії T2D. Цю гіпотезу потрібно перевірити.

Клінічні випробування показали, що у осіб з високим ризиком розвитку СД2 помірне збільшення ПА знижувало коефіцієнт конверсії порушеної толерантності до глюкози до СД2 на 58% (37). У ряді звітів нещодавно описується, як тренування після фізичних вправ після баріатричної хірургії забезпечує додаткові поліпшення контролю глікемії (табл. (Табл. 2). 2). Шах та ін. (27) повідомили, що 12-тижневе втручання після RYGB та операції на перев'язуванні шлунка покращили толерантність до глюкози. Результати нашого рандомізованого контрольованого дослідження показують, що помірні аеробні вправи викликають додаткові покращення чутливості до інсуліну та ефективності глюкози, тобто здатності глюкози як такої полегшувати утилізацію глюкози, поряд із покращеною кардіореспіраторною підготовленістю під час індукованої RYGB втрати ваги (4).

НАСТУПНІ НАПРЯМКИ

Існує ряд доречних питань, які залишаються спільними для клінічної та фізіологічної ролі фізичних вправ після баріатричної хірургії. Наприклад, потрібно визначити точні деталі того, що є можливим та ефективним втручанням ПА після операції, з точки зору дози (тривалості та інтенсивності) та модальності (ходьба, плавання та їзда на велосипеді). Врешті-решт, ефективність та ефективність фізичних вправ та ПА для покращення користі для здоров’я - це однозначно, але важливі проблеми. Чи збільшені фізичні навантаження/ПА забезпечують адитивну втрату ваги або втрату маси жиру, особливо вісцерального жиру або печінкового жиру, після баріатричної хірургії і чи є це важливим фактором для тривалого підтримання втрати ваги після баріатричної операції? У старшого пацієнта з баріатричною хірургією є ряд конкретних проблем: чи може втрата м’язової маси, включаючи м’язи та кістки, після операції мати шкідливі наслідки для фізичної функції та рухливості у літніх людей? Чи покращують фізичні вправи після баріатричної операції роботу м’язів, зменшують остеоартроз та біль у колінах та покращують якість життя у літніх людей?

РЕЗЮМЕ

Ожиріння, важке ожиріння та супутні супутні захворювання є основними проблемами охорони здоров’я в США та в усьому світі. Баріатрична хірургія є, мабуть, найефективнішим варіантом лікування для багатьох з важким ожирінням, але переваги не є універсальними для всіх пацієнтів. Крім того, довгострокова (> 1 рік) ефективність баріатричної хірургії залишається незрозумілою. Вправи явно викликають безліч корисних наслідків для здоров’я. Зараз ми маємо об’єктивні докази того, що ПА у пацієнтів до та після їх баріатричної операції дуже низький і насправді суттєво не збільшується під час та після втрати ваги. Отже, це популяція пацієнтів, яка може отримати значну користь від збільшення фізичного навантаження або PA (рис.). Необхідні рандомізовані контрольовані дослідження для більш чіткого визначення дози/інтенсивності вправ, необхідних для забезпечення додаткових переваг для здоров'я після баріатричної операції. Ці цінні докази також дадуть інформацію про клінічну практику щодо вкрай необхідних вказівок щодо фізичних вправ після баріатричної хірургії та допоможуть з'ясувати механізми, за допомогою яких ці вдосконалення опосередковуються.

Подяка

Це дослідження було підтримане фінансуванням від NIDDK (R01DK078192, R01DK078192-02S1, BHG), Центру клінічних трансляційних досліджень Університету Пітсбурга (M01RR00056) та Центру досліджень ожиріння та харчування (P30DK46204).