Resumen
Introducción
El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) se ha implicado en la memoria, el aprendizaje y las enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, la relación de BDNF con factores de riesgo cardiometabólico no está clara, y el efecto del entrenamiento del ejercicio en BDNF no se ha explorado previamente en individuos con diabetes tipo 2.
Métodos
Los hombres y mujeres (n = 150) con diabetes tipo 2 fueron asignados al azar a un ejercicio aeróbico (aeróbico), ejercicio de resistencia (resistencia) o una combinación de ambos (combinación) durante 9 meses. Los niveles séricos de BDNF se evaluaron al inicio y el seguimiento de las muestras de sangre archivadas.
Resultados
El suero basal BDNF no se asoció con la aptitud física, la composición corporal, la antropometría, el control de la glucosa o las medidas de resistencia (todop> 0.05). Similarly, no significant change in serum BDNF levels was observed following exercise training in the aerobic (−1649.4 pg/ml, CI: −4768.9 to 1470.2), resistance (−2351.2 pg/ml, CI:−5290.7 to 588.3), or combination groups (−827.4 pg/ml, CI: −3533.3 a 1878.5) en comparación con el grupo de control (−2320.0 pg/ml, IC: −5750.8 a 1110.8). Sin embargo, las reducciones en la circunferencia de la cintura se asociaron directamente con cambios en el SERM BDNF después del entrenamiento (r = 0.25, p = 0.005).
Conclusiones
El BDNF en suero no se asoció con la aptitud física, la composición corporal, la antropometría, el control de la glucosa o las medidas de resistencia al inicio. Del mismo modo, las medidas séricas de BDNF no fueron alteradas por 9 meses de entrenamiento aeróbico, de resistencia o combinación. Sin embargo, las reducciones en la circunferencia de la cintura se asociaron con la disminución de los niveles séricos de BDNF. Los estudios futuros deberían investigar la relevancia de BDNF con medidas de función cognitiva específicamente en individuos con diabetes tipo 2.
Introducción
El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) es una proteína codificada por el gen BDNF. Es una neutrofina (por ejemplo, factor de crecimiento) involucrado en la plasticidad neuronal, la diferenciación y la supervivencia en el sistema nervioso central y periférico (1), (2). Los bajos niveles de BDNF se han asociado con el aprendizaje/disfunción cognitiva (2)depresión (3)condiciones neurodegenerativas (4)y mortalidad (5). BDNF ha sido estudiado en varias poblaciones; Sin embargo, la importancia clínica de los niveles de BDNF sigue sin estar clara en individuos con diabetes tipo 2. Estudios anteriores han encontrado que suero (6) y plasma (7) Los niveles de BDNF son más bajos en individuos con diabetes tipo 2 en comparación con individuos no diabéticos, lo que plantea la cuestión de si la mayor tasa de impedimentos cognitivos en la diabetes puede estar mediada en parte por niveles bajos de BDNF (7). Hallazgos similares se han informado en individuos no diabéticos en los que los niveles de BDNF en suero más bajos se han asociado con la resistencia a la insulina y la mayor grasa corporal (8).
Por el contrario, otros estudios han encontrado la relación opuesta, observando niveles elevados de BDNF en personas con diabetes tipo 2 (9). Además, los niveles más altos de suero y plasma BDNF se han asociado con factores de riesgo cardiometabólico (9)–(11)y específicamente suero BDNF se ha correlacionado inversamente con el gasto de energía diario total (12) y aptitud aeróbica (13), (14). Fujinami et al. (6) descubrió que el BDNF en suero se asoció directamente con la insulina en ayunas y la evaluación del modelo homeostático de la resistencia a la insulina en mujeres pero no en hombres en una muestra japonesa (n = 112) de individuos con diabetes tipo 2. Se ha propuesto que BDNF puede ser elevado en individuos con diabetes tipo 2 como mecanismo compensatorio para proporcionar neuroprotección adicional debido a la presencia de hiperglucemia crónica y otros factores de riesgo cardiometabólico (9), (15).
El entrenamiento ejercicio aumenta la aptitud física (16)mejora el control glucémico (16), (17)y reduce la grasa corporal (16), (17) en individuos con diabetes tipo 2. Específicamente, se ha demostrado que la combinación de entrenamiento aeróbico y de resistencia (entrenamiento de combinación) es la más efectiva para mejorar el control glucémico en comparación con el entrenamiento aeróbico o de resistencia solo (16)–(18). Los datos anteriores sobre el efecto del entrenamiento del ejercicio en los niveles de BDNF no están claros con cierta evidencia de mayor plasma (19) y suero (20) Niveles de BDNF después del entrenamiento aeróbico, mientras que otros estudios no han encontrado cambios significativos en los niveles de BDNF después de aeróbico (21)–(24) o entrenamiento de resistencia (21). Sin embargo, los estudios en esta área tienen limitaciones/consideraciones importantes, como el tamaño de la muestra pequeña. (19), (22)sin grupo de control (19)se realizaron en individuos jóvenes sanos (19), (21), (24), (25) o poblaciones sujetas con condiciones neurológicas específicas (20), (26). Hasta donde sabemos, los efectos del entrenamiento del ejercicio o una comparación de diferentes modalidades de entrenamiento (aeróbico, resistencia o una combinación de ambos) en los niveles de BDNF no se han explorado en individuos con diabetes tipo 2 en un gran ensayo aleatorizado. Los objetivos del presente estudio fueron (1) evaluar la asociación entre los factores de riesgo cardiometabólicos (aptitud física, antropometría, composición corporal y control de glucosa) y las variables de resistencia en los niveles de BDNF séricos basales; y (2) para probar los efectos del entrenamiento de ejercicios aeróbicos, de resistencia y combinación sobre los niveles séricos de BDNF en individuos con diabetes tipo 2.
Métodos
La metodología completa del programa de entrenamiento del ejercicio utilizado en los beneficios para la salud de la capacitación aeróbica y de resistencia en individuos con diabetes tipo 2 (HART-D) se ha informado en el documento de resultados principales (16). Hart-D fue un estudio de ejercicio de 9 meses que comparó los efectos del entrenamiento aeróbico, el entrenamiento de resistencia o una combinación de ambos en HBA1C en hombres y mujeres con diabetes tipo 2. La medida de resultado principal de este estudio auxiliar es el cambio en los niveles séricos de BDNF después del entrenamiento del ejercicio. Del estudio de HART-D padre de 262 adultos sedentarios (30-75 años) con diabetes tipo 2 que se presenta con una HBA1C De 6.5% a 11.0%, los valores de BDNF en suero se examinaron en un subconjunto de controles y ejercitadores adherentes (n = 168) del cual se incluyeron un total de 150 participantes en el análisis final. Se muestra un diagrama de consorte en Figura 1. Los criterios de exclusión notables para el ensayo HART-D incluyeron un índice de masa corporal (IMC)> 48 kg/m2presión arterial de 160/100 mmHg o más, triglicéridos en ayunas 500 mg/dL o más, el uso de una bomba de insulina, proteína de orina mayor de 100 mg/dL, antecedentes de accidente cerebrovascular, neuropatía avanzada, retinopatía o cualquier condición grave que impidiera la adherencia al protocolo de estudio o fuera una contrafuerte para el entrenamiento ejercicio. La Junta de Revisión Institucional del Centro de Investigación Biomédica Pennington aprobó el protocolo anualmente y todos los participantes brindaron consentimiento informado por escrito antes de iniciar cualquiera de los protocolos de estudio.
Diseño de estudio
Los participantes fueron asignados al azar a uno de los cuatro grupos: un grupo de control sin ejercicio, entrenamiento aeróbico solo (aeróbico), solo entrenamiento de resistencia (resistencia) o una combinación de resistencia y entrenamiento aeróbico (combinación). Al grupo de control sin ejercicio se ofrecieron clases semanales de estiramiento y relajación y se le pidió que mantuvieran su actividad actual durante el período de estudio de 9 meses. En consecuencia, el cumplimiento del grupo de control se evaluó con contadores de pasos para confirmar el comportamiento sedentario continuo. Todas las sesiones de ejercicio fueron supervisadas por el personal del estudio en nuestro laboratorio de entrenamiento con ejercicios.
La intensidad del ejercicio para el entrenamiento con ejercicio aeróbico fue del 50% al 80% del consumo máximo de oxígeno. Estimamos que 150 minutos de actividad física por semana (consistente con las recomendaciones de salud pública) es equivalente a aproximadamente 10 a 12 kcals/kg de peso corporal por semana (KKW) (5). La dosis seleccionada de ejercicio para el grupo aeróbico fue de 12 KKW y 10 KKW para el grupo de ejercicio combinado. Los participantes fueron pesados semanalmente para calcular el objetivo de gasto de energía para cada participante. Las ecuaciones de la American College of Sports Medicine se utilizaron para estimar la tasa de gastos calóricos y el tiempo requerido para cada sesión (1).
Los participantes en el grupo de entrenamiento de resistencia ejercieron 3 días por semana con cada sesión que consta de 2 conjuntos de 4 ejercicios de la parte superior del cuerpo (press de banca, fila sentada, presión de los hombros y LAT tirón), 3 conjuntos de 3 ejercicios de piernas (prensa de piernas, extensión y flexión) y 2 conjuntos de cada abdominal y extensiones de retroceso. Cada conjunto de ejercicios de resistencia consistió en 10 a 12 repeticiones. Las personas en el grupo de ejercicios combinados tenían dos sesiones por semana con cada sesión que consistía en 1 conjunto de cada uno de los 9 ejercicios de resistencia. El peso elevado en cada ejercicio aumentó progresivamente una vez que el participante pudo completar 12 repeticiones para cada conjunto de ejercicios en 2 sesiones de ejercicio consecutivas.
El grupo de control no fue cbacial después de que un número significativo de participantes (17.1%) tuvo un aumento en la HBA1C nivel de 1.0% o más. Con la recomendación de la placa de monitoreo de seguridad de datos, se suspendió la aleatorización en el grupo de control (5). Por lo tanto, menos participantes completaron el estudio en el grupo de control en comparación con los otros grupos de aleatorización.
Prueba de ejercicio
Las pruebas de ejercicio se realizaron en una cinta de correr (Trackmaster 425, Newton Kansas) con gases respiratorios analizados utilizando un verdadero carrito de medición metabólica MAX 2400 (Parvomedics, Salt Lake City Utah). Los participantes auto-seleccionaron un ritmo rápido para caminar a una calificación del 0% durante 2 minutos, y luego la calificación aumentó en un 2% cada 2 minutos hasta el agotamiento. Los datos de fitness se informan en VO absoluta2 pico (L/min), relativo vo2 pico (ml · kg−1· Min−1), y duración de la prueba de cinta de correr (min). Todas las evaluaciones de fuerza muscular se realizaron utilizando un dinamómetro BioDex System 3 (Biodex Medical Systems, Shirley, Nueva York). El trabajo total se determinó como el trabajo realizado en más de 30 repeticiones de esfuerzo máximo.
Composición corporal y prueba de antropometría
La composición corporal y el porcentaje de grasa corporal se determinaron utilizando escaneos de absptiometría de rayos X de doble energía realizados utilizando el escáner de cuerpo entero QDR 4500A (Hologic Inc., Bedford, Massachusetts). El peso se midió con una escala electrónica calibrada (GSE Scale Systems, Novi Michigan). La circunferencia de la cintura se midió mediante cinta a medio camino entre el borde inferior de la caja torácica y el aspecto superior de la cresta ilíaca al final de la caducidad normal.
Muestras de sangre
Los niveles séricos de BDNF se midieron mediante el Laboratorio de Investigación Clínica de Investigación Biomédica de Pennington al inicio y el seguimiento de muestras de sangre archivadas almacenadas a -80 grados Celsius. Los niveles séricos de BDNF se analizaron utilizando un inmunoensayo enzimático sándwich de química BDNF (Milpore, Billerica, MA). La sensibilidad del ensayo fue de ± 7.8 pg/ml con una variación entre ensayos de ± 8.5% y una variación intraonimentada de ± 3.5%. Todas las muestras para el BDNF en suero al inicio y el seguimiento se ejecutaron en la misma placa de análisis para eliminar la variación entre ensayos entre los pares previos y posteriores a la intervención. HBA1C se evaluó a partir de la administración venosa, y las muestras se ejecutaron en Beckman Coulter Synchron LX Automated Analyzer (Fullerton, CA). Al inicio y en el seguimiento, se recogieron y procesaron muestras de sangre después de un ayuno durante la noche.
HART-D tenía equipos separados de intervención y evaluación, y todo el personal de evaluación estaba cegado a la aleatorización de los participantes. Las pruebas clínicas y los laboratorios de entrenamiento del ejercicio estaban en edificios separados, y a los participantes se les recordó con frecuencia que no revelara su asignación grupal al personal de evaluación.
Análisis estadístico
Todos los datos se analizaron utilizando SAS versión 9.1 (SAS Institute Inc, Cary, Carolina del Norte). El análisis final del presente estudio se realizó en participantes adherentes (70% adherentes a la intervención de ejercicio consistente con la definición utilizada en nuestro documento de resultado principal (16)) con valores atípicos eliminados. Los valores atípicos se definieron como participantes que estaban más del 95% por encima del valor medio para el cambio en los niveles séricos de BDNF …
