Кристиан К. Робъртс

лаборатория за изследване на упражнения и метаболитни заболявания, Секция по транслационни науки, UCLA School of Nursing, University of California, Los Angeles, CA

Даниел М. Кройманс

лаборатория за изследване на упражнения и метаболитни заболявания, Секция по транслационни науки, UCLA School of Nursing, University of California, Los Angeles, CA

b Медицински факултет на Дейвид Гефен, Калифорнийски университет, Лос Анджелис, Калифорния

Наджиб Азиз

c Катедра по патология и лабораторна медицина, Медицински факултет на Дейвид Гефен, Калифорнийски университет, Лос Анджелис, Калифорния

Антъни У. Бъч

c Катедра по патология и лабораторна медицина, Медицински факултет на Дейвид Гефен, Калифорнийски университет, Лос Анджелис, Калифорния

Кати С. Лий

d Катедра по медицина и VA Greater Los Angeles Healthcare System GRECC, Лос Анджелис, Калифорния

Резюме

Обективен

Данните сочат, че SHBG влияе върху гликемичния контрол, предсказва както T2D, така и метаболитния синдром и е нисък при затлъстели лица. Опитахме се да определим дали тренировките за упражнения за резистентност (RT) могат да увеличат глобулина, свързващ половите хормони (SHBG) и да подобрят нивата на свързаните стероидни хормони при наднормено тегло/затлъстяване, заседнали млади мъже.

Материали/методи

36 участници (ИТМ 31,4 kg/m 2, възраст 22 години) бяха рандомизирани в RT (12 седмици обучение, 3/седмица) или контролна група (C, 12 седмици без обучение) и бяха оценени за промени в SHBG, кортизол, тестостерон, свободен тестостерон (FT) и индекс на свободен андроген (FAI). В допълнение беше направено тестване на телесния състав и орален толеранс към глюкоза.

Резултати

12 седмици RT увеличава SHBG (P = 0,01) и намалява FAI (P Ключови думи: Стероиден хормон, кортизол, тестостерон, инсулинова чувствителност, силови тренировки, упражнения

1. Въведение

Диабетът тип 2 (T2D) се превърна в основна причина за предотвратима смърт през последния половин век, като се увеличи от малко над един милион диагностицирани през 1958 г. до почти 21 милиона през 2010 г. [1]. Допълнителен

7 милиона са недиагностицирани с T2D и приблизително 80 милиона проявяват преддиабет [2]. По този начин предотвратяването на бъдещи T2D при съвременните млади хора е голямо предизвикателство за общественото здраве. Обучението за устойчивост (RT) може да представлява превантивна стратегия за T2D [3], тъй като подобрява инсулиновата чувствителност и глюкозния толеранс, независимо от загубата на тегло [4–7]).

Независимо от традиционните рискови фактори, са идентифицирани биохимични маркери, които могат да бъдат свързани с повишен риск от T2D, като полово-стероидни хормони и глобулин, свързващ половите хормони (SHBG). Функцията на SHBG класически се приписва на свързването на стероидни хормони в циркулация, за да регулира тяхната бионаличност. Тъй като SHBG намалява при затлъстяване, се смяташе, че SHBG може да бъде маркер за затлъстяване по отношение на риска от T2D. Доказателствата обаче показват, че SHBG влияе независимо на гликемичния контрол [8,9] и предсказва както T2D [10–12], така и метаболитния синдром [13]. Освен това е известно, че инсулинът [14,15] и глюкозата [16] също имат реципрочно действие върху SHBG, за да регулират производството на SHBG в черния дроб.

Към днешна дата проучванията, които са изследвали ефектите на RT върху SHBG [17–20], обикновено отбелязват, че RT не влияе на SHBG. Тези проучвания обаче са проведени при здрави млади [17,20] и мъже на средна възраст [18] или по-възрастни мъже и жени [19]. Ефектът на RT върху SHBG при затлъстели млади индивиди е неизвестен.

Проучихме дали интервенцията с RT (12 седмици, 3 сесии/седмица) може да подобри ниските нива на SHBG, както и нивата на свързани стероидни хормони при заседнали млади мъже с наднормено тегло/затлъстяване. Нашата основна хипотеза беше, че RT ще увеличи SHBG в съгласие с подобрен глюкозен толеранс и телесен състав, независимо от загубата на тегло.

2. Методи

2.1. Участници в проучването

shbg

Диаграма на участниците.

2.2. Рандомизация

След тяхната оценка преди интервенция, участниците бяха рандомизирани в една от двете групи при съотношение 1: 3 (C, n = 8) към съпротива за обучение (RT, n = 28). И на двете групи беше напомнено да поддържат нормалната си диета ad-libitum и нормалните си ежедневни дейности. Участниците, рандомизирани в групата С, завършиха 12-седмичен контролен период без RT. Оценките преди и след интервенцията бяха направени съответно на седмици 0 и 13.

2.3. Интервенционна тренировъчна намеса и тестване на мускулна сила

Цялото обучение се проведе в Центъра за отдих John Wooden в UCLA. Участниците в RT групата завършиха 12 седмици RT на три контролирани сесии/седмица, като всяка сесия продължи приблизително един час. Тренировъчното претоварване беше модифицирано с помощта на линеен модел на периодизация с 3 фази. По време на фаза 1 (седмици 1-2), участниците са изпълнили два комплекта от 12-15 повторения за всяко упражнение при 100% от приблизителния им максимум от 12-15 повторения (RM). Във фаза 2 (седмици 3–7) участниците изпълниха три серии от 8–12 повторения при 100% от своите 8–12 RM, а във фаза 3 (седмици 8–12) участниците завършиха 6–8 повторения при 100% от своите 6 –8 RM. Тъй като участниците се адаптират към тренировъчното претоварване, теглото се увеличава, за да се поддържа предписаната интензивност на тренировката. Всички участници тренираха в 3 последователни дни/седмица, като се въртяха между два ежедневни режима на тренировка. Тренировка I се състоеше от клек с дъмбели (DB), кабелен ред, DB преден удар, DB ред, мъртва тяга (BB), удължаване на DB трицепс и DB къдрене. Тренировка II беше DB стъпка нагоре, BB преса за гърди, машинен клек, DB над главата, DB наклон на гръдния кош, DB повдигане отстрани, DB обратна муха и коремни хрускания. Сертифициран личен треньор е ръководил всички тренировки с съотношение максимум 3: 1 към треньор.

Изпитването на максимална якост се състои от 1-RM повдигане за щанга на щанга, 45 ° наклон на пресата (Hammer Strength Linear Leg Press) и машинно разположен ред (Life Fitness Pro2 серия; всички продукти на Life Fitness, Schiller Park, IL, САЩ ). Участниците първо затоплят всяка мускулна група, като изпълняват 8–10 повторения с тегло, еквивалентно на 40% –60% от изчислената им 1-RM. Теглото постепенно се увеличава, като същевременно намалява повторенията, докато участниците могат безопасно да опитат приблизително 1-RM за всяко упражнение. Успешен 1-RM се случи на предпоследния сет, след като не успя последния им сет. На участниците беше разрешено 3-4 минути почивка между всички сетове. Всички участници са извършили общо 2 максимални силови теста: участниците в RT групата са извършили един непосредствено преди първата тренировка и втория непосредствено преди предпоследната си тренировка, докато участниците от група C са направили тестовете на 0 и 13 седмици след амбулаторните си посещения за предотвратяване на всякакви остри ефекти от упражненията. Относителните измерители на силата бяха изчислени чрез разделяне на всяка мярка на телесното тегло на участника.

2.4. Процедури за извънболнично посещение

Измерванията бяха взети от участниците на изходно ниво (преди тест) и на седмица 13 (след тест). Въпреки че изборът на точното време от последния цикъл на обучението за оценка на променливите на първичните резултати е спорен, за да се оцени предимно хроничната адаптация на програмата за обучение, амбулаторното посещение се е случило приблизително 72 часа след последната тренировъчна сесия. Преди всяко посещение, участниците бяха припомнени: 1) да избягват всякаква умерена до енергична физическа активност 24 часа преди тестването и 2) да се въздържат от всякаква храна и напитки (с изключение на вода) за около 12 часа преди всяко посещение. Устно потвърждение за спазване на гореспоменатите критерии беше получено непосредствено преди всички тестове.

Амбулаторните процедури в Центъра за клинични и транслационни изследвания (CTRC) започват в 7:30 сутринта и обикновено продължават 3,5 ч. ЕКГ с 12 отвеждания се прилага като мярка за безопасност и се проверява от лекар, преди да се разреши каквото и да е участие в тестове/интервенции за упражнения. Височина, тегло и обиколка на талията бяха измерени в два екземпляра при всички участници. Взеха се кръвни проби на гладно и серумът се отделя и съхранява при -80 ° C, докато се анализира. Впоследствие беше направен 2-часов орален тест за глюкозен толеранс (OGTT).

2.5. Състав на тялото

Съставът на тялото се определя чрез сканиране с двойна енергийна рентгенова абсорбциометрия (DXA) (рентгенов денситометър Hologic QDR4500 Fan Beam, Hologic, Waltham, MA).

2.6. Анализи на стероидни хормони

Плазмените нива на SHBG, кортизол и тестостерон са измервани чрез електрохимилуминесцентен имуноанализ (ECLIA) на автоанализатор Elecsys 2010 (Roche Diagnostics, Indianapolis, IN) в лабораторията за клинични и транслационни изследвания (CTRL) на UCLA. Коефициентите на вариация за резултатите от теста за SHBG, кортизол и тестостерон от слепи проби за контрол на качеството са съответно 4.3%, 3.8% и 6.2%. Свободният тестостерон (FT) се изчислява чрез метода на Sodergard [21]. FAI се изчислява чрез 100 * (Общ тестостерон/SHBG).

2.7. Тест за орален глюкозен толеранс

Участниците завършиха 2-часов OGTT, използвайки 75 g безводна глюкоза, разтворена във вода. Проби от венозна кръв се получават на изходно ниво и на всеки 30 минути (-30, 0, 30, 60, 90 и 120, спрямо поглъщане на глюкоза) и се анализират за глюкоза и инсулин. UCLA CTRL анализира серумна глюкоза чрез in vitro хексокиназен метод (Olympus AU400 Chemistry Analyzer, Beckman Coulter, North America Commercial Operations, Irving, TX 75063, USA). Серумният инсулин беше измерен чрез твърдофазна, ензимно-белязана хемилуминесцентна имунометрична проба (Immulite® 2000, Diagnostic Products, Los Angeles, CA) от UCLA Clinical Laboratories.

Общата площ под кривите на глюкоза и инсулин (AUC) се изчислява по трапецовидно правило. AUC от 0 до 120 минути се изчислява за глюкоза (GAUC (0-120)) и инсулин (IAUC (0-120)). Глюкозата и инсулинът във времеви точки 0 (на гладно) и 120 минути (2 часа) и AUC мерки бяха използвани като показатели за глюкозен толеранс и инсулинова резистентност. Гликираният хемоглобин (HbA1c) беше измерен чрез DCA Vantage® Analyzer (Siemens Medical Solutions Diagnostics, Ню Йорк, САЩ).

2.8. статистически анализи

3.1. Състав на тялото, сила и OGTT

Общо участниците в RT групата присъстваха на 99,7% от своите обучителни сесии. Таблица 1 илюстрира промени в антропометричните данни за ефекти между и в рамките на групата. LBM (P = 0,0002, фиг. 2) и 1RM сила в гърдите, краката и редовете значително се увеличават в RT в сравнение с C (всички P фиг. 2). Няма промяна в ИТМ, обиколката на талията (WC) или телесното тегло между групите, въпреки че телесното тегло (P = 0,07) и ИТМ (P = 0,06) има тенденция към увеличаване на RT спрямо C и BMI се увеличава в групата RT ( P = 0,03). Няма промяна в HbA1c в рамките на или между групите. Както инсулинът на гладно, така и глюкозата се увеличават при RT в сравнение с C (P = 0,054, P = 0,05, съответно). Въпреки това, AUC на глюкозата и 2-часовата глюкоза имат тенденция към намаляване на RT спрямо C (P = 0,07, P = 0,05, съответно). AUC на глюкозата (P = 0,004), AUC на инсулина (P = 0,03), 2-ч глюкоза (P = 0,007) и 2-h инсулин (P = 0,002) намаляват значително при RT.

3.2. Стероидни хормони

3.3. Индивидуални отговори

Фиг. 4 представлява процентната промяна от предтеста към теста след всеки тест за SHBG, сортирано по LBM (4A), оценка на якостта (4B) и обща мастна маса (4C). Забележително е, че въпреки че почти всички пациенти в RT показват увеличение на SHBG, ефектът е силно променлив. Индивидуалният ефект на RT върху SHBG обикновено не е свързан с ефектите върху тези резултати.

Индивидуални отговори. Индивидуалната реакция на 12-седмична RT интервенция е представена като процентна промяна от стойностите преди теста и сортирана от най-голямата към най-малката тренировъчна реакция за SHBG, сортирана по LBM (A), оценка на силата (B) и обща мастна маса (C). RT (n = 27) C (n = 6).

4. Дискусия

Напоследък има доказателства, че биологията на стероидния хормон играе роля при метаболитните заболявания. Например, въпреки че функцията на SHBG класически се приписва на свързването на стероидни хормони в циркулацията, за да регулира тяхната бионаличност, SHBG е доказано, че влияе върху гликемичния контрол [8,9] и предсказва както T2D [10–12], така и метаболизма синдром [13].

Изследвахме ефектите от RT интервенция върху SHBG, кортизол, тестостерон и индекси на свободни андрогени при заседнали млади мъже с наднормено тегло/затлъстяване. Отбелязахме, че: 1) RT повишава SHBG и намалява кортизола и FAI в сравнение с C; 2) FT намалява в RT; 3) тези промени са настъпили във връзка с подобрения в толерантността към глюкозата, силата, LBM и намалява общата маса и мастната маса на багажника, но при липса на загуба на тегло; и 4) ефектите на RT върху SHBG показват значителна индивидуална променливост. Тези резултати подкрепиха нашата основна хипотеза, че RT ще увеличи SHBG, независимо от загубата на тегло.

Нашите открития са в контраст с проучванията, които показват, че SHBG не се променя при млади мъже с RT [17,20,22] и тези открития са отбелязани и при мъже и жени на средна възраст [18] или по-възрастни [19]. Въпреки това, Daly et al. [23] отбелязва, че при възрастни възрастни с наднормено тегло с T2D, въпреки липса на промяна в SHBG със загуба на тегло (нискокалорична диета) в сравнение със загуба на тегло + RT, има повишение на SHBG в рамките на групата след 6 месеца в групата, извършваща RT. Доколкото ни е известно, нашето е първото проучване, което определя ефектите само на RT върху SHBG при млади мъже със затлъстяване. Отбелязахме увеличение на SHBG от

Установено е също, че нивата на тестостерон са свързани с инсулинова резистентност [25,26], висцерално затлъстяване [27], диабет [28,29] и метаболитен синдром [30]. Въпреки това, ние не забелязахме промяна в тестостерона след RT, въпреки че FT показа малък, но статистически значим спад. Последиците от тази констатация са неизвестни, но подобренията в телесния състав (повишена LBM, намалена обща маса и мастна маса в багажника), сила и динамика на инсулина са настъпили без увеличаване на общия или FT. Намалението на FAI, показателно за биологично активен тестостерон, вероятно се дължи на увеличаването на SHBG, тъй като общият тестостерон не се е променил. Това предполага, че не са необходими повишени нива на бионалични андрогени за гореспоменатите подобрения в променливите на метаболитния риск с интервенция на RT. По подобен начин, отбелязаното подобрение в силата и увеличението на LBM вероятно са независими от промяната в нивата на андроген [31].

Исторически е показано, че по-високи нива на кортизол се забелязват при затлъстяване и по този начин могат да се отбележат при пациенти със затлъстяване с T2D и/или метаболитен синдром. Всъщност няколко проучвания съобщават за повишен кортизол при пациенти с T2D и метаболитен синдром [32,33]. Въпреки това, в скорошно проучване на DeSantis et al. [34], слюнченият кортизол не е свързан с метаболитен синдром. Отбелязахме, че RT намалява кортизола в сравнение с C. Това би било в съответствие с очакваната промяна в кортизола, свързана с подобрен метаболитен профил. Като се има предвид, че ефектите на кортизола върху метаболитния синдром и T2D са противоречиви, последиците от това откритие остават неясни.