Resumen
Objetivos
Para evaluar los determinantes de las mejoras inducidas por entrenamiento en ejercicio en el control de glucosa (HBA1C) incluyendo cambios en las concentraciones de adiponectina y FFA total en suero, y el contenido de proteína del receptor-receptor-1α (PGC-1α) activado por el proliferador del muscular esquelético (PGC-1α).
Métodos
Un sub-cohorte (n = 35; 48% hombres; 74% caucásicos) del estudio HART-D que realiza biopsias musculares antes y después de 9 meses de aeróbico (resistencia (RT) o entrenamiento combinado (ATRT).
Resultados
Cambios en HBA1C se asociaron con cambios en la adiponectina (r = −0.45, PAG= 0.007). Los participantes diagnosticados con diabetes tipo 2 durante una mayor duración tuvieron el mayor aumento en PGC-1α (r = 0.44, PAG= 0.008). Modelado estadístico examinando los cambios en HBA1C sugirió que el sexo masculino (PAG= 0.05), etnia no caucásica (PAG = 0.02), Duración de la diabetes tipo 2 (r = 0.40; PAG<0.002) y cambios en FFA (r = 0.36; PAG<0.004), adiponectina (r = −0.26; PAG<0.03) y PGC-1α (r = −0.28; PAG= 0.02) Explique ∼65% de la variabilidad en los cambios en HBA1C.
Conclusiones
Disminuciones en HBA1C Después de 9 meses de ejercicio, se asociaron con una duración más corta de la diabetes, la disminución de las concentraciones séricas de FFA, aumentando las concentraciones de adiponectina en suero y aumentando la expresión de la proteína PGC-1α del músculo esquelético.
Introducción
La diabetes tipo 2 es tanto una enfermedad del metabolismo de los lípidos desordenados como una enfermedad del metabolismo anormal de la glucosa (1). No equilibrar la absorción de lípidos del músculo esquelético (ácidos grasos libres, FFA) y el almacenamiento en triacilglicerol intracelular con oxidación en las mitocondrias está implicado en la acción de insulina deteriorada (2). Las personas con diabetes tipo 2 tienen una reducción de las concentraciones de adiponectina en plasma (3)número reducido de mitocondrias (4)y expresiones de genes/proteínas del músculo esquelético inferior del coactivador del receptor-γ-receptor-γ activado por el proliferador de peroxisoma-receptor-γ-1α (PGC-1α), un regulador clave de la biogénesis mitocondrial (5) y metabolismo oxidativo (6). Si bien se ha observado un aumento de PGC-1α con el ejercicio agudo en humanos (7)Estudios que examinan los efectos del entrenamiento del ejercicio crónico en la adiponectina y PGC-1α y su relación con el cambio en el control glucémico (HBA1C) en individuos con diabetes tipo 2 están ausentes.
Recientemente demostramos en los beneficios para la salud del entrenamiento aeróbico y de resistencia en individuos con el estudio de diabetes tipo 2 (HART-D) que 9 meses de entrenamiento combinado aeróbico (AT) y de resistencia (RT) redujeron significativamente la HBA.1C Niveles en individuos con diabetes tipo 2 (8). El estudio HART-D también incluyó a los grupos de entrenamiento solo y solo RT que, junto con el grupo de entrenamiento AT y RT combinado, brindan una oportunidad única para examinar la influencia de los factores que se sabe que influyen en el control glucémico, específicamente FFA sérico y adiponectina, el contenido de proteínas PGC-1α del músculo esquelético y las medidas antropométricas/demográficas. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que el cambio en HBA1C Después del ejercicio, se asociaría independientemente con FFA sérico y adiponectina y la activación de las vías de biogénesis mitocondrial del músculo esquelético según lo determinado por el contenido de proteína PGC-1α.
Métodos
Setenta y ocho participantes del estudio HART-D previamente informado se ofrecieron como voluntarios y se inscribieron en un estudio auxiliar que incluía la recolección de muestras musculares al inicio y después de 9 meses de intervención (Figura 1). Los métodos detallados y los criterios de inclusión/exclusión se proporcionan en el documento de resultados principales (8)). Brevemente, 262 individuos sedentarios con diabetes tipo 2 (HBA1C 6.5% a 11%, inclusive) de 30 a 75 años se inscribieron en el estudio. Se excluyeron los voluntarios si el índice de masa corporal era ≥48 kg/m2la presión arterial fue ≥160/100 mmHg, los triglicéridos en ayunas fueron ≥500 mg/dL, la proteína de orina fue> 100 mg/dL o la creatinina sérica fue> 1,5 mg/dL. Además, los voluntarios fueron excluidos si usaban una bomba de insulina o tenían antecedentes de accidente cerebrovascular, neuropatía avanzada o retinopatía, o cualquier otra condición médica grave que les impidiera adherirse al protocolo o ejercer seguridad. De los 78 participantes originales, 23 se perdieron durante el seguimiento debido al incumplimiento (<80% de asistencia) con el protocolo de estudio, dejando un total de 55 participantes con datos de referencia y seguimiento. Se excluyeron a 10 participantes adicionales aleatorizados al grupo de control de estos análisis. Las 10 muestras adicionales de 10 participantes no tenían proteínas extraídas. El grupo final de 35 participantes (17 hombres y 18 mujeres) de 57.0 ± 7.7 años se incluyen en el presente análisis. El dibujo de sangre de seguimiento y la biopsia muscular para este proyecto auxiliar ocurrieron aproximadamente 1 semana después de su último combate de ejercicios. El estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional del Centro de Investigación Biomédica Pennington y se obtuvo el consentimiento informado por escrito antes de la detección del estudio. El protocolo para esta lista de verificación de consorte de prueba y prueba está disponible como información de respaldo; ver Lista de verificación S1 y Protocolo S1.
Intervención
Los participantes de HART-D fueron asignados al azar a 9 meses de entrenamiento aeróbico (AT), entrenamiento de resistencia (RT), una combinación de ambos (ATRT) o un grupo de control sin ejercicio. El grupo AT ejerció 3 a 4 veces por semana con 50–80% de VO2peak Para un gasto de energía total de 12 kcal bajor−1⋅wk−1. El grupo RT completó 3 días por semana de 2 juegos de 4 ejercicios de brazo, 3 juegos de 3 ejercicios de piernas y 2 conjuntos de extensión de espalda y crujido abdominal. El grupo ATRT completó 3 sesiones de AT (10 kcal⋅kg−1⋅wk−1) y 2 sesiones de RT (1 establece cada uno de los ejercicios de RT) por semana junto con las pautas federales de actividad física (9). Ambas modalidades de ejercicio fueron de naturaleza progresiva por la cual se incrementó la velocidad y el grado de la cinta de correr para mantener la intensidad apropiada, reportada en tareas equivalentes metabólicas (METS) (10) y el peso levantado en cada ejercicio RT aumentó cuando un participante podía levantar 12 repeticiones en 2 sesiones consecutivas.
VO2max y composición corporal
Aptitud cardiorrespiratoria máxima (VO2max) se evaluó al inicio y después de 9 meses de intervención en una cinta de correr (Trackmaster 425, Newton, KS) con gases respiratorios analizados utilizando un verdadero carrito metabólico MAX 2400 (Parvomedics, Salt Lake City, UT). Captación máxima de oxígeno (VO2peak) se expresó en relación con la masa sin grasa (ml pastro−1⋅min−1). La composición corporal se midió por DXA (QDR 4500A, Hologic, Inc. Waltham, MA).
Análisis de sangre
La sangre fue recolectada por venipunción en la mañana después de un ayuno de 10 horas al inicio y después de la intervención. Las muestras de sangre se colocaron en tubos de tapa roja prefirrada (FFA sérico y adiponectina) o tubos de recolección de EDTA (Plasma HBA1C) y transportado al laboratorio sobre hielo (FFA y HBA1C). Las muestras de sangre para FFA y HBA1C fueron centrifugados en frío y los medios se analizaron de inmediato para FFA y HBA1C (Beckman Coulter DXC600 Pro; Beckman Coulter Inc., Brea, CA). La sangre recolectada para las concentraciones de adiponectina sérica total (Linco, St. Charles, MO) se transfirieron al laboratorio a temperatura ambiente, se centrifugó, y el suero se almacenó a -80 ° C hasta que se ejecutaron en un solo lote al final de la prueba. La variación intraensay para HBA1CFFA y adiponectina fue ± 2.84%, ± 0.75%y ± 6.21%, respectivamente.
Análisis muscular
Las muestras musculares se obtuvieron bajo anestesia local del Vastus lateralUsando la técnica de Bergstrom e inmediatamente se congeló. Las muestras fueron homogeneizadas por los molinillos de tejido Duall Kontes en tampón RIPA con un cóctel de inhibidores de la proteasa y la fosfatasa (Sigma, St. Louis, MO). El contenido total de proteínas se cuantificó mediante el ensayo BCA (Pierce, Rockford, IL) y se añadieron 25 UL a cada gel para la determinación del contenido de proteína PGC-1α. El contenido de proteína PGC-1α cuantificado en relación con GAPDH (ABCAM, Cambridge, MA) se determinó mediante Western Blot usando un sistema de imágenes Odyssey 9120 (Li-Cor, Lincoln, NE) después de sondear con IgG de cabra anti-ratón Alexa Fluor 680 (Invitrogen, Carlsbad, CA). No hay datos disponibles para la variabilidad intra-ensayada en el contenido de proteína PGC-1α o GAPDH, ya que no se ejecutaron réplicas para preservar el tejido muscular restante.
Aleatorización y cegamiento
Después de firmar el consentimiento informado para el estudio auxiliar, los voluntarios tenían sangre basal extraída y se realizó una biopsia muscular. Los voluntarios luego fueron asignados al azar a un grupo de intervención de acuerdo con el esquema de aleatorización dentro del ensayo principal de HART-D, lo que resulta en una aleatorización de grupo desigual. La naturaleza de este estudio de intervención previene el cegamiento del personal de intervención del ejercicio. Sin embargo, se hicieron todo lo posible para mantener el cegamiento del personal de evaluación del grupo de intervención del participante.
Análisis estadístico
El análisis de varianza (ANOVA) se utilizó para evaluar las diferencias de grupo de referencia (JMP 9.0.2, SAS Institute, Inc., Cary, NC) y las variables dicotómicas se examinaron utilizando un χ un χ2 prueba. Todos los grupos de ejercicio se colapsaron en un solo grupo para los análisis restantes ya que no se observó ningún efecto de grupo de ejercicio en el modelo final (PAG= 0.15), y la adición del grupo de ejercicio al modelo final no influyó en los otros factores en el modelo. La regresión lineal (Pearson R) se utilizó para determinar las relaciones entre los puntajes de cambio (posteriores a la pre). Cambios ajustados a la línea de base en los datos antropométricos, HBA1CEl contenido de proteína PGC-1α y la adiponectina en ayunas y los ácidos de grasa libre se determinaron utilizando el análisis de covarianza (ANCOVA) con diferencias grupales analizadas utilizando pruebas post-hoc de Student-T. Además, ANCOVA se utilizó para examinar las relaciones entre los cambios en HBA1C y cambios en los determinantes independientes (coeficientes de correlación semipartial (R)). Para determinar la relación entre los cambios en HBA1C y cambios en el contenido de FFA, adiponectina y PGC1A, primero ajustamos a HBA de línea de base1Csexo, etnia y duración de la diabetes; Todas las variables que se ajustaron en el documento de resultados principales (8). Además, nuestro objetivo era determinar si el peso, la composición corporal y/o la condición física (VO2peak) Explicaron más el cambio en HBA1C o eliminó cualquiera de los parámetros existentes del modelo. La significación estadística se estableció en PAG<0.05 y los datos se informan como media (IC 95%) a menos que se indique lo contrario.
Resultados
El cumplimiento promedio para todos los grupos de ejercicios fue de 95.0 ± 6.0% (media ± DE; rango = 80.6% a 100.0%). Del mes 2 al mes, los Mets promedio estimados en AT (a = 5.7 ± 1.0 a 7.2 ± 1.0 Mets y ATRT = 5.0 ± 0.7 a 5.8 ± 1.0 Mets) y el peso total elevado durante RT (RT = 56,422 ± 17,316 a 73,602 ± 25,631 LBS y ATRT = 17881 ± 635 a 635 a 73,602 ± 25,631 LB y ATRT = 17881 ± 635 a 635 a 73,602 23,909 ± 9,532 lbs) aumentó de manera similar a las reportadas en el documento de resultados principales (8).
Datos de línea de base para la edad, sexo, diabetes, HBA1C Composición corporal y VO2peak (ml/kg FFM) en este subconjunto de participantes de HART-D fueron similares al estudio principal para los participantes con un cumplimiento general ≥80% (todos PAG> 0.18). Sin embargo, el porcentaje de participantes caucásicos fue mayor en este subconjunto en comparación con el estudio principal (74.3% frente a 56.7%, respectivamente,, respectivamente, PAG= 0.045). Los datos de línea de base y los efectos del tratamiento ajustados en la línea de base se presentan en Tabla 1. La edad fue diferente entre los grupos al inicio (PAG= 0.02). Después del entrenamiento, el cambio en VO2peak no fue significativamente diferente entre los grupos de intervención en esta cohorte. El peso corporal fue menor después de en comparación con RT (PAG<0.05) Debido a una tendencia a que RT aumente FFM (PAG= 0.05). El cambio ajustado a la línea de base en HBA1C en esta cohorte fue independiente del grupo de tratamiento (PAG= 0.29). El cambio en HBA1C ajustado para la línea de base HBA1Cedad, etnia y duración de la diabetes tipo 2, fueron similares a los de la cohorte más grande (8) Aunque no sea significativo en este subconjunto (efecto de grupo de ejercicios, PAG= 0.60; −0.15%(−0.58%, 0.27%), −0.34%(−0.84%, …
