К Цирукиду

1 3-та катедра по педиатрия, Обща болница за хипокрация, Университет Аристотел в Солун, Солун, Гърция

М Папагиани

1 3-та катедра по педиатрия, Обща болница за хипокрация, Университет Аристотел в Солун, Солун, Гърция

E Hatziagorou

1 3-та катедра по педиатрия, Обща болница за хипокрация, Университет Аристотел в Солун, Солун, Гърция

Гали-Цинопулу

2 4-та педиатрична катедра, Обща болница Papageorgiou, Солунски университет Аристотел, Солун, Гърция

Джанопулос

3 2-ра катедра по педиатрия, Университетска обща болница AHEPA, Университет Аристотел в Солун, Солун, Гърция

Аз Цанакас

1 3-та катедра по педиатрия, Обща болница за хипокрация, Университет Аристотел в Солун, Солун, Гърция

Резюме

Контекст: Детското затлъстяване представлява глобална заплаха за здравето. Изследвахме връзката на индексите за тестване на кардиопулмонални упражнения с нивата на адипокини и инсулиновата резистентност, заедно с благоприятния ефект на физическите упражнения върху инсулиновата резистентност при деца.

Материали и методи: В настоящото проучване са участвали 32 деца със затлъстяване, 21 деца с наднормено тегло и 30 деца с нормално тегло, със средна възраст съответно 11,98 (± 1,95), 10,91 (± 1,72) и 11,35 (± 2,21) години. Всички деца бяха клинично здрави. Децата и техните родители предоставиха данни за физическата активност, докато за функционалната оценка на дихателния статус на изследваната популация бяха проведени тестове за спирометрия и максимално кардиопулмонално упражнение.

Резултати: Нивата на лептин са значително по-ниски при деца с нормално тегло в сравнение с тези със затлъстяване (p Ключови думи: Затлъстяване, детство, тестове за кардиопулмонални упражнения, лептин, адипокини

Въведение

Затлъстяването, което се определя като необичайно или прекомерно натрупване на мазнини в мастната тъкан, застрашава здравето на хората 1. Особено детското затлъстяване представлява променяща се глобална заплаха за здравето 1. Степента на затлъстяване при деца на възраст 6-11 и 12-19 години се е увеличила от 1980 г. от 7% на 20% и от 5% на 18%, съответно 2, 3. Въпреки това, в някои западни условия като САЩ, Западна Европа, Австралия и Япония, последните данни показват, че нивата на детско затлъстяване може да са достигнали плато през последното десетилетие 4. Този факт не трябва да води до самодоволство, тъй като една трета от възрастните и почти 20% от децата и юношите на възраст 2-19 години са със затлъстяване.

Излишното телесно тегло представлява риск за здравето за преждевременна заболеваемост и смъртност. Болести като диабет тип 2, дислипидемия, хипертония, сърдечно-съдови заболявания и сънна апнея напоследък стават все по-чести при децата 5. Циркулиращите адипокини са свързани със затлъстяването и нивата им са свързани с инсулиновата резистентност 6, 7. Сред тях лептинът и адипонектинът са значителните адипоцитокини, чрез които затлъстяването упражнява своите клинични и метаболитни ефекти 7. Лептинът, който се произвежда главно в мастната тъкан, действа върху хипоталамуса, върху рецепторите в дъгообразното ядро, за да регулира апетита, за да се постигне енергийна хомеостаза 8. Намалена чувствителност към лептин е забелязана при затлъстяване, което води до невъзможност за откриване на ситост въпреки високите енергийни запаси 9. Установено е, че нивата на серумен лептин са повишени при деца със затлъстяване; освен това нивата на лептин намаляват по време на периода на отслабване 10 .

Аеробният капацитет с всичките му показатели, получени от теста за максимално упражнение, се използва като прогностичен фактор в много условия 11-13. Особено максималното количество кислород (VO2max), което белите дробове на човек консумират по време на максимално упражнение, е признато за златен стандартен прогностичен маркер при няколко заболявания. Shazia et al показват, че младите жени със затлъстяване имат по-нисък аеробен капацитет от тези с нормално тегло с по-ниски стойности на VO2max в групата със затлъстяване 14. Освен това, в систематичен преглед и мета-анализ на толерантността към упражнения при юноши, Hansen et al отбеляза тенденция за по-нисък пик на VO2 при затлъстели юноши от слабите и подчерта необходимостта от повече изследвания в тази област 15 .

Сърдечно-белодробният капацитет на детето, както е документирано от индексите за сърдечно-белодробни упражнения (CPET), отразява едновременно белодробните, сърдечно-съдовите, мускулните и метаболитните реакции при точни условия на метаболитен стрес. Последното също се изразява чрез промени в нивата на адипокини, които могат да бъдат свързани с CPET индекси 16 .

Целта на настоящото проучване беше да се изследват връзките на индексите за тестване на кардиопулмонални упражнения с нивата на адипокини и инсулиновата резистентност и въздействието на физическите упражнения върху инсулиновата резистентност при деца.

Материали и методи

Проведохме проспективно проучване от 2009 г. до 2013 г., в което бяха включени 53 деца с наднормено тегло и наднормено тегло, посещавали клиниката за затлъстяване на ендокринното отделение на 3-то отделение по педиатрия на Солунския университет „Аристотел“ в Солунската хипокрационна болница (групи с наднормено тегло и затлъстяване) и 30 деца с подобна възраст и пол с горните две групи, които са посещавали две различни държавни училища в град Солун (група с нормално тегло). Децата с нормално тегло бяха записани и участваха в проучването, след като те и техните родители бяха информирани за протокола от проучването чрез информационна листовка, изпратена до техните училища. Общо 33 деца с нормално тегло са приели да участват в проучването от 123 деца, които са били информирани за това. Групата с нормално тегло не се различава от останалите групи по отношение на възрастта и пола. Три деца с нормално тегло и две затлъстели бяха изключени от проучването. Критериите за изключване за проучването бяха: а) хронични заболявания и б) неизпълнение на тест за кардиопулмонални упражнения.

Изследването е одобрено от Комитета по биоетика на Медицинското училище на Университета Аристотел в Солун (номер на решение: 91/21-12-2009), а за всяко едно дете е получен подписан формуляр за съгласие от настойника.

В настоящото проучване участваха 32 деца със затлъстяване, 21 деца с наднормено тегло и 30 деца с нормално тегло, със средна възраст (± стандартно отклонение), съответно 11,98 ± 1,95, 10,91 ± 1,72 и 11,35 ± 2,21 години. Всички деца бяха клинично здрави. Децата и техните родители предоставиха данни за физическата активност. Те бяха попитани за физическа активност в училище, както е определено в тяхната учебна програма и извън училище. Последното се счита за „организирано“ само ако детето участва в определени спортове или посещава фитнес зала. Въпреки че всички часове за „физическа активност“ са записани, само деца с „организирана“ физическа активност се считат за „физически активни“. Всички деца съобщават за 2-часова седмична учебна дейност.

Спирометрия и максимално тестване на кардиопулмонални упражнения бяха извършени в отделението по пулмология на 3-то отделение по педиатрия.

Използвахме скалата SECA, модел 812 (S.No 06901304), за да измерим теглото на децата и измервателната пръчка Holten Limited (V/R, Veeder-Root, Crymych, Dyfed, UK) за измерване на височината им. Кривите на растеж за гръцкото население, проектирани от Първия педиатричен отдел на Атинския университет през 2000-2001 г., бяха използвани за определяне на процентила от теглото и височината.

Спирометрията се извършва с електронен спирометър за обем, сух тип (SensorMedics, Flow Sensor, Vmax Series, V.20-1 L, SensorMedics Corp., Yorba Linda, CA, USA). Измерихме принудителния жизнен капацитет (FVC), принудителния обем на издишване за една секунда (FEV1) и принудителния поток на издишване при 50% от FVC (FEF50), използвайки стандартна спирометрия, следвайки насоките ATS/ERS 17. В продължение на 24 часа преди спирометрия не са използвани бета-2 агонисти. Данните са изразени в% прогнози, като се използват нормативните данни от софтуера Global Lung Function Initiative (GLI 2012, Global Lung Function Initiative Task Force, достъпен на: http://www.lungfunction.org/).

Глюкозата се измерва с хексокиназен метод (AU 2700 Analyzer, Beckman Coulter Inc., Orange County, CA, USA) и инсулин чрез техниката за имуноанализ на двете места (Immulite 2000 XPi Immunoassay System, Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Германия). Оценката на хомеостатичния модел на инсулинова резистентност (HOMA-IR) се изчислява по следната формула: HOMA-IR = Глюкоза (mg/dL) x инсулин (mU/L)/405.

Що се отнася до адипокините, лептинът и адипонектинът са измерени с помощта на имуноферментен анализ, свързан със сандвич на две места (ELISA). Хомоцистеинът се измерва с електрохимична флуоресценция (Centaur CP, Siemens Healthcare GmbH).

Тестване на сърдечно-белодробни упражнения (CPET)

Всички участници извършиха максимално тестване на кардиопулмонални упражнения на велоергометър (Ergoline, Vmax Series V.20-1, SensorMedics). Измервани са и сърдечни параметри (кардиограф модел Corina, S.N. 101164361, софтуер Cardiosoft V5.15). Приложен е протоколът Годфри за тестване на упражнения 18; в зависимост от височината на субекта, след измерване на изходното ниво за една минута и период на загряване от две минути при колоездене с 10 вата (за пациенти с височина 150 см), работното натоварване се увеличава с 10, 15, 20 вата, съответно всяка минута до волева умора. Времето за тестване на упражненията беше задържано в рамките на 8-12 минути. Сърдечната честота на пациента над 85% от максимално предвидените 19 заедно със съотношението на дихателната еквивалентност (RER) над 1,05 20 са използвани като показатели за максимален тест. Измерено е максимално поглъщане на кислород (VO2max) и максимално поемане на кислород/тегло (VO2max/kg).

Извършена е описателна и изводителна статистика. Организираната физическа активност извън училище се счита за бинарна променлива около средната стойност (два часа седмично). За двете групи и множество сравнения бяха използвани съответно t-тест на Student и ANOVA с пост-hoc t-тест на Bonferroni. Pearson’s r е използван за корелации. Статистическата значимост е определена на p = 0,05. Статистическите анализи бяха извършени с помощта на IBM SPSS Statistics за Windows (IBM SPSS, IBM Corp., Armonk, NY, USA) версия 22.0, докато за графики използвахме Sigma Plot 12.5 (Systat Software, Лондон, Великобритания).

Резултати

Демографските и лабораторни данни за трите проучвателни групи са представени в таблица 1. Установени са статистически значими разлики във всички изследвани параметри, с изключение на хомоцистеин, както е показано в таблица 1. Post-hoc анализът показва, че нивата на лептин са значително по-ниски при нормално тегло в сравнение с децата със затлъстяване (p Фигура 1, докато нивата на VO2max са показани в Фигура 2. z-резултатите на индекса на телесна маса (BMI) също се различават значително между трите групи. Лептинът е обратно свързан с VO2max при деца със затлъстяване (r = -0,491, p = 0,009), както е показано в таблица 2. Лептинът също е свързан обратно с VO2max/w (r = -0,441, p = 0,021), с VO2max/h ( r = -0.420, p = 0.029) и до VO2max (r = -0.491, p = 0.009) само при деца със затлъстяване.Когато обаче тези корелации бяха коригирани за HOMA-IR и BMI z-резултати, само BMI z-резултат е положително свързана с лептина (p = 0,014 за VO2max/w и p = 0,011 fo r VO2max/h регресионен модел съответно). Що се отнася до хомоцистеина, не са открити статистически значими асоциации (Таблица 2). Физическата активност (организирана или не) не е свързана статистически значимо с VO2max (p> 0,10 за всички индекси), както е показано в таблица 3 .

адипокин

1: Значителни корелации с получер шрифт, VO2max: максимално количество кислород

Таблица 3

t-тест, HOMA-IR: Хомеостатичен модел на оценка на инсулиновата резистентност, VO2max: максимално количество кислород, SD: стандартно отклонение.

Също така има все повече доказателства, че упражненията оказват своите благоприятни ефекти отчасти чрез промени в профила на адипокин; т.е. упражненията увеличават секрецията на противовъзпалителни адипокини и намаляват проинфламаторните цитокини. В настоящото проучване нивата на лептин са свързани с продължителността на физическата активност само в група с нормално тегло и HOMA-IR се различава между нормалното тегло и децата със затлъстяване. Okazaki et al заключават, че краткосрочните и интензивни упражнения водят до по-ниска концентрация на лептин, независимо от промените в масата на мастната тъкан 28. Установено е, че има значителна разлика в нивата на физическа активност между юноши с нормално тегло и затлъстяване/наднормено тегло.

Нашите резултати показват, че нивата на адипокини могат да отразяват сърдечно-белодробния капацитет и те могат да бъдат маркери за инсулинова резистентност. Малкият брой участници в настоящото проучване, наред с факта, че информацията за физическите упражнения в настоящето се основава на доклади на родители и деца, не позволяват обобщаване на нашите констатации. Броят на децата, които се включиха доброволно в сърдечно-белодробно изследване, беше основното ограничение на пробата. Освен това резултатите може да са различни, ако ежедневно се записват упражнения от независими наблюдатели. Ограничение на настоящото проучване е фактът, че състоянието на затлъстяването на участващите деца се определя просто чрез използване на техния ИТМ, вместо да се извърши сканиране с рентгенова абсорбциометрия с двойна енергия (DEXA). Друго ограничение е, че понастоящем има по-нова версия на HOMA-IR (може да бъде достъпна на уебсайта на университета в Оксфорд).

В заключение, това е първото проучване доколкото ни е известно, което свързва VO2max с лептин и адипонектин при деца. Вродените трудности при сърдечно-белодробното изследване при деца може да са причина за оскъдността на данните в тази възрастова група. Необходим е интердисциплинарен подход и отлично сътрудничество на децата. Нашето проучване позволява допълнителни предположения за адипокини и детско затлъстяване, заедно с предоставяне на информация за употребата на лептин като възможен допълнителен индекс на затлъстяване в бъдеще.

Признание

Благодарим на нашите колеги Калиопе Контули и Астериос Кампурас за съдействието с конкретната техника за тестване на кардиопулмонални упражнения и Константина Коста, който предостави прозрение и експертиза, които значително подпомогнаха това проучване.

Конфликт на интереси

Авторите нямат конфликт на интереси, за да докладват.