Обмеження калорій або фізичні вправи: вплив на фактори ризику ішемічної хвороби серця. Рандомізоване контрольоване дослідження

1Відділ геріатрії та харчових наук, 2Центр харчування людини, 3Dвідділ біостатистики, Медичний факультет Вашингтонського університету, Сент-Луїс, штат Міссурі; та 4Division of Food Science, Food and Food and Health, Istituto Superiore di Sanitá, Рим, Італія

Анотація

ішемічна хвороба серця (ІХС) є основною причиною смерті в США (25). Відносний ризик ІХС та факторів ризику ІХС зростає із збільшенням ожиріння (2, 12). Ми (9) виявили, що хірургічне видалення великої кількості підшкірного жиру в животі не покращує метаболічні фактори ризику ІХС, пов'язані з ожирінням. Отже, ймовірно, що втрата жиру, спричинена негативним енергетичним балансом, що зменшує масу вісцерального жиру та розмір жирових клітин, необхідна для досягнення метаболічних переваг. Негативний енергетичний баланс може бути досягнутий за рахунок зменшення споживання енергії або збільшення витрат енергії. Невідомо, чи довгостроковий негативний енергетичний баланс, викликаний лише фізичними вправами чи обмеженням калорій, є більш корисним для зменшення факторів ризику ІХС. Однак дані епідеміологічних та фізіологічних досліджень свідчать про те, що фізичні вправи несуть користь від втрати ваги від ризику ІХС (1, 4, 5, 19, 21).

Ми провели 1-річне рандомізоване контрольоване дослідження серед чоловіків та жінок серед худих та із надмірною вагою середнього віку, щоб оцінити ефект зменшення жиру в організмі, викликаний збільшенням витрат енергії на 20% або зменшенням споживання енергії на 20% лише на метаболізм фактори ризику ІХС. Ми припустили, що зменшення жиру, спричинене фізичними вправами, матиме більший сприятливий вплив на фактори ризику ІХС, ніж подібне зменшення жиру, спричинене CR.

Учасники.

У цьому дослідженні брали участь сорок вісім чоловіків та жінок у віці 50–60 років з індексом маси тіла (ІМТ) у діапазоні 23,5–29,9 кг/м 2, набраних із столичного району Сент-Луїса. Учасники мали стабільність ваги протягом ≥3 міс і були некурящими; жінки були в постменопаузі. Особи, які брали участь у регулярних фізичних вправах більше двох разів на тиждень, були виключені. Це дослідження було схвалено Комітетом з людських досліджень та Науково-консультативним комітетом Центру клінічних досліджень Медичної школи Вашингтонського університету. Усі випробувані дали інформовану згоду перед своєю участю. Нещодавно повідомлялося про вплив CR та EX на склад тіла, чутливість до інсуліну та масу кісток та скелетних м’язів у цих суб’єктів (18, 27–29).

Вивчати дизайн.

На початковому етапі всі учасники пройшли комплексний медичний огляд, планові аналізи крові та електрокардіограму. Потенційні суб'єкти були виключені, якщо вони були 1) діабет в анамнезі або значення глюкози в крові натще ≥126 мг/дл, 2) історія або клінічні докази ІХС, інсульту або захворювання легенів, 3) артеріальний тиск у спокої ≥170 мм рт.ст. систолічний та/або ≥100 мм рт.ст. діастолічний, або 4) недавня історія або свідчення злоякісності.

Учасники були рандомізовані з розшаруванням за статтю на одну з трьох груп у послідовності 2: 2: 1: обмеження калорій (CR), фізичні вправи (EX) або здоровий спосіб життя (HL) протягом 1 року. Сорок вісім дорослих (30 жінок, 18 чоловіків) розпочали втручання.

ЕХ втручання.

CR втручання.

Група HL.

Група HL отримала загальну інформацію про здорове харчування, їм запропонували безкоштовні заняття йогою та послужила контрольною групою. Поради щодо здорового способу життя були надані під час короткої консультації з дослідником-дієтологом і були зосереджені на вживанні менше жирної їжі та збільшенні споживання фруктів, овочів та цільних зерен. Їм також пропонувалося збільшити фізичну активність у таких повсякденних справах, як ходьба, танці та сходження по сходах. О 6 місяця вони отримали бюлетень, що містить подібні навчальні теми та рецепти із зниженою жирністю. Учасники ХЛ не отримували дієти та рецептів фізичних вправ.

Склад тіла та Трійник.

Вагу тіла вимірювали в двох примірниках вранці після 12-годинного голодування з випробовуваним у лікарняній сукні та без взуття. Базова маса тіла була розрахована як середнє значення п'яти тижневих зважених ваг, виміряних протягом базового періоду 4 тижнів. Дванадцятимісячна вага тіла являє собою середнє значення трьох тижневих ваг, отриманих на початку, в середині та в кінці періодів оцінки за 2 тижні. Зріст вимірювали без взуття з точністю до 0,1 см. ІМТ розраховували як вагу, поділену на квадрат висоти (кг/м 2). Масу всього жиру в організмі (FM), масу без жиру (FFM) та% FM оцінювали за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії (DEXA, Delphi W; Hologic, Waltham, MA, версія програмного забезпечення 11.2). Повідомлені значення складу тіла представляють середнє значення двох-трьох сканувань DEXA на початковому рівні та двох сканувань DEXA через 12 місяців. TEE вимірювали методом DLW у трьох групах, як описано раніше (18).

Аналізи крові.

Зразок венозної крові брали для визначення концентрації ліпідів і гормонів після того, як суб'єкти голодували протягом ≥12 год. У групі ЕХ зразки крові отримували ≥48 год після останнього вправи. Вимірювання концентрацій ліпідів та ліпопротеїдів-холестерину в сироватці крові проводили в лабораторії єврейської лікарні Барнса. Тригліцериди, що містять холестерин і гліцерин (TG), вимірювали за допомогою автоматизованих ферментативних комерційних наборів (Miles-Technicon, Tarrytown, NY). Холестерин ліпопротеїнів високої щільності (HDL-C) вимірювали в плазмі після осадження аполіпопротеїнів В-містять ліпопротеїнів сульфатом декстрану (50 000 МВт) і магнієм. Ці методи постійно стандартизовані Програмою стандартизації ліпідів Центрів контролю та профілактики захворювань. Двогодинні 75-г пероральні тести на толерантність до глюкози проводили на початковому етапі та в кінці втручання. Глюкозу в плазмі крові вимірювали методом глюкозооксидази (YSI Instruments, Фуллертон, Каліфорнія), а інсулін - радіоімуноаналізом. Інсулінорезистентність розраховували за допомогою оцінки гомеостазної моделі інсулінорезистентності (14). С-реактивний білок (CRP) вимірювали за допомогою високочутливого набору ІФА (ALPCO Diagnostics, Windham, NH).

Кров'яний тиск.

Артеріальний тиск (АТ) вимірювали за допомогою осцилометричного монітора АТ (Dinamap Procare 200; GE Healthcare, Waukesha, WI), коли пацієнт лежав у положенні лежачи на спині вранці після 12-годинного голодування. У групі ЕХ АТ вимірювали ≥48 год після останнього вправи. АТ вимірювала сертифікована медсестра, і процес вимірювання регулярно контролювався для забезпечення дотримання протоколу.

Розрахунок 10-річної оцінки ризику ІХС у Фремінгемі.

Оцінку ризику розраховували для кожного суб'єкта, використовуючи 10-річну оцінку ризику ІХС Wilson et al. (27) на вихідному рівні та через 1 рік. У цьому алгоритмі суб’єкти отримують бальну оцінку на основі категоріальних значень віку, загального холестерину, ЛПВЩ, АТ, куріння та діабету. Підрахунок балів доступний у дослідженні Wilson et al. та в Інтернеті за адресою www.nhlbi.nih.gov/about/framingham/riskabs.htm (30).

Статистичний аналіз.

Усі учасники, які надали як базові, так і однорічні дані, були включені в аналіз. Базові характеристики порівнювали між групами за допомогою тестів χ 2 або точного критерію Фішера для категоріальних змінних та дисперсійного аналізу для неперервних змінних. Аналіз коваріації використовувався для міжгрупового порівняння даних, зібраних на початковому рівні та за 1 рік, із значенням 12 міс як залежною змінною, а базовим значенням як коваріати. Коли загальна модель була суттєвою, проводились скориговані попарні порівняння груп за допомогою Тукі. В парі т-тести використовувались для порівняння в групах. Три піддослідні змінили рівень ліпід-знижуючого препарату під час дослідження (2 ЕХ, 1 ГЛ). Ці суб'єкти не були включені в аналіз ліпідів, ліпопротеїдів, (hs) CRP та 10-річного ризику ІХС. Всі статистичні тести були двосторонніми, і значення було прийнято на P ≤ 0,05. Дані представлені у вигляді середніх значень ± SD у кожен момент часу, а також для зміни між базовою лінією та 12 міс. Усі аналізи проводились із використанням програмного забезпечення SAS, версія 9.1.3, системи SAS для Linux (SAS Institute, Cary, NC).

З 379 добровольців, оцінених на відповідність вимогам, скринінгові процедури виключили 212 жінок та 109 чоловіків через анамнез або клінічні ознаки ожиріння, діабету, ІХС, інсульту, гіпертонії або злоякісної пухлини в анамнезі, а 63 відмовились брати участь. З решти 58 випробовуваних, які відповідали вимогам та зацікавилися, 10 відмовились перед початковим тестуванням через проблеми, пов'язані з дослідженнямn = 7) та особисті питання (n = 3). З 48 учасників, які розпочали втручання, 46 завершили дослідження; одна жінка була вибута з групи CR через 6 місяців через неможливість або відмову суб'єкта планувати тести, а одна особа вибула з групи EX на 9 місяців з медичних причин, не пов'язаних з втручанням. У таблиці 1 представлені дані про стать, вік, расу та ІМТ для трьох груп. Аналіз не виявив суттєвих відмінностей серед груп на вихідному рівні, крім віку. Учасники CR та HL були молодшими за учасників EX (P = 0,002; Таблиця 1). Однак включення віку як коваріата в аналіз результатів не вплинуло на результати дослідження (дані не наведені); отже, вік не був включений як ковариатор в дані, про які повідомляється.

Таблиця 1. Характеристика предмета базового дослідження

Вік і зріст є середніми значеннями ± SD. ЕХ, група вправ; CR, група обмеження калорій; HL, група здорового способу життя. P значення порівнює групи за допомогою χ 2 тесту для статі, точного тесту Фішера для раси та ANOVA для віку та зросту.

* P ≤ 0,05 порівняно з групою EX за допомогою тесту HSD Тукі.

Дотримання втручання.

Детальна інформація про дотримання втручань була опублікована раніше (18, 29); однак тут наводиться короткий підсумок цих даних, щоб допомогти в інтерпретації даних у цьому звіті. Згідно з 7-денними харчовими щоденниками, споживання енергії зменшилось на 300 ккал/день у групі CR та не суттєво змінилося в групах EX та HL. На основі 7-денних опитувальників щодо відкликання фізичної активності витрати енергії на фізичну активність зросли на ~ 4 MET-год/добу (~ 36%) у групі EX, але суттєво не змінились у групах CR або HL. Крім того, на підставі даних монітора HR, учасники групи вправ тренувались 5,8 днів/тиждень і 62 хв/сеанс при 71% максимальної ЧСС і мали середній валовий витрата енергії на вправ 317 ккал/день.

Маса тіла та склад.

На початку 38 із 46 учасників мали надлишкову вагу. Середній ІМТ становив 27,3 ± 2,0 кг/м 2 (діапазон 23,2–29,9 кг/м 2). Жир у тілі в середньому становив 39% у жінок та 26% у чоловіків. Втрата ваги в середньому становила 6,6 ± 5,5 кг у групі EX, 8,2 ± 4,8 кг у групі CR та 1,2 ± 2,1 кг у групі HL. Ефекти втручань на склад тіла були детально опубліковані раніше (18). Коротко кажучи, ІМТ (кг/м 2) значно зменшився як у групі фізичних вправ (від 27,1 ± 1,9 до 24,8 ± 2,6), так і у групі CR (27,1 ± 2,5 до 24,2 ± 2,8). Загальний жир у тілі також значно зменшився: 5,6 ± 4,9 кг у групі EX та 6,3 ± 3,8 кг у групі CR.

Фактори ризику ІХС.

Таблиця 2. Ліпіди та ліпопротеїди до та після втручання

Вправа (n = 16) CR (n = 18) HL (n = 9) Серед груп PТхол, ммоль/л Базова лінія5,10 ± 0,805,48 ± 0,775,48 ± 0,90 12 міс4,85 ± 0,834,91 ± 0,88 *5,53 ± 1,160,03 Зміна−0,26 ± 0,65−0,57 ± 0,460,06 ± 0,52 Всередині групи P0,12 * P † P ‡ P значення на основі тесту Вількоксона.

Таблиця 3. Основні фактори ризику ССЗ до та після втручання

Дані є середніми ± SD. HOMA-IR, оцінка моделі гомеостазу на інсулінорезистентність; СРБ, С-реактивний білок; SBP і DBP, систолічний та діастолічний артеріальний тиск. Серед груп P Значення порівнюють групи, використовуючи ANCOVA зі значенням 12 міс як залежною змінною та базовим рівнем як коваріату. Всередині групи P Тест значень на зміну між базовим та 12-місячним показниками в групі і базується на спарених т-тести, якщо не вказано інше. Аналіз ризику hsCRP та 10-річної ІХС виключає 3 пацієнтів, які протягом дослідження змінили статус ліпідзнижуючого препарату (2 ЕХ, 1 ГЛ).

* P ‡ Журнал даних перетворений для аналізу даних.

§ P значення на основі тесту Вількоксона.

У цьому 1-річному рандомізованому дослідженні ми порівняли ефекти втрати жиру, спричинені зменшенням споживання енергії або збільшенням витрат енергії на кілька факторів ризику ІХС у здорових чоловіків та жінок середньої та середньої ваги із нормальною вагою та надмірною вагою. Наші результати свідчать про те, що індукований CR- та EX негативний енергетичний баланс покращує профіль ризику ІХС у подібній мірі. Дванадцять місяців програм втручання CR та EX призвели до подібного (на 25%) зменшення маси жиру в обох групах. Дефіцит енергії, спричинений CR та EX, супроводжувався зменшенням більшості основних факторів ризику ІХС, включаючи концентрацію LDL-C у плазмі крові, загальний рівень холестерину/HDL-C, концентрацію CRP та індекс HOMA-IR, які були подібними у двох групи.

Незважаючи на відносно низькі базові значення для більшості вимірюваних змінних, наші результати свідчать про те, що 12-місячний негативний енергетичний баланс, досягнутий за допомогою CR або EX, призводить до значного зменшення багатьох факторів ризику ІХС. Наприклад, на основі даних, отриманих в результаті клінічних випробувань із залученням статинів, як ЕК-, так і CR-індуковані краплі LDL-C, отримані в цьому дослідженні, мали призвести до зменшення відносного ризику ІХС на 15% (16 ). Більше того, на основі індексу HOMA-IR, багато наших добровольців із порушенням толерантності до глюкози на початковому рівні були нормальними після 12 місяців втручання (17). Ми вважаємо, що наші висновки мають значення для охорони здоров'я для зниження ризику ІХС протягом життя. В недавньому дослідженні було повідомлено, що люди без факторів ризику ІХС у віці 50 років мають дуже низький залишковий ризик ІХС протягом життя і помітно довше виживання, тоді як люди з більш ніж двома основними факторами ризику мають високий ризик протягом життя та істотно коротше виживання ( 13). Більше того, наші результати підтверджують думку, що стійкі та недорогі зміни способу життя можуть мати помітний сприятливий вплив на багато факторів ризику ІХС.

На закінчення результати цього рандомізованого, контрольованого дослідження дають докази того, що CR-і EX-індукований негативний енергетичний баланс призводить до значного та подібного поліпшення основних факторів ризику ІХС. Ці дані підтверджують висновок, що стійкі зміни способу життя можуть мати помітний сприятливий вплив на ризик ІХС.

Ця робота була підтримана Угодою про співпрацю Національного інституту охорони здоров’я (NIH) AG-20487, Загальним клінічним дослідницьким центром NIH RR-00036, Навчальним центром з дослідження діабету DK-20579 та Відділом клінічних досліджень NIH DK-56341. E. P. Weiss був підтриманий NIH Grant AG-00078.

СНОПКИ

Витрати на публікацію цієї статті були частково сплачені за рахунок оплати сторінок. Тому стаття має бути позначена цим «реклама”Відповідно до 18 U.S.C. Розділ 1734 виключно для зазначення цього факту.

Ми вдячні учасникам дослідження за співпрацю та працівникам Лабораторії прикладної фізіології та медсестрам Загального клінічного дослідницького центру медичної школи Вашингтонського університету за кваліфіковану допомогу.

Поточна адреса Е. П. Вайса: кафедра харчування та дієтології, Університет Сент-Луїса, Сент-Луїс, Міссурі.